Измерение постоянного напряжения и тока

Для измеренияпостоянного напряжения необходимо входной сигнал подавать на открытый вход осциллографа (режим DC) и, учитывая приведенные выше рекомендации, произвести измерение числа делений экрана, на которое сместился луч по вертикали вверх (при измерении постоянного положительного напряжения) или вниз (при измерении постоянного отрицательного напряжения) относительно положения луча при нулевом входном напряжении.

Измерение постоянного тока производится косвенно. Для этого необходимо в цепь измеряемого тока включить образцовое низкоомное сопротивление R₀ и, измерив осциллографом падение напряжения на этом сопротивлении U₀, рассчитать по закону Ома значение измеряемого тока.

Таблица 1.1 – Результаты измерения параметров периодических сигналов

Сигнал	Осциллограммы исследуемого сигнала в режиме внутренней синхронизации	Um, мВ	Т, с	f, Гц	dU, %	dT, %
Синусоидальный
Импульсный

 

В таблице 1.1:

T – длительность периода исследуемого сигнала,

d_U – относительная погрешность измерения напряжения,

d_T – относительная погрешность измерения длительности импульса исследуемого сигнала,

f – частота исследуемого сигнала,

U_m – значение амплитуды исследуемого сигнала.

 

Таблица 1.2 – Временные диаграммы периодических сигналов и постоянных

напряжений

Тип синхронизации	Временные диаграммы	Параметры исследуемых сигналов
Т, мс	tимп, мс	tз, мс

 

В таблице 1.2:

T – длительность периода исследуемого сигнала,

t_имп – длительность импульса исследуемого сигнала,

t_з – временная задержка между исследуемым сигналом и сигналом, запускающим внешнюю синхронизацию.

 

Контрольные вопросы

1 Назначение электронного осциллографа.

2 Структурная схема универсального аналогового однолучевого электронного осциллографа.

3 Принцип действия и основные узлы двухканального осциллографа.

4 Типы разверток в осциллографе, применение каждой из них.

5 Что называется осциллограммой?

6 Что называется временной диаграммой?

7 Калибровка осциллографа: назначение, порядок проведения.

8 По каким основным параметрам выбирается осциллограф?

9 Какие операции нужно произвести при измерении: а) длительности временного интервала; б) амплитуды исследуемого периодического сигнала; в) частоты сигнала; г) силы тока; д) постоянного напряжения?

Литература

[1, С. 175-189, 414-418; 2, С. 89-96; 5, С. 54-80]

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

 

 

Часть I

Определение метрологических характеристик вольтметра

 

Продолжительность лабораторной работы – 2 часа, самостоятельной работы – 1 час.

 

Цель работы

- приобрести умение определять класс точности и другие метрологические характеристики вольтметра по экспериментальным данным;

- приобрести навыки работы с вольтметрами.

 

Программа работы

1 Произвести поверку вольтметра методом непосредственного сравнения с образцовым прибором.

2 Определить характер абсолютной погрешности и класс точности вольтметра.

3 Построить статическую характеристику вольтметра

.

4 Построить кривую чувствительности вольтметра

.

5 Построить кривую поправок вольтметра

.

6 Определить вариацию показаний и остаточное отклонение указателя вольтметра от нулевой отметки.

7 Сравнить абсолютные погрешности поверяемого и образцового вольтметров для указанных преподавателем отметок шкалы.

 

Приборы, используемые при выполнении лабораторной работы

1 Поверяемый вольтметр типа Э30 или М367.

2 Цифровой вольтметр Щ301 или В7-68.

3 Реостат с максимально допустимым током 0, 5 А.

4 Стабилизированный источник питания типа Б5-48.

5 Лабораторный автотрансформатор.

 

Пояснения к работе

Поверку вольтметра производят при нормальных условиях, для этой цели собирают схему, изображенную на рисунке 2.1.

В качестве образцового вольтметра PV2 используется комбинированный прибор Щ301, предел основной допускаемой погрешности которого вычисляется по формулам:

а) при измерении напряжения постоянного тока

;

б) при измерении напряжения переменного тока

.

Рисунок 2.1

Изменяя значение напряжения с помощью регулировочного резистора R, указатель поверяемого вольтметра PV1 устанавливают последовательно
на отметки шкалы, указанные преподавателем, сначала при возрастании напряжения от нуля до наибольшего значения (ход указателя «вверх»), затем при убывании от наибольшего значения до нулевой отметки поверяемого вольтметра (ход указателя «вниз»), причем указатель должен подходить к соответствующей отметке плавно (без перехода через нее) как со стороны меньших, так и со стороны больших значений измеряемого напряжения.

