лабораторные работы / разное / Лаб работа №2 Погрешности вольтметра

Чайковский филиал ПГТУ

Лабораторная работа №2

Определение основных показателей погрешности вольтметра

Для студентов специальности 230100 «Информатика» и

специализации 552800 «Автоматизация и управление»

Подготовил профессор Лисовский А.Ф.

Чайковский 2006

Цель работы - ознакомление с принципом действия и устройством приборов для измерения напряжений и токов, исследование их основных метрологических характеристик.

Общие сведения. Метод и средства для измерения напряжения.

При измерении напряжения и тока используют прямые и косвенные способы. Прямые измерения основаны на сравнении измеряемой величина с мерой этой величины или на непосредственной оценке измеряемой величины по отчетному устройству измерительного прибора. Косвенные измерения основаны на прямых измерениях другой величины, функционально связанной с измеряемой величиной.

Основные метрологические характеристики приборов для измерения напряжения: диапазон измерения напряжения, погрешность измерения, чувствительность или цена деления.

Диапазон измерений представляет собой область значений напряжения, измеряемых прибором с нормированной погрешностью.

Для многопредельных приборов диапазон измерений указывают на каждом пределе с различной нормированной погрешностью.

Переключение пределов измерений производится вручную или автоматически. Способность приборов работать при сигналах, превышающих предел измерения, называют их перегрузочной способностью. Перегрузочная способность современных цифровых вольтметров достигает 300%.

Различают полный и рабочий диапазоны измерений. Полный диапазон определяют по формуле

(1)

где и максимальное и минимальное значения измеряемого напряжения.

Если эти максимальное и минимальное значения измеряемого напряжения определяются с заранее установленными погрешностями, то обычно используют понятие рабочего диапазона

(2)

который обычно меньше полного диапазона.

Погрешность измерений является основной метрологической характеристикой прибора. Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности приборов.

Абсолютная погрешность определяется разностью между показанием прибора U_пр и истинным значением измеряемого напряжения U_иcт: =U_пр -U_{ист (3)}

Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой П=-.

Относительная погрешность определяется отношением абсолютной погрешности к истинному значению измеряемого напряжения U_ист и выражается в процентах

(4)

Относительная погрешность зависит от значения измеряемого напряжения и с уменьшением напряжения увеличивается.

Приведенная погрешность определяется отношением абсолютной погрешности к некоторому нормирующему значению U_норм напряжения и выражается в процентах

(5)

В качестве нормирующего напряжения принимают предельное значение шкалы приборов с односторонней шкалой или сумму предельных значений шкалы для приборов с двухсторонней шкалой. Приведенная погрешность не зависит от значения измеряемого напряжения.

Программа работы:

- показать величины полного и рабочего диапазона измерений изучаемого прибора;

-определить основную погрешности прибора;

- найти вариации показаний и поправки к показаниям прибора;

- установить чувствительность и цену деления прибора.

Порядок выполнения работы.

1. Определение основной погрешности, вариации показаний, поправки прибора выполняется по схеме, изображенной на рис. 1. В качестве поверяемого прибора используется вольтметр типа МПЛ-46, а образцовым служит цифровой вольтметр типа В2-23.

2.

2. Перед проведением измерений провести следующие действия:

- прибор В2-23 включить в сеть и выждать 10…15 мин:

- произвести установку нуля и калибровку вольтметра В2-23 в соответствии с инструкцией по пользованию прибором;

- выполнить установку нуля вольтметра МПЛ-46, пользуясь корректором.

3. Для выполнения работы поверяемый вольтметр МПЛ-46 установить на диапазон 15 В и измерить напряжение на всех оцифрованных делениях шкалы, изменяя входное напряжение регулируемого источника ТЕС-13.

Измерение напряжения на каждом оцифрованном делении шкалы МПЛ-46 производят дважды:

-один раз при возрастании напряжения (показание образцового вольтметра U’_обр);

- второй раз при убывание напряжения (показание образцового вольтметра U’’_обр). При этом на образцовом вольтметре В2-23 необходимо выбрать поддиапазон, обеспечивающий не менее трех значащих цифр.

Результаты измерений по показаниям поверяемого прибора и образцового вольтметра занести в форму 1.

4. . По данным измерений рассчитать все остальные метрологические характеристики поверяемого прибора.

Занести результаты расчетов в форму 1.

Измеряемые величины	Харак- терис-тики	№№ измерений
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Показания поверяемого прибора	Uпр ,В
	Uобр,В
Показания образцового прибора	U’пр ,В
	U’’обр ,В
Действительное значение напряжения	Uср ,В
Погрешность	U ,В
	,%
	п ,%
Поправка	П, В
Вариация показаний	Uобр, В
	в ,%

Форма 1.

Действительные значения на оцифрованных делениях шкалы поверяемого вольтметра как среднее значение двух измерений U_ср=(U’_обр+U’’_обр)/2. Расчет погрешности измерений выполнить по формулам: Абсолютная погрешность U=U_пов-U_ср, Относительная погрешность =(U/ U_пов)*100%, Приведенная погрешность _п=(U/ U_ном) *100%, где U_ном=15 В – номинальное значение поверяемого напряжения.

Вариацию показаний вольтметра определить по формулам: Абсолютное значение вариации U=U’_обр-U’’_обр, Приведенное значение вариации _в=(U_обр/ U_ном)*100%, Поправку вольтметра вычислить по формуле П=-U. Использование табличных значений поправки позволяет существенно уменьшить погрешность измерения напряжения поверяемым вольтметром. Вводя поправку в результат измерения, получим действительное значение напряжения U=U_пов-U=U_пов+П.

Из полученных значений _п и _в необходимо выбрать наибольшее и сравнить их с классом точности К_u поверяемого вольтметра. Если _{п макс} и _{в макс} окажутся больше К_u, то поверяемый вольтметр нельзя использовать с указанным классом точности.

5. Представить отчет по выполненной лабораторной работе.

5