Измерение постоянных напряжений

 

ГУАП

КАФЕДРА № 75

ОТЧЕТ  
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

				А.О. Васильев
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

 

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

ИЗМЕРЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

по курсу: МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕТИФИКАЦИЯ

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР.	B5431		17.04.2008		В.Ю. Борисов
			подпись, дата		инициалы, фамилия

 

Санкт-Петербург 
2008

 

 

1. Цель работы:

 

Ознакомление с типовыми вольтметрами постоянного напряжения, овладение методикой измерений постоянных напряжений, приобретение навыков градуировки вольтметров.

 

2. Описание лабораторной установки:

 

 

Градуировка магнитоэлектрического вольтметра. Градуировка выполняется путем сравнения показаний αх градуируемого вольтметра (в делениях) с показаниями Vо образцового вольтметра (в вольтах). В качестве образцового вольтметра используется мультиметр измерительной станции MS-9160. Схема градуировки показана на рис. 1. Одновременно с градуировкой производится проверка точности работы встроенного вольтметра источника питания измерительной станции.

Рис. 1. Схема градуировки вольтметра

 

 

Измерение сопротивлений вольтметров. Измерение производится косвенным методом по схеме, показанной на рис.2 и рис.3. В работе необходимо измерить сопротивление градуируемого магнитоэлектрического вольтметра. Для измерения сопротивления вольтметра используется образцовый резистор R0, уже встроенного в лабораторный градуируемый вольтметр. Измерение производится в два этапа. Сначала градуируемый вольтметр подключается непосредственно к клеммам регулируемого источника питания (так же, как и в предыдущем пункте работы, рис.1), а значение напряжения с помощью регулируемого источника устанавливается равным или близким верхнему пределу измерения (50 дел). Это напряжение источника питания U1. Затем вольтметр подключается к источнику напряжения через образцовый резистор R0 и измеряется напряжение U2 на клеммах вольтметра, согласно рис.4. Часть напряжения источника питания (измеренного в первом случае - U1) падает на сопротивлении R0, поэтому измеренное напряжение U2 будет меньше U1.   По полученным результатам измерений U1 и U2 с учетом значения R0 вычисляется сопротивление RB вольтметра.

 

Рис. 2. Схема измерения U1	Рис. 3. Схема измерения U2

 

Рис. 4. Схема включения при измерении U2

 

 

 

 

 

 

Проверка режимов работы основных каскадов электронного блока.

Производится путем измерения постоянных напряжений в различных контрольных точках схемы, выведенных на переднюю панель электронного блока.

 

3. Перечень используемых приборов:

- Образцовый  вольтметр. В качестве образцового  вольтметра используется мультиметр измерительной станции MS-9160.  Класс точности выбирается 0,5%

- Градуируемый  магнитоэлектрический вольтметр. Класс  точности 2%.

 

4. Рабочие формулы:

п.1 Погрешность измерения напряжения встроенного вольтметра источника питания в каждой точке измеряется по формуле

п.2 По полученным результатам измерений U1 и U2 с учетом значения R0 вычисляется сопротивление RB вольтметра

Погрешности измерения напряжений U1 и U2 вычислить по формуле

, %,

где Uп – верхний предел измерения; U1,2 – показания вольтметра (U1 или U2); d, % – предел допускаемой погрешности вольтметров (класс точности), указанный на шкале прибора.

Погрешность косвенного измерения сопротивления вольтметра, вычисляется:

 

п.3 Поправка вычисляется по формуле

.  

В отдельных случаях, когда выполняется неравенство

   

можно пользоваться приближенной формулой

 

С≈Uизм-Uк. 

 

Исправленный отсчет вычисляется по формуле:

α = αизм+С

 

 

5. Примеры расчетов:

 

Погрешность измерения напряжения встроенного вольтметра источника питания в каждой точке измеряется по формуле

δUип = 100

δUип = 4,69

и т.д.

Сопротивление RB вольтметра вычисляется

 Rв = 293 кОм

Погрешности измерений напряжений U1 и U2    по формуле, равны:

  , %,

δU1 =2 %

δU2=3,84 %

Выражение для δRв: 

δRв= 13,15 %

 Поправка вычисляется по формуле

.

С = 0,52 дел

С = 3,21 дел

и т.д.

α = αизм+С

α = 20 + 0,52 = 20,52

и т.д.

 

6. Результаты измерений и вычислений:

 

Отсчет  по шкале αx, дел.	Показания образцового вольтметра V0, В	Показания вольтметра источника питания Vип, В	Погрешность измерения напряжения δUип, %
0	0,018	0	100
5	1,469	1,4	4,69
10	2,905	2,9	0,172
15	4,35	4,3	1,149
20	5,8	5,8	0
25	7,23	7,2	0,41
30	8,7	8,7	0
35	10,09	10,1	0,099
40	11,44	11,4	0,349
45	12,91	12,9	0,077
50	14,4	14,4	0

 

Рис. 5 График градуировки.

 

Тип вольтметра	Класс точности (%)	Показания		R0	Rв	Погрешности
		U1, дел.	U2, дел.			δU1 , %	δU2 , %	δRв , %
Магнитоэлектрический	2,0	50	26	270 кккк	293	2	3,84	13,15

 

Точки схемы	Показания мультиметра, В	Показания магнитоэлектрического вольтметра
		Отсчеты		Поправка С, дел	Исправленный отсчет α = αизм+С	Напряжение, В
		αизм, дел (без шунта)	αк, дел (с шунтом)
1	5,65	20	19,5	0,52	20,52
2	7,42	22,5	20	3,21	25,71
3	8,15	19	14,5	8,55	27,55
4	5,15	17	16,5	0,53	17,53
5 6	8,86	30	29	1,07	31,07
6	11,57	31	25	9,79	40,79
7	6,55	23	23	0	23
8	3,539	12	12	0	12
9	5,60	18,5	17,5	1,12	19,62
10	6,13	16,5	13	6,07	22,57

 

7. Вывод:

Ознакомились с типовыми вольтметрами постоянного напряжения. В качестве образцового вольтметра использовали мультиметр измерительной станции MS-9160. Одновременно с градуировкой проводили проверку точности работы встроенного вольтметра источника питания измерительной станции. По полученным результатам был построен график градуировки. А так же вычислили погрешность измерения сопротивления вольтметра, пользуясь методикой вычисления погрешности косвенного измерения.