Скачиваний:
299
Добавлен:
16.04.2019
Размер:
165.27 Кб
Скачать

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра физики

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Метрология»

Тема: ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ.

Студент гр. 7501

Исаков А.О.

Преподаватель

Орлова Н. В.

Санкт-Петербург

2019

Цель работы:

Изучение методов экспериментального определения метрологических характеристик цифровых приборов, а также их применения для измерения физических величин и оценка погрешностей результатов измерений.

Краткое задание:

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

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

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

статическую характеристику преобразования; построить график зависимости показания Rп прибора от значений R измеряемых сопротивлений Rп = 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.

Основные теоретические положения:

Основные метрологические характеристики цифрового измерительного прибора (ЦИП):

  1. Статическая характеристика преобразования

  2. Шаг квантования (квант, единица младшего разряда)

  3. Основная инструментальная погрешность

Статическая характеристика преобразования устанавливает связь между преобразуемой входной величиной х и результатом преобразования хп (показаниями ЦИП), который может принимать только квантованные значения хп=Nq, где N – десятичное целое число, q – шаг квантования (квант) величины х. отсюда следует ступенчатая форма представления статической характеристики преобразования.

Статическая характеристика преобразования идеального ЦИП получается при квантовании измеряемой величины путем отождествления её с ближайшим по значению уровнем квантования. Определяется значением единицы младшего разряда показаний, равным кванту q.

Значение кванта q для идеального ЦИП связано с пределом измерений хmax и максимальным числом Nmax уровней квантования:

Статическая характеристика преобразования реального ЦИП отличается от статической характеристики идеального из-за наличия инструментальных погрешностей ЦИП.

В общем случае абсолютная основная погрешность ЦИП , где хп-показание ЦИП, х-действительное значение измеряемой величины. Эта погрешность для реального ЦИП включает и методическую погрешность квантования, и инструментальную погрешность.

Абсолютная инструментальная погрешность определяется для конкретных показаний ЦИП хп=Nq , где xN – значение входной величины, при котором происходит смена показаний xп ЦИП.

Спецификация применяемых средств измерения

Наименование средства измерений

Диапазоны измерений, постоянные СИ

Характеристики точности СИ, классы точности

Рабочий диапазон частот

Параметры входа (выхода)

Измерение сопротивления

Вольтметр универсальный цифровой GDM-8135

200Ом-2000 кОм

20 МОм

Пределы макс. абсолют. погрешности

IR < 1 мА

IR < 0,1 мкА

0,002 Rизм+ 1 ед.мл.разр.

0,005 Rизм+ 1 ед.мл.разр.

Таблица результатов измерений и расчётов

  1. Таблица 1

ΔR=Rп-R – абсолютная основная погрешность

Пример расчета : ΔR=1-1,14=-0,14

Графики

  1. Таблица 2

График

По графику можем определить аддитивную и мультипликативную составляющие абсолютной инструментальной погрешности:

  1. Таблица 3

Абсолютная погрешность измерения ΔR вычисляется как

0,002Rизм + 1 ед.мл.разряда для 200 Ом – 2000 кОм

0,005Rизм + 1 ед.мл.разряда для 20 Мом

Пример расчета:

,

при (1 ед.мл.разряда)

Относительная погрешность измерения, % :

Пример расчета:

Выводы

Проведя обработку полученных результатов, было установлено, что относительная погрешность измерений не зависит от диапазона измерений, а абсолютная основная и инструментальная погрешности практически не меняют своих значений (т.е. они постоянные).

Соседние файлы в папке Цифровые измерительные приборы (лаба 3)