отклонение, определенное в п.1.2. Пример построения подобной гистограммы приведен в Л.2.
К зажимам с двумя последовательно соединенными резисторами R1 и R2
(рис.1) приложено напряжение U. Для измерения напряж ния на резисторе R1
Задача № 2 |
техника |
|
подключен вольтметр магнитоэлектрической системы класса точности γ с |
||
|
измерительная |
|
пределом измерения U н и током полного отклонения |
I н (табл.2). |
|
Рис.1. Схема измерения |
|
|
и |
|
|
2.1. Определить относ тельную погрешность δ1 |
измерения напряжения, |
|
обусловленную включением вольтметра, и укажите каким образом можно уменьшитьМетрологияэту погрешность.
2.2. Определите на большую допустимую относительную погрешность измерения ±δ2 , обусловленную основной погрешностью вольтметра.
2.3. Запишите результат измерения.
2.4. Напряжение R1 измеряется вольтметром ЦВ, тип которого указан в табл.2. Определите относительную погрешность δ3 , обусловленную включе-
нием ЦВ, п оведите сравнение с данными п.2.1.
2.5. Определите предел допустимой основной погрешности измерения (в %) для выбранного поддиапазона ЦВ (Л.3).
2.6. Постройте графики зависимости мультипликативной и аддитивной составляющих абсолютной погрешности ЦВ при изменении напряжения от 0 до U н, где U н - предел измерения цифрового вольтметра, выбранный в п.2.5
(Л.2).
14
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Щ1413 Щ304 |
Ф4830техникаЩ1318 Ф283 |
Ф283 |
|
|||||
7. |
Тип ЦВ |
Щ1516 Щ1526 Щ1513 Ф4214 |
|
|||||||||||
Дано: |
|
|
|
В а р и а н т ы |
|
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|
8 |
9 |
|
||
1. |
R1, кОм |
1,0 |
10 |
50 |
10 |
5 |
10 |
10 |
|
50 |
|
1 |
30 |
|
2. |
R2, кОм |
2,0 |
10 |
50 |
5 |
10 |
10 |
20 |
|
100 |
|
3 |
20 |
|
3. |
U, В |
200 |
100 |
150 |
300 |
1,0 |
500 |
100 |
|
120 |
|
120 |
100 |
|
4. |
γ |
0,5 |
1,0 |
2,5 |
1,5 |
1,0 |
2,5 |
1,5 |
|
1,0 |
|
0,5 |
2,5 |
|
5. U н, В |
150 |
100 |
100 |
300 |
3 |
300 |
100 |
|
100 |
|
50 |
150 |
|
|
6. |
Iн, мА |
30 |
1 |
1 |
5 |
0,1 |
10 |
2 |
|
1 |
|
10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
измерительная |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Задача № 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Близкие по значению сопротивления резисторов Rx' |
и R"x измерены ме- |
||||||||||||
тодом амперметра и вольтметра по схемам, как показано на рис. 2а и 2б. Показания приборов в схемах одинаковы. Их знач ния данные приборов приведены в табл.3.
Метрология |
и |
б) |
|
|
|
а) |
|
|
|
|
Рис.2 2. Схемы для измерений сопротивлений резисторов |
|
||
3.1. Опреде ите измеренные значения Rx' и и R"xи. |
|
|||
3.2. Вычислите действительные значения Rx' |
и R"x , учитывая сопротив- |
|||
ление прибо ов. |
|
|
|
|
3.3. Найдите относительные методические погрешности δм' и δм" |
изме- |
|||
рения Rx' |
R"x для схем включения приборов а) и б), обусловленные собст- |
|||
венным потреблением мощности A и V. |
|
|
||
3.4. Определите относительную инструментальную погрешность |
±δи |
|||
измерения Rx' и R"x , обусловленную классом точности приборов (А и V), как
15
погрешность косвенных измерений. Эта погрешность δи |
= δV2 + δ A2 , %, где |
||||||||||||||||
|
А, мА |
|
|
0,8 |
300 |
14 |
400 |
250 |
500 |
|
24 |
техника1000 100 |
5 |
|
|||
δV |
и δA - максимальные относительные погрешности (в %) измерения на- |
||||||||||||||||
пряжения и тока, определяемые по классу точности прибора. |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В а р и а н т ы |
|
|
|
|
|
|
||
|
Дано: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
||
|
1. Показание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
3.5. Запишите для каждой схемыизмерительнаярезультат измерения |
в виде: |
|
|
|
|||||||||||
|
2. Показание |
24 |
3,0 |
140 |
45 |
75 |
