Загрузка...Измерение напряжений
Федеральное агентство связи
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московский Технический Университет Связи и Информатики
(МТУСИ)
Кафедра метрологии, стандартизации и измерений в инфокоммуникациях
Лабораторная работа №3
«Измерение напряжений»
Выполнил: Овчинников Анатолий
Группа БЗС1202
Москва 2015
Цель работы
Овладеть методами измерения напряжений в цепях электронных схем.
Получить навыки работы с электронными вольтметрами и освоить подход к их выбору.
Научиться оценивать погрешности результата измерения напряжений.
программа лабораторной работы
вольтметр напряжение сопротивление цифровой
Измерение входных сопротивлений конкретных экземпляров вольтметров, используемых в работе.
Исследование влияния входного сопротивления вольтметра на результат измерения напряжения с применением делителя напряжения.
Определение обусловленной закрытым входом дополнительной погрешности измерения пиковым вольтметром амплитуды однополярных импульсов, образующих периодическую последовательность.
Исследование зависимости показаний электронных вольтметров от формы измеряемого напряжения.
Проверка стрелочного электронного вольтметра по цифровому методу сличения.
Состав лабораторной установки
Лабораторная установка содержит:
Стрелочный электронный вольтметр В4-12
Стрелочный электронный вольтметр В3-57
Стрелочный электронный вольтметр В3-7
Электронный цифровой вольтметр В7-38
генератор сигналов специальной формы Г6-27
Измерительный генератор периодической последовательности прямоугольных импульсов Г5-54
Электронный осциллограф С1-77
Блок резисторов
Блок резистивных делителей напряжения
Блок коммутации
Экспериментальная часть
Измерение входных сопротивлений конкретных экземпляров вольтметров, используемых в работе.
Схема соединения аппаратуры
Таблица 1
№ п/пТип вольтметраПоказанияСопротивление резисторного блока, МОмВходное сопротивление вольтметра Rвх, МОмАП1, ВАП2, ВИзмеренноеИз тех. хар-тик1В3-57301454.3752В7-38421113В4-1231.53314В3-720932.452
Вывод: в данном пункте мы измерили входные сопротивления каждого из вольтметров, используемых в работе. У вольтметра В3-7, В4-12 и В3-57 входное сопротивление не соответствует значению входного сопротивления из тех. характеристик, в то время как полученное значение входного сопротивления у других вольтметров практически не отличается от заявленного в тех. хар-ках.
исследование влияния входного сопротивления вольтметра на результат измерения напряжения с применением делителя напряжения
Схема соединения аппаратуры
Таблица 2
Данные вольтметраКоэффициент передачи делителя напряженияПоказания вольтметра на выходе делителяНапряжение на входе делителяОтносительная погрешностьТип вольтметраRвх, МОмБез вольтметраПри вкл. вольтметре АП1,В АП2,ВС учетом вольтметраБез учета вольтметраделительделительUД1,ВUД2,ВU1,ВU2,Вδ1 ,% при RД1δ2 ,% при RД2№1 К1№2 К2№1 К1’№2 К2В3-5750.50.50.50.2132.260446062029.3B7-3810.50.50.50.1730.1764.561.54065.7
Вывод: В данном пункте мы провели исследование влияния входного сопротивления вольтметра на результат измерения напряжения с применением делителя напряжения. При делителе № 2 относительная погрешность резко возрастает.
Определение обусловленной закрытым входом дополнительной погрешности измерения пиковым вольтметром амплитуды однополярных импульсов, образующих периодическую последовательность.
Схема соединения аппаратуры
Таблица 3
№ п/пСкважность QДлительность импульса при Fс = 1 кГц, мкс τПоказания вольтметра АП,ВДополнительная погрешностьпо рез-там измерений δ ,%по рез-там расчета δ ,%11031200.12101001.857.510333300.86033
Вывод: В этом пункте мы провели измерение дополнительной погрешности, обусловленной закрытым входом вольтметра, пиковым вольтметром амплитуды однополярных импульсов. По полученным результатам можно сделать следующий вывод: дополнительная погрешность возрастает с увеличением длительности импульсов, при неизменной частоте следования и амплитуде импульсов.
Исследование зависимости показаний электронных вольтметров от формы измеряемого напряжения
Схема соединения аппаратуры:
Таблица 4
Вид сигналаКоэф. амплитудыКоэф. формыДанные применяемых вольтметровПоказания вольтметра АП,ВЗначения параметров напряженияисход-ныйна детектореисход-ныйна детекто-ретип вольт-метравходтип детекторав каких значениях проградуиро-вана шкалаградуировочный коэффициент Сформула градуиро-вочной хар-киUм,ВU,ВUср.в,В_∏_2.2322.232В3-57ЗакрытквадратичныйСреднеквадрат.16.917.17.73.45В7-38Закрытсреднеквадратичныйв среднеквадр. син. напр1.11813.8104.5В4-12Закрытпиковыйпиковых12126.2511.75.27В3-7Закрытсредне-выпр.В среднеквадратичных1.11713.348.73.94
Коэффициент амплитуды:
а) исходный:
б) с детектором:
Среднеквадратический вольтметр с закрытым входом измеряет сигнал без его постоянной составляющей, т.е.
Коэффициент формы:
а) исходный:
(т.к. импульсы однополярные)
б) с детектором:
Вольтметр средневыпрямленного значения с закрытым входом измеряет сигнал без его постоянной составляющей, т.е.
Градуированный коэффициент:
Расчет параметров напряжения:
1) В3-57
С = 1, U = Aп=6.9
) В7-38
С = 1.11, Ап=8
3) В3-7
С = 1.11 Формулы аналогичны формулам для вольтметра В7-38
) В4-12
С = 1
Проверка стрелочного электронного вольтметра по цифровому методу сличения
Схема соединения аппаратуры
Таблица 5
№ п/пПоказания вольтметровПогрешности единичных измеренийпроверяемого, Вобразцового, Вход вверх ∆Mi, Вход вниз ∆Бi, Вход вверхход вниз11.51.53901.53480.0390.03521.51.51191.52510.0120.02531.51.53031.52610.030.02641.51.52301.50250.0230.002551.51.52361.52100.0240.02161.51.52851.51870.0280.01971.51.52051.50730.020.007381.51.53861.51920.0390.01991.51.50201.53540.0020.035101.51.53301.53400.0330.034111.51.51871.54300.0190.043121.51.50801.54780.0080.048131.51.54951.52560.050.026141.51.52641.50550.0260.0055151.51.53561.51920.0360.019
систематическая погрешность:
Оценка среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности:
Абсолютное
Получили: 0,03692667 0,013513714 0,016626667
Учебная работа. Измерение напряжений