Домашнее задание

1. Изучите работу ЦВ в режиме измерений постоянного и переменного напряжений, а также сопротивления резистора ([1], с. 201–202, 213–215, 219–225, 259).

2. Ознакомьтесь с методом образцовых мер ([1], с. 98–101).

3. Получите соотношения для расчета предельных погрешностей измерений k₁, k₂ и k₃.

4. Получите формулу для расчета относительной методической погрешности измерения напряжения на выходе резистивного делителя, обусловленной шунтирующим действием вольтметра.

5. Выведите формулу для расчета входного сопротивления вольтметра.

6. Ответьте на контрольные вопросы.

Лабораторное задание

1. Включите генератор Г6–34, ЦВ В7–16 и блок питания. За время их прогрева ознакомьтесь с правилами эксплуатации ЦВ (см. приложение). Из паспортных данных прибора внесите в отчет соотношения для расчета основной и дополнительных погрешностей измерений напряжений и сопротивления, а также нормальные и рабочие условия эксплуатации вольтметра. Запишите показания термометра.

2. Измерьте средневыпрямленное значение гармонического напряжения. Для этого установите следующий режим работы генератора: напряжение гармоническое, частота 1 кГц, ступенчатый аттенюатор выходного напряжения в положении – 0 дБ, ручка плавной регулировки – в среднем положении.

Переключатель «РОД РАБОТЫ» ЦВ установите в положение «U_~ НЧ». Проведите установку нуля и калибровку вольтметра. Соедините выход генератора с входом ЦВ.

Отсчитайте показание вольтметра. Рассчитайте погрешность и запишите результат измерения. Учитывая, что вольтметр измеряет средневыпрямленное значение напряжения, рассчитайте амплитудное значение напряжения и его погрешность. Запишите результат измерения.

3. Переведите генератор Г6–34 в режим генерации меандра. Проделайте измерения, аналогичные п. 2. Запишите результаты измерений средневыпрямленного и амплитудного значений измеренного напряжения.

4. Измерьте коэффициент передачи резистивного делителя напряжения. Произведите установку нуля и калибровку ЦВ. Установите режим измерения постоянного напряжения (_Ф = 1 с). Установите выходное напряжение блока питания U₁ = 0,9 В. Подключите к его выходным клеммам низкоомный делитель.

Измерьте постоянные напряжения на входе U₁ и выходе U₂ делителя (выход делителя – клемма «–» блока питания и средняя точка делителя). Запишите результаты измерений U₁ и U₂ с учетом инструментальных погрешностей.

Рассчитайте коэффициент передачи k₁ и его погрешность. Запишите результат измерения.

5. Измерьте сопротивления резисторов и коэффициент передачи делителя. Переведите ЦВ в режим измерения сопротивления. Произведите установку нуля и калибровку прибора. Отключите низкоомный делитель от блока питания и измерьте сопротивления R₁, R₂ и R, необходимые для расчета коэффициента передачи. Рассчитайте погрешности измерений сопротивлений и запишите результаты измерений.

Рассчитайте коэффициенты передачи делителя (k₂ и k₃) и их погрешности. Запишите результаты измерений. Сравните с результатом в п. 4 и сделайте выводы.

6. Косвенное измерение входного сопротивления ЦВ. Установите переключатель «ПРЕДЕЛ ИЗМЕРЕНИЯ» в положение 10 МОм. Произведите установку нуля и калибровку прибора. Измерьте сопротивления R₁ и R₂ высокоомного делителя.

Подключите этот делитель к блоку питания (U₁ = 0,9 В). Произведите установку нуля и калибровку вольтметра. Измерьте напряжения на входе и выходе делителя (U₁ и U₂).

На основании формулы, полученной в п. 5 домашнего задания, рассчитайте значение входного сопротивления ЦВ, используя полученные результаты измерений.

7. Оцените относительные методические погрешности измерений напряжений на выходе низкоомного и высокоомного делителей, обусловленные шунтирующим действием входного сопротивления ЦВ.

8. Измерьте напряжение методом образцовых мер. Установите напряжение блока питания U = 0,6 В. Нарушьте установку нуля и калибровку вольтметра, переведя ручки регулировок в крайние положения. Измерьте напряжение U ^* на выходе блока питания. Произведите необходимые измерения в соответствии с методом образцовых мер, считая градуировочную характеристику ЦВ линейной. В качестве образцовых напряжений следует взять значения U₀₁ = 0,1 В и U₀₂ = 0,8 В. Рассчитайте действительное значение измеренного напряжения. Сделайте выводы.