Действительное значение измеряемого напряжения определяется по образцовому вольтметру PV2. Для определения характера абсолютной инструментальной погрешности поверяемого вольтметра необходимо произвести ряд повторных измерений и их результаты занести в таблицу 2.1.

Приборы, применяемые для измерения в цепях постоянного и переменного токов, поверяются отдельно на постоянном и переменном токе.

Таблица 2.1 – Результаты поверки вольтметра

Показания вольтметров	Абсолютная погрешность
поверяемого	образцового	Ход указателя
		Ход указателя	вверх	вниз
вверх	вниз
град	В	В	В	В	В

Абсолютная инструментальная погрешность вольтметра определяется по формуле

,

где – показания поверяемого вольтметра, В; – показания образцового вольтметра, В.

При определении характера абсолютной погрешности необходимо
построить статистическую зависимость , для чего в осях и указать координаты всех абсолютных погрешностей, полученных при повторных
измерениях для каждой отметки шкалы.

Если зависимость будет иметь вид, представленный на
рисунке 2.2, то вольтметр обладает аддитивной абсолютной погрешностью,
и его класс точности определяется по формуле

,

где – максимальная относительная приведенная погрешность, %;
– максимальное значение абсолютной погрешности, В; – нормирующее значение измеряемой величины, в качестве которого берется, как правило, верхний предел соответствующего диапазона измерений, В.

Если зависимость будет иметь вид, представленный на рисунке 2.3, то вольтметр обладает мультипликативной абсолютной погрешностью, и его класс точности устанавливается по формуле

,

где – максимальная относительная погрешность, %.

Рисунок 2.2 Рисунок 2.3

Для построения статической характеристики вольтметра , где – угол отклонения указателя, необходимо воспользоваться результатами измерений из таблицы 2.1.

Чувствительность вольтметра определяется по формуле

, (2.1)

где – приращение угла отклонения указателя, град.;

– приращение напряжения, вызвавшего приращение , В;

Кривая чувствительности строится по статической характеристике графо-аналитическим методом, используя формулу (2.1).

На основании таблицы 2.1 заполняется таблица 2.2.

Таблица 2.2 – Определение относительной погрешности и поправки

U, В
Dm , В
dm , %
–Dm , В

 

В этой таблице: U – поверяемая отметка шкалы;

D_m – максимальная абсолютная погрешность на соответствующей отметке;

– максимальная относительная погрешность на соответствующей отметке;

–D_m – поправка на соответствующей отметке;

Вариация показаний вольтметра на поверяемой отметке шкалы определяется как абсолютное значение разности показаний образцового вольтметра при одном и том же показании поверяемого вольтметра, полученном при ходе «вверх» и ходе «вниз» (таблица 2.1).

Для определения остаточного отклонения указателя от нулевой отметки шкалы необходимо отметить положение указателя поверяемого вольтметра после плавного уменьшения значения измеряемого напряжения от конечной отметки шкалы до нуля.

 

Контрольные вопросы

1 Какие характеристики прибора относятся к метрологическим?

2 Что такое класс точности прибора и как он определяется?

3 Как выбрать предел измерения прибора для обеспечения минимума относительной инструментальной погрешности, если у прибора аддитивная погрешность?

4 Как выбрать предел измерения прибора для обеспечения минимума абсолютной инструментальной погрешности, если у прибора мультипликативная погрешность?

5 Как определить чувствительность прибора?

6 Что такое основная и дополнительная погрешности и как они нормируются?

 

Литература

[1, С. 10-19, 23-28, 51-61; 2, С. 65-68; 4, С. 25-31]

Часть II

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. CAL – выход генератора калибровочного напряжения,
2. Анализ денежных потоков и расчет ликвидного денежного потока.
3. АНАЛИЗ И РАСЧЁТ ОДНОФАЗНОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
4. АХ – это зависимость амплитуды выходного напряжения от амплитуды входного напряжения.
5. Бесконтактный двигатель постоянного тока
6. В какой последовательности необходимо выполнять технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения?
7. В медицинской практике с целью прогревания конечностей при их отморожении действуют токами ультравысокой частоты (УВЧ). Известно, что при этом не наблюдается сокращения мышц.
8. В сеть постоянного тока радиоприёмник включать нельзя.
9. Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот.
10. Врачевание в первобытном обществе и странах Древнего Востока
11. Выбор источника тока по мощности нагрузки
12. Выбор номинального напряжения СЭЭС