Казачков В.С., Кузнецов А.А., Петров С.И., Черемисин В.Т. Электрические измерения и способы обработки результатов наблюдения ( )

Подождите немного. Документ загружается.

)R/R(EIRU

вых

122



. (1.14)

Искомые величины можно рассчитать по формулам:

)R/R(mRmm

122



; (1.15)





)/(m 110110101011010101

33336

21мВ;

вых







































; (1.16)

 

















; (1.17)

 

10401

101

1010

10601010 ),(),(

























= 7 мВ.

1.4. Лабораторная работа 1

Uвых

Рис. 1.10. Схема проведения эксперимента

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Цель работы: изучение и определение погрешностей измерительных

приборов и их технических характеристик.

1.4.1. Основные теоретические положения

Погрешность измерений – это отклонение результата измерения от

истинного значения измеряемой величины. Различают абсолютную,

относительную и приведенную погрешность измерительных приборов.

Абсолютная погрешность прибора



– это разность между показанием

прибора X и истинным значением X

измеряемой величины:

XX 



. (1.18)

Относительная погрешность прибора – это отношение абсолютной

погрешности к истинному значению измеряемой величины, выраженное в

процентах:

100







%. (1.19)

Для практических расчетов в знаменателе формулы (1.19) истинное

значение X

заменяется результатом измерения X.

Отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению X

выраженное в процентах, называется приведенной погрешностью:

100







%. (1.20)

Для приборов с нулевой отметкой на краю шкалы нормирующее

значение X

равно конечному значению диапазона измерений.

Основная наибольшая допустимая приведенная погрешность

характеризует цифру класса точности прибора:

max

 100





, (1.21)

где



max

– наибольшая допустимая абсолютная погрешность;

– цифра класса точности средства измерения.

Постоянной прибора С (ценой деления) называется количество единиц

измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы:

для амперметра, А/дел.,

max

ном





;

для вольтметра, В/дел.,

max

ном





; (1.22)

для ваттметра, Вт/дел.,

max

номном





где I

ном

, U

ном

– номинальные значения тока и напряжения приборов;



max

– максимальное число делений шкалы прибора.

Величина S, обратная постоянной прибора, называется

чувствительностью прибора:



. (1.23)

1.4.2. Порядок выполнения работы

1) Собрать электрическую цепь по схеме, представленной на рис. 1.11.

Рис. 1.11. Схема проведения эксперимента

2) Снять показания амперметра, вольтметра и ваттметра при двух

значениях нагрузки, указанных преподавателем.

AТ

3) Используя обозначения на шкалах измерительных приборов, для

каждого из них вычислить постоянную С, чувствительность S, наибольшую

допустимую абсолютную погрешность



max

4) По результатам измерений вычислить относительную погрешность по

(1.16) в числителе, в качестве



выбрать



max

, Х

принять равным

измеренному значению Х, предполагая, что показания приборов являются

достоверными.

5) По результатам измерений и вычислений заполнить табл. 1.4 и 1.5.

6) Провести анализ относительной погрешности



в зависимости от

измеряемой величины X. Сделать вывод о подборе предела измерения.

1.4.3. Контрольные вопросы

1) Миллиамперметр рассчитан на ток I = 500 мА и имеет постоянную по

току C

= 5 мА/дел. Определить максимальное число делений и ток в цепи,

если стрелка отклонилась на 60 делений.

2) Шкала амперметра с пределом измерения 5 А разбита на 100 делений.

Определить цену деления и ток в цепи, если указатель отклонился на 55

делений.

3) Определить предел измерения вольтметра, если



max

= 150 дел.,

= 0,1 В/дел.

4) Определить постоянную ваттметра, если U

ном

= 75 В, I

ном

= 25 А,



max

= 100 дел.

5) Определить максимальную абсолютную погрешность ваттметра класса

точности 0,5 c U

ном

= 150 В, I

ном

= 2 А.

Т а б л и ц а 1.4

Технические характеристики средств измерения

Наименование

прибора

Система прибора Класс точности Диапазон измерений

Заводской

номер

Амперметр

Вольтметр

Ваттметр

Т а б л и ц а 1.5

Результаты измерений в различных точках шкалы приборов

Наименова

ние

прибора

Класс

точности

прибора

Внутренн

ее

сопротив

ление

Номинальн

ое значение

А, В, Вт

Максималь

ное число

делений

шкалы

max



Постоянная

прибора С,

А/дел.,

В/дел.,

Вт/дел.

Чувствите

льность

прибора S,

дел./А,

дел./В,

дел./Вт.

Наибольша

допустимая

погрешност



max

А, В, Вт

Показание

прибора

Относитель

ная

погрешност



, %

дел. А, В,

Вт

Вольтметр

Амперметр

Ваттметр

1.5. Лабораторная работа 2

ПОВЕРКА АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА МЕТОДОМ СЛИЧЕНИЯ

Цель работы: изучение методики поверки измерительных приборов

методом сличения.

1.5.1. Основные теоретические положения

Под поверкой средств измерения понимается определение погрешностей

средств измерения и установление их пригодности к применению.

Поверка измерительного прибора в большинстве случаев осуществляется

путем сличения его показаний с показаниями образцового прибора.

Образцовые приборы подбираются по роду тока, номинальной величине,

классу точности. Допускаемая погрешность образцового прибора должна быть

по крайней мере в пять раз меньше допускаемой погрешности поверяемого.

Точность измерительных приборов определяется приведенной

погрешностью, которая на всех отметках рабочей шкалы не должна

превышать значения цифры класса точности данного прибора.

Вариация показаний b определяется как разность действительных

значений измеряемой величины при одном и том же показании прибора:

о.бо.м

ХXb 

, (1.24)

где X

о.м

, X

о.б

– показания образцового прибора при подводе указателя

поверяемого прибора к отметке шкалы со стороны больших и соответственно

меньших значений.

Допускаемая вариация показаний b не должна превышать предела

допускаемой основной абсолютной погрешности

XК

01,0

доп



, (1.25)

где K

– число, обозначающее класс точности поверяемого прибора;

– нормирующее значение, которое принимается равным конечному

диапазону измерений для приборов, имеющих нулевую отметку в начале

шкалы.

Поправка П к поверяемому прибору – это разность между показаниями

образцового X

и поверяемого X приборов или абсолютная погрешность,

взятая с обратным знаком:



 XXП

. (1.26)

1.5.2. Порядок выполнения работы

1) Произвести внешний осмотр поверяемых приборов с целью выявления

механических повреждений. Проверить работу корректора, который должен

позволять смещать указатель прибора в обе стороны от нулевой отметки на

5% длины шкалы. Установить стрелку на нулевую отметку. Установить

приборы в рекомендуемое для них положение. Паспортные данные занести в

табл. 1.4 (см. лаб. раб. 1).

2) Собрать экспериментальную установку для поверки амперметра

(рис. 1.12), вольтметра (рис. 1.13). Реостат r

служит для грубой регулировки,

его сопротивление в 10 – 20 раз больше сопротивления r

, позволяющего

плавно изменять измеряемую величину. Подать питание на установку и

убедиться в возможности плавной регулировки показаний в пределах всей

шкалы поверяемого прибора. Прогреть прибор номинальным током в течение

15 мин.

Рис. 1.12. Схема поверки амперметра Рис. 1.13. Схема поверки вольтметра

3) Определить приведенные погрешности на каждом оцифрованном

делении поверяемого прибора два раза: сначала при возрастании измеряемой

–

величины от нуля до наибольшего значения по шкале, а затем на тех же

оцифрованных делениях при убывании X от наибольшего значