Порядок выполнения работы

Изучить устройство электронных и цифровых вольтметров, методы поверки вольтметров и обработки результатов измерений, содержащих случайную составляющую погрешности [8, с.111-117, 218-265, 39-48]; [5, c.75-96, 31-41]; [9, c.181-199, 217-230, 12-31]; [1, c.251-281]. Составить список приборов с полной их характеристикой.

Подготовить к работе генератор Г3-112: регулятор выходного напряжения установить в крайнее левое положение, переключатель ~ установить в положение ~, переключатель Множитель установить на отметку 10², ручку Частота HZ – на отметку 10. Включить на прогрев.

Подготовить к работе вольтметр В3-38: переключатель пределов измерения установить на отметку 1 В. Включить на прогрев.

Подготовить к работе вольтметр ВК7-9: ручку переключателя пределов измерения установить на отметку 3 В. Включить на прогрев, нажав клавишу +U.

Подготовить к работе оба цифровых вольтметра В7-16: Переключатель пределов измерения установить на отметку 1 В. Переключатель РОД РАБОТЫ установить на отметку 0. Тумблер установить в положение (автоматический запуск). Ручку В.ИНД (время индикации) повернуть влево (против часовой стрелки) до отказа. Включить на прогрев.

7.1. Определить диапазон рабочих частот вольтметра В3-38 путем снятия его амплитудно-частотной характеристики. Подключить с помощью кабеля вход вольтметра В3-38 к выходу генератора Г3-112. На генераторе установлена частота 1000 Гц.

Плавно поворачивая регулятор выходного напряжения генератора, установить показания вольтметра В3-38 0.8 В. В дальнейшем ручку регулятора напряжения не трогать! Установить на генераторе значение частоты 10 Гц (переключатель Множитель установить на отметку 1, ручку Частота HZ – на отметку 10).

Установленное значение частоты измерительного генератора f и показания вольтметра В3-38 U занести в таблицу 7.1.

Таблица 7.1

Определение диапазона рабочих частот вольтметра В3-38

f, Гц	10	. . .	107
U, В

Установить новое значение частоты (см. рекомендации, изложенные во введении) и повторить измерения. После измерений на частоте 5 МГц частоту генератора задавать через 1 МГц. Построить график зависимости U = F(f) и показать его преподавателю.

7.2. Произвести поверку милливольтметра В3-38 методом сличения показаний с образцовым прибором. На генераторе Г3-112 установить значение частоты 1000 Гц, регулятор выходного напряжения повернуть влево до отказа. Соединить кабелями входы вольтметров В3-38 и В7-16 с выходными гнездами генератора.

На вольтметре В7-16 (правом) с помощью ручки > 0 < установить показания 0000 с равновероятным изменением знака полярности. Перевести переключатель Род работы в положение  (калибровка) и ручкой  установить на табло показание, равное значению, указанному на передней панели вольтметра (на шильдике). Перевести переключатель Род работы в положение U~НЧ. Ручкой В.ИНД устанавливается удобное для отсчета показаний время индикации.

Если при измерениях вольтметром В7-16 на индикаторном табло появляется сигнал П (переполнение), необходимо увеличить предел измерения В7-16, в данном случае перейти на предел 10 В.

Плавно увеличивая выходное напряжение генератора Г3-112, подвести стрелку поверяемого вольтметра В3-38 к первой цифровой отметке шкалы (нужно выбрать шкалу, соответствующую пределу измерения 1 В). Показания В3-38 и В7-16 занести в таблицу 7.2.

Повторить измерения для следующих делений шкалы В3-38, обозначенных цифрами. Закончив поверку, регулятор выходного напряжения генератора повернуть влево до отказа. Отключить напряжение питания Г3‑112, В3‑38 и правого В7‑16.

Таблица 7.2

Поверка вольтметра В3-38

Показания В3-38 Ux, В	Показания В7-16 Uд,В	Погрешности		Поправка -, В	Приме-чание
		абсолют- ная, В	приведен- ная, %

Для каждой цифровой отметки шкалы 1 В поверяемого прибора В3-38 определить погрешности:

абсолютную, В

 = U_x - U_д, (7.12)

приведенную, %

 = 100/U_п. (7.13)

Здесь U_п – установленный предел измерения В3-38.

Результаты вычислений занести в таблицу 7.2. По наибольшему значению приведенной погрешности определить класс точности В3-38. В графе «Примечание» таблицы 7.2 указать класс точности, который будет присвоен поверяемому прибору. Вычислить поправки к показаниям В3-38, равные абсолютным погрешностям с противоположным знаком (поправка = -). Построить график поправок - = F₁(U_x).

7.3. Произвести поверку универсального вольтметра ВК7-9 (напряжение постоянного тока, предел измерения 3 В). На В7-16 (левом) установить предел измерения 10 В. Переключатель Род работы установлен в положение > 0 <. На источнике напряжения постоянного тока (закреплен сверху на генераторе Г3-112) ручки U₁ ГР, ТЧ повернуть влево до отказа. Переключатели S₁, S₂ – в нижнем положении (отключено). Соединить специальным кабелем, соблюдая полярность, выход источника напряжения постоянного тока со входом вольтметра ВК7-9 (клеммы U_0.3-500 В, ┴) и входом вольтметра В7-16.

Так как источник постоянного тока отключен, а его выход соединен с входом ВК7-9, то вход последнего оказался закороченным. Поэтому можно на вольтметре ВК7-9 ручкой УСТ.0 установить стрелку измерительного механизма на нулевое деление шкалы =V. После этого ВК7-9 готов к работе.

На вольтметре В7-16 (левом) с помощью ручки > 0 < установить показания 0000 с равновероятным изменением знака полярности. Перевести переключатель Род работы в положение  (калибровка) и ручкой  установить на табло показание, равное значению, указанному на шильдике. Перевести (по заданию преподавателя) переключатель Род работы в положение: U_1S; U_0.1S; U_0S.

Включить источник напряжения постоянного тока тумблером S₁. Плавно увеличивая напряжение U₁ источника с помощью ручки U₁ ГР, ТЧ (грубо, точно), подвести стрелку поверяемого вольтметра ВК7-9 (по шкале, соответствующей пределу измерения 3 В) к первой цифровой отметке шкалы, не переходя за нее.

Показания ВК7-9 и В7-16 занесите в таблицу 7.3. Показания В7-16 заносятся в графу «Ход вверх» (U_вв). Повторить измерения для следующих делений шкалы ВК7-9, обозначенных цифрами.

Таблица 7.3

Поверка вольтметра ВК7-9

Пока- зания ВК7-9 Ux, В	Показания вольт- метра В7-16, В			Погрешность			Вари- ация вар, В	Поп- равка -, В	При- меча- ние
	ход вверх Uвв	ход вниз Uвн	сред- нее Uд	абсо- лютная , В	отно- ситель- ная , %	приве- денная , %

После проведения измерений на конечной отметке ВК7-9, плавно увеличивая напряжение, немного перейдите за отметку вправо. Проведите измерения на тех же отметках ВК7-9, но подводя стрелку к отметке справа, не переходя за нее. Показания В7-16 заносятся в таблицу 7.3 в графу «Ход вниз» (U_вн). Закончив поверку вольтметра, отключите питание ВК7-9, нажав кнопку ВЫКЛ.

Для каждой цифровой отметки шкалы ВК7-9 определить действительное значение измеряемого напряжения как среднее арифметическое показаний В7-16 U_вв (ход вверх) и U_вн (ход вниз), т.е.

U_д = (U_вв + U_вн)/2. (7.14)

Определить абсолютную, приведенную погрешности по уравнениям (7.12-7.13) и относительную погрешность (%) по уравнению

 = (/U_x) 100. (7.15)

По наибольшему значению приведенной погрешности сделать заключение о соответствии ВК7-9 своему классу точности. В графе «Примечание» таблицы 7.3 указать нормирующее значение и класс точности поверяемого прибора.

Определить погрешность вариации ВК7-9 для каждой цифровой отметки как разность показаний В7-16 U_вв (ход вверх) и U_вн (ход вниз):

_вар = U_вв - U_вн. (7.16)

Вычислить поправки к показаниям вольтметра, равные абсолютным погрешностям с противоположным знаком. Построить график поправок ‑ = F₂(U_х).

Результаты всех вычислений занести в таблицу 7.3.

7.4. Провести многократные измерения напряжения постоянного тока со случайной составляющей погрешности. На источнике напряжения постоянного тока тумблер S₂ установить в положение ВЫКЛ. С помощью ручек U₁ ГР, ТЧ установить заданное преподавателем значение напряжения (преподавателем задается также число измерений и доверительная вероятность). На вольтметре В7-16 установить предел измерения 1 В. Тумблер установить в положение (ручной запуск). Измерение осуществляется путем нажатия и отпускания кнопки .

Вычислить среднее арифметическое значение результата ряда наблюдений. Определить границы доверительного интервала для заданной доверительной вероятности. Определить, содержат ли проведенные измерения грубую погрешность? Оценка случайной погрешности проводится по методике, изложенной в приложении.

После выполнения всех измерений на источнике постоянного тока ручки регулятора напряжения U₁ ГР, ТЧ установить в крайнее левое положение. Отключить питание выключателем S₁. На вольтметре В7-16 тумблер возвратить в положение , переключатель РОД РАБОТЫ – в положение > 0 <. Отключить все приборы.