Скачиваний:
145
Добавлен:
27.12.2017
Размер:
53.36 Кб
Скачать

МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра ИИСТ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 2

по дисциплине «Метрология»

Тема: Электронные аналоговые вольтметры

Студентка гр. 5692 ______________ Иванова В.Ю.

Преподаватель ______________ Комаров Б.Г.

Цель работы - исследование метрологических характеристик электронных вольтметров.

Задание:

  1. Ознакомиться с используемой аппаратурой и инструкциями по ее применению. Получить у преподавателя конкретное задание по выполнению работы.

  2. Определить основную погрешность электронного вольтметра на диапазоне измерений, указанном преподавателем. Построить на одном графике зависимости, относительной и приведенной погрешностей от показаний электронного вольтметра. Сделать вывод о соответствии поверяемого вольтметра своему классу точности.

  3. Определить амплитудно-частотную характеристику АЧХ электронного вольтметра. Построить график АЧХ и определить рабочую полосу частот вольтметра на уровне затухания АЧХ, определяемом нормативно-технической документацией на поверяемый вольтметр.

  4. Измерить электронным вольтметром напряжения различной формы сигнала с одинаковой амплитудой.

Схема установки.


Для выполнения работы применяют схему, представленную на рис. 2.1,

где ГС – генератор (синтезатор) сигналов синусоидальной, прямоугольной и треуголь­ной формы (SFG-2000), ЦВ – цифровой вольтметр (GDM-8135), ЭВ – электронный вольтметр (GVT-417B), ЭЛО – электронно-лучевой осциллограф (GOS-620).

Спецификация средств измерения

Наименование средства измерений

Диапазоны измерений, постоянные СИ

Характеристики точности СИ, классы точности

Рабочий диапазон частот

Параметры входа (выхода)

Вольтметр универсальный цифровой GDМ-8135

Измерение на постоянном токе

200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1200 В

Пределы максим. абсолют. Погрешности

Rвх > 10 МОм

0,001 Uизм +1 ед. мл. разр.

Измерение на переменном токе

200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В

0,005 Uизм +1 ед. мл. разр. 0,01 Uизм +1 ед. мл. разр. 0,02 Uизм +1 ед. мл. разр. 0,05 Uизм +1 ед. мл. разр.

40Гц...1кГц 1...10кГц 10...20 кГц 20...40 кГц

Rвх ≥10 МОм Свх < 100 пФ

Осциллограф универсальный GOS-620

Коэф. откл.

5 мВ/дел...

5 В/дел, всего 10 значений, Коэф. разв.

0,2 мкс/дел... 0,5 с/дел, всего 20 значений

3%

3%

0...20 МГц

Rвх = 10 МОм Свх = 25 пФ

Генератор (синтезатор сигналов переменного тока SFG-2120)

Диапазон генерируемых частот (поддерживается постоянная амплитуда)

1Гц÷20МГц

(20Гц÷10МГц)

Разрешено по частоте

0,1 Гц

Погрешность установки

±(20х10-6)

Амплитуда > 10Впик (на 50 Ом)

<±0,3 дБ (0,1Гц-1МГц)

Частотный диапазон (для синуса и мендра)

0,1Гц … 20МГц

Частотный диапазон (для треугольника)

0,1Гц… 1МГц

Выходное сопротивление 50 Ом±10%

Постоянное смещение ±5В (на 50 Ом)

Асимметрия формы

0,2…0,8 (от 2Гц до 100кГц) – плавная регулировка с разрешением 0,01

Неравномерность АЧХ

(синус относительно 1кГц)

<±0,3 дБ(0,1Гц÷1МГц)

<±0,5 дБ(1МГц÷4МГц)

<±2дБ(4МГц÷10МГц)

Обработка результатов измерений.

Основная погрешность электронного вольтметра.

Таблица 1

Показания проверяемого электронного вольтметра U, В

Показания образцового вольтметра

Погрешность

При увеличении Uо ув , В

При уменьшении Uо ум , В

Абсолютная

Относи-тельная, δ, %

Приве-денная, γ, %

Вари-ация Н, %

При увеличении ΔUо ув , В

При уменьшении ΔUо ум , В

0,50

0,49

0,48

0,01

0,02

0,02

0,003

0,003

1,00

1,10

0,96

-0,10

0,04

-0,10

-0,033

0,05

1,50

1,40

1,49

0,10

0,01

0,07

0,033

0,03

2,00

2,10

1,99

0,00

0,01

-0,05

-0,033

0,04

2,50

2,40

2,49

0,10

0,01

0,04

0,033

0,03

3,00

2,85

2,99

0,15

0,01

0,05

0,05

0,05

Приведу пример расчета:

∆Uув = U - U0ув = 0.50– 0.49 = 0.01 B

∆Uум = U - U0ум = 0.50 – 0.48 = 0.02 B

или

δ = 100 * ∆U / U =100*0.01/0.5 =0,02 %

или

γ = 100 * ∆U / UN = 100 * 0.01/3 = 0,003 %

Н=100*Uoув- Uoум/ UN = 100*(0.49-0.48) /3= 0,003%

Амплитудно-частотная характеристика электронного вольтметра.

Таблица 2

Область верхних частот

f, Гц

1000

100,00

200,00

300,00

400

электронный вольтметр

U (f), B

2,50

2,51

2,50

2,50

2,50

K (f)

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

цифровой вольтметр

U (f), B

2,50

2,50

2,40

2,32

2,24

K (f)

1,00

1,00

0,96

0,93

0,90

Приведу пример расчета:

Таблица 3

Область нижних частот

f, Гц

1000

800

600

400

200

50

40

30

20

10

электронный вольтметр

U (f), B

2,5

2,51

2,5

2,5

2,5

2,49

2,49

2,45

2,45

2,52

K (f)

1,004

0,996

1,000

1,000

0,996

1,000

0,984

1,000

1,029

1,004

цифровой вольтметр

U (f), B

2,49

2,36

2,36

2,36

2,35

2,3

2,3

2,1

2

2

K (f)

1,00

0,94

0,94

0,94

0,94

0,92

0,92

0,84

0,80

0,80

Исследуемые характеристики

Форма сигналов

синусоидальная

прямоугольная

треугольная

Uп показания вольтметра. В

1,5

2,5

1,2

Uср, В

1,35

2,25

1,08

U, В

1,50

2,25

1,24

δ, %

0,00

11,11

-3,22

Таблица 4

Приведу пример расчета:

Uср = Uп / 1,11 = 1,5 / 1,11 = 1,35 В

U = Uср* Kф = 1,35 * 1,11 = 1,50 В

δ = 100 * (Uп – U) / U = 100 * (1,50 – 1,50) / 1,50 = 0 %

Вывод

Выполнив данную работу, мы исследовали цифровой и электронный вольтметры. Исследование аналогового вольтметра показало, что прибор соответствует своему классу точности, равному 3 (Приведенная погрешность не превышает 3 %). В области верхних частот (от 400 кГц) цифровой вольтметр начинает давать разбросанные значения, что в свою очередь дает преимущества электронному. В области нижних частот (ниже 10 Гц) цифровой вольтметр начинает давать значения вразброс, что отличает его от аналогового. Таким образом область применения электронного вольтметра (4 Гц - 600 кГц) гораздо шире чем область цифрового (50 Гц -300кГц). При измерении аналоговым вольтметром сигналов различных форм наибольшая дополнительная погрешность наблюдается у прямоугольного сигнала (11,11 %). У треугольного сигнала дополнительная погрешность измерения составляет -3,22 %.

Санкт-Петербург

2017

Соседние файлы в предмете Метрология, стандартизация и сертификация