Лабораторная работа №2
Тема: Классы точности средств измерений.
Ход работы:
1. В ходе испытаний рабочего цифрового вольтметра Vраб (класс точности k1/k2, диапазон измеряемых значений N) при помощи эталонного прибора Vэтал. (Рис.2.1), получены следующие результаты измерения напряжения Uраб., приведенные в таблице 1:
Используя формулу (2.1) заполнить столбец значений Uэтал, таблицы 1.
, (2.1)
где Ii – соответствующие данные для токов из таблицы 1, столбец «IA» из лабораторной работы №1, Rx – сопротивление, вычисленное в лабораторной работе №1.
Таблица 2.1
|
|
Uраб, B |
Uэтал, В |
Uj |
Uj |
Umaxj |
|
1 |
10 |
|
|
|
|
|
2 |
20 |
|
|
|
|
|
3 |
30 |
|
|
|
|
|
4 |
40 |
|
|
|
|
|
5 |
50 |
|
|
|
|
2. Вычислить абсолютные погрешности Uj и поправки Uj, и заполнить соответствующие столбцы таблицы 1:
Uj = Uраб - Uэтал (2.2)
Uj = - Uj (2.3)
3. Класс точности цифровых измерительных приборов обозначают двумя числами, которые записывают через наклонную черту (например, класс точности k1/k2). Здесь первое число отвечает приведенной погрешности в конце диапазона измерения (kк), а второе – в начале (kн).
Граница допустимой относительной погрешности δх, %, вычисляется по формуле:
, (2.4)
где хк – конечное значение диапазона измерения; х – измеряемая величина.
Абсолютная погрешность измерения вычисляется по формуле:
, (2.5)
где х – измеряемая величина.
4. В выводе сделать заключение о том, сохранился ли класс точности вольтметра.
Пример решения:
1. В примере решения лабораторной работы №1 значения тока IA равны:
|
0.021 |
|
0.037 |
|
0.058 |
|
0.082 |
|
0.097 |
а вычисленное значение Rx = 500 Ом.
Находим
:
|
|
Uраб, B |
Uэтал, В |
Uj |
Uj |
Umaxj |
|
1 |
10 |
10.5 |
|
|
|
|
2 |
20 |
18.5 |
|
|
|
|
3 |
30 |
29 |
|
|
|
|
4 |
40 |
41 |
|
|
|
|
5 |
50 |
48,5 |
|
|
|
2. Находим погрешности и поправки:
Uj = Uраб - Uэтал
Uj = - Uj
|
|
Uраб, B |
Uэтал, В |
Uj |
Uj |
Umaxj |
|
1 |
10 |
10.5 |
-0.5 |
0.5 |
|
|
2 |
20 |
18.5 |
1.5 |
-1.5 |
|
|
3 |
30 |
29 |
1 |
-1 |
|
|
4 |
40 |
41 |
-1 |
1 |
|
|
5 |
50 |
48,5 |
1.5 |
-1.5 |
|
3. Для своего номера варианта находим по таблице 2.2 коэффициенты k1, k2 и диапазон прибора 0…60 В. Допустим k1 = 0.1, k2 = 0.05, диапазон 0 … 60 В.
По формуле (2.4) определим относительную погрешность для каждого значения Uраб:
Найдем абсолютную погрешность Umaxj по формуле (2.5), заменяя х на Uраб:
ΔUmax = δx%·Uраб /100
ΔUmax10 = 0,35·10 /100 = 0,035 В
ΔUmax20 = 0,2·20 /100 = 0,04 В
ΔUmax30 = 0,15·30 /100 = 0,045 В
ΔUmax40 = 0,125·40 /100 = 0,05 В
ΔUmax50 = 0,11·50 /100 = 0,055 В
|
|
Uраб, B |
Uэтал, В |
Uj |
Uj |
Umaxj, В |
|
1 |
10 |
10.5 |
-0.5 |
0.5 |
0,035 |
|
2 |
20 |
18.5 |
1.5 |
-1.5 |
0,040 |
|
3 |
30 |
29 |
1 |
-1 |
0,045 |
|
4 |
40 |
41 |
-1 |
1 |
0,050 |
|
5 |
50 |
48,5 |
1.5 |
-1.5 |
0,055 |
4. Поскольку значения абсолютных погрешностей прибора Uj превосходят по абсолютному значению соответствующие классу точности погрешности Umaxj по меньшей мере в одной точке, то делаем вывод, что класс точности прибора не сохранился.
Пример решения аналогичной задачи рассмотрен в [8], стр. 41.
Варианты заданий:
Номер варианта выбирать согласно номеру в журнале группы.
Значения классов точности цифрового вольтметра
Табл. 2.2
|
Последняя цифра номера варианта |
k1 |
k2 |
Диапазон измерений вольтметра |
|
0 |
0.01 |
0.01 |
0..60 В |
|
1 |
0.02 |
0.01 |
0..70 В |
|
2 |
0.04 |
0.02 |
0..80 В |
|
3 |
0.05 |
0.02 |
0..90 В |
|
4 |
0.08 |
0.05 |
0..100 В |
|
5 |
0.1 |
0.1 |
0..60 В |
|
6 |
0.2 |
0.1 |
0..70 В |
|
7 |
0.5 |
0.2 |
0..80 В |
|
8 |
1.0 |
1.0 |
0..90 В |
|
9 |
2.0 |
0.5 |
0..100 В |
Значение токов IA и сопротивления Rx взять из результатов выполненной лабораторной работы №1.