1 |
|
12 |
|
5 |
2 |
50 |
|
|||
|
V, В |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
3.Кл.точн.А |
1,0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
0,2 |
1,0 |
|
2,5 |
|
0,5 |
1,5 |
0,5 |
|
|||
|
4.Предел |
1,0 |
500 |
75 |
500 |
300 |
750 |
|
30 |
|
1500 |
150 |
10 |
|
|||
|
изм. А, мА |
|
|
|
|||||||||||||
|
5. Сопро- |
10 |
1 |
1,5 |
0,8 |
0,2 |
0,6 |
|
3 |
|
0,1 |
0,5 |
0,5 |
|
|||
|
тивл. А, Ом |
|
|
|
|||||||||||||
|
6.Кл.точн.V |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
|
1,0 |
|
0,2 |
0,5 |
0,2 |
|
|||
|
7. Предел |
50 |
5 |
150 |
|
100 |
3 |
|
15 |
|
30 |
3 |
300 |
|
|||
|
изм. V, В |
50 |
|
|
|
||||||||||||
|
8. Сопро- |
100 |
10 |
150 |
|
100 |
3 |
|
15 |
|
30 |
3 |
300 |
|
|||
|
тивл.V, кОм |
50 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
Rx' |
= Rx' |
+δм' |
и |
; |
R"x = R |
"xи −δм" |
±δи , |
|
|
|
||||
|
|
|
±δи |
|
|
|
|||||||||||
|
|
Метрология |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
Rx' и |
и R"xи - измеренные значения; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
δм' |
δм" |
- метод ческие относительные погрешности, %; |
|
|
|
||||||||||
|
|
±δ |
- инструментальная относительная погрешность, %. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
3.6. Укажите, какую из схем целесообразно применить для измерения |
|||||||||||||||
резисторов указанного порядка и почему. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Задача № 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Исходный прибор (ИП), тип которого указан в таблице 4, с пределом |
|||||||||||||||
измерений |
I н |
используется для получения комбинированного прибора ам- |
|||||||||||||||
первольтомметра с пределами измерения по току I x |
и по напряжению U x . |
||||||||||||||||
Напряжение батареи питания омметра U Б = 5 В. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
16
Примечание: Данные исходного прибора, необходимые для расчетов,
4.1.Рассчитайте сопротивление шунта RШ амперметратехника(переключ тель SA - в положении А) с пределом измерения I x .
4.2.Рассчитайте сопротивление добавочного резистора R Д вольтметра4.4. Определите собственное потребление мощности амперметром ивозьмите из справочника (Л.3).прибора
вольтметром.
4.5. Рассчитайте ограничивающий резистор Rогр в схеме омметра (SA -
в положении Ω).
4.6. Начертите циферблат разработанного ампервольтомметра. Размеры циферблата должны соответствовать размерам исходного прибора, указанным в справочнике. На циферблате прив дите четыре проградуированные (произвольно, но в соответствии с пределами измерений Iн, Ix , U x ) шкалы:
исходного микроамперметра, амперметра с пределом Iн, вольтметра с пределом U x и омметра для Rx от 0 до ∞. На шкале омметра приведите не менее
пяти значащих отметок.
4.7. Определите величину те пературной погрешности δt (в %) амперметра (SA - в положении А) при и мерении тока Ix , если температура окру-
жающей среды изменилась от 20°C до t°C. |
|
||||
Примечание: а) шунт выполненизмерительманганинаная; б) обмотка рамки - из |
|||||
медного провода; в) дополн |
и |
тельную температурную погрешность исходно- |
|||
го прибора не учитывать. |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
Воспользуйтесь формулой: |
IН.И. − IН. Д. |
|
|||
δt = |
100% , |
||||
IН. Д. |
|||||
где IМетрологияН°. Д. - действительное значение ( IН , мкА) тока, взятое из таблицы 4 (при 20 C); IН.И. - измеренное значение тока. Оно отличается от действи-
тельного, .к. п температуре t°C сопротивление R0 рамки ИП изменится:
Rot = R0 [1 +α (t −20)] ,
где α = 4,26 10−3, град−1 - температурный коэффициент сопротивления
меди. Сопротивление шунта, выполненного из манганина, не изменится. Произойдет изменение токов в параллельных ветвях при I x = const.
17