1.5 Назначение пределов измерения приборов
Вообще при выборе верхних пределов измерения следует руководствоваться двумя соображениями с одной стороны, чем ближе значение измеряемой величины к верхнему пределу, тем выше точность измерения, с другой стороны чрезмерная близость максимального значения к верхнему пределу нежелательна с точки зрения эксплуатации. Мы же при назначении стандартных пределов измерения амперметра и вольтметра (исходя из задания) будем руководствоваться лишь заданными значениями тока и напряжения, приняв эти значения за максимальные.
Назначение верхнего предела измерения вольтметра (UK):
U=12 , В
Для нахождении UK воспользуемся формулой (8)
,
В (8)
где Кзап3 - коэффициент запаса на возможную случайную перегрузку
Из типового ряда пределов измерений R10 [2] выбираем ближайшее подходящее значение: Uк=15 , В
Назначение верхнего предела измерения амперметра (IK):
I=1,783 , А
Для нахождении IK воспользуемся формулой (9)
,
А (9)
Из типового ряда пределов измерений R10 [2] выбираем ближайшее подходящее значение: IК=2,06 , А
1.6 Назначение классов точности амперметра и вольтметра
Назначать класс точности [4] амперметра и вольтметра будем из условия, чтобы их суммарная относительная погрешность косвенного измерения мощности была бы меньше чем допустимая погрешность косвенного измерения δдоп.
Относительная погрешность δi измерения аналоговым средством измерений определяется по формуле (11):
%
(11)
где XK – верхний предел измерения данным прибором,
Xi – значение конкретного измерения,
γ – класс точности аналогового средства измерения.
Поскольку допустимое значение погрешности измерения мощности δдоп является векторной суммой допустимых погрешностей вольтметра δдопV и амперметра δдопA, то для оценочного расчета принимаем допущение о равенстве составляющих δдопV и δдопA и рассчитываем допустимое значение погрешности приборов:
Вычисление класса точности вольтметра:
Для вольтметра по типовому ряду для стрелочных электрических измерительных приборов [2] назначаем класс точности равный 1,6%.
Вычисление класса точности амперметра:
Для амперметра по типовому ряду для стрелочных электрических измерительных приборов [2] назначаем класс точности равный 2%
В формулу (9) подставляем назначенные классы точности приборов, в результате получаем реальные значения относительных погрешностей приборов.
Относительная погрешность измерения вольтметром:
Относительная погрешность измерения амперметром:
Суммарная относительная погрешность косвенного измерения сопротивления нагрузки:
При
назначенных классах точности вольтметра
и амперметра погрешность измерения
мощности заданным измерительным
комплексом меньше предельно допустимой
(
)
. Cледовательно, классы
точности назначены правильно.
1.7 Назначение класса точности шунта
Назначение класса точности шунта амперметра проводится исходя из того, что погрешность должна быть пренебрежимо мала, в метрологическом смысле, по сравнению с погрешностью амперметра.
Для
этого необходимо, чтобы выполнялся
критерий ничтожных погрешностей:
погрешностью δ2 можно
пренебречь (в метрологическом смысле),
если при сравнении с погрешностью δ1
выполняется условие
.
Руководствуясь этим, рассчитываем классы точности шунта:
где ш - класс точности шунта амперметра.
Используя ряд R10 назначаем класс точности шунта: γш=0,4%.
1.8 Определение значения мощности нагрузки
,
Вт
1.9 Оценка абсолютной погрешности мощности нагрузки
1.10 Окончательный результат
,
Вт
Заключение
В контрольной работе №2 представлена принципиальная схема измерительного комплекса для измерения сопротивления нагрузкой. Выведено точное уравнение, связывающее сопротивление с измеренными значениями тока и напряжения. Выявлен источник методической погрешности и оговорены меры по её снижению. Назначены пределы измерения и классы точности элементов схемы (амперметра, вольтметра, шунта). Получены уравнения для оценки погрешности измерения сопротивления нагрузки, и проведена оценка относительной и абсолютной погрешности. Определено значение сопротивления нагрузки. Полученный результат измерения сопротивления представлен в двух формах.