3

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ИИСТ

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Метрология»

Тема: Цифровые измерительные приборы

Студентка гр. 5692 Иванова В.Ю.

Преподаватель Комаров Б. Г.

Санкт-Петербург

2017

Цель работы: изучение методов экспериментального определения метрологических характеристик цифровых приборов, а также их применения для измерения физ. величин и оценка погрешностей результатов измерений.

Задание

1. Ознакомиться с инструкцией по применению исследуемого цифрового измерительного прибора ЦИП.

2. Определить шаг квантования (квант) исследуемого ЦИП в режиме омметра для различных (по указанию преподавателя) пределов измерения.

3. Экспериментально определить следующие метрологические характеристики цифрового измерительного прибора в режиме омметра:

• статическую характеристику преобразования; построить график зависимости показания R_П прибора от значений R измеряемых сопротивлений R_П = F(R);

• погрешности квантования для начального участка статической характеристики преобразования; построить график погрешности квантования;

• инструментальную погрешность по всему диапазону измерений для выбранного предела измерений; построить график инструментальной погрешности, определить аддитивную и мультипликативные составляющие инструментальной погрешности.

4. Измерить сопротивления ряда резисторов и оценить основную погрешность результатов измерения.

Спецификация приборов.

Таблица 1.

Наименование средства измерения	Класс точности	Диапазон измерений, постоянные СИ	Параметры входа (выхода)	Рабочий диапазон частот
Вольтметр универсальный цифровой GDM-8135 (измерение сопротивления)	0.002Rизм+1ед.мл.разр. 0.005Rизм+1ед.мл.разр.	200 Ом- 2МОм 20МОм	IR<1мА IR<0,1мкА	-
Магазин сопротивлений P33	0,05	0,1…9999,9Ом	-	-

Протокол измерений и обработка результатов.

Таблица 2.

№	RП, Ом	R, Ом	ΔR, Ом
1	1	1,36	-0,36
2	2	2,33	-0,33
3	3	3,34	-0,34
4	4	4,35	-0,35
5	5	5,38	-0,38
6	6	6,4	-0,40
7	7	7,37	-0,37
8	8	8,42	-0,42
9	9	9,45	-0,45

Приведу пример измерения:

Построю график зависимости показания Rn прибора от значений R измеряемых сопротивлений Rn = F(R).

Рис 1.

График погрешности квантования

Рис.2

Построю график зависимости абсолютной основной погрешности от значений R измеряемых сопротивлений Rn:

Рис 3.

Таблица 3.

№	RПN, Ом	RN, Ом	RиN, Ом
1	200	199	0,99
2	400	399	0,99
3	600	599	0,99
4	800	799	0,99
5	1000	998	1,99
6	1200	1198	1,99
7	1400	1398	1,99
8	1600	1598	1,99
9	1800	1798	1,99
10	2000	1997	2,99

Абсолютная инструментальная погрешность считается по формуле:

Приведу пример вычисления:

П

Рис 4.

острою график зависимости абсолютной инструментальной погрешности ∆RиN от измеряемых сопротивлений Rn.

Вычислю абсолютную погрешность измерения.

Для сопротивления погрешность измерения равна 0,5%

Таблица 4.

№ резистора	Диапазон измерения:	Значение кванта для диапазона измерения, Ом:	Показания ЦИП R, кОм:	Абсолютная погрешность измерения R, кОм:	Относительная погрешность измерения, %:	Результат измерения R ± R, кОм:
1	20	10	9,95	0,1199	1,20	9,95±1,20
2	200	100	9,9	0,1198	1,21	9,90±1,21
3	2000	1000	9	0,1180	1,31	9,00±1,31

Приведу пример вычислений:

Абсолютная погрешность измерения равна:

Относительная погрешность измерения равна:

Определение аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности

Обычно для ЦИП погрешность задается в виде модели

Построю график зависимости для выбранного диапазона ЦИП :

Возьму точки: (199;0,99) и (998;1,99) и по ним построим прямую:

Рис 5.

Аддитивная погрешность	Мультипликативная погрешность
a=-0,10 Ом	bx=-0,0001x

Вывод:

В ходе лабораторной работы я экспериментально определила статическую характеристику преобразования (реального ЦИП) и определила абсолютную основную погрешность ЦИП. На основе зависимости определила, что аддитивная погрешность не зависит от значения измеряемой величины, мультипликативные растут с увеличением.

Из полученных результатов обработки следует, что погрешность прямо пропорциональна увеличению диапазона измерения. Следовательно, значения лучше снимать в диапазоне как можно ближе к значению величины, т.е. начиная с наименьшего.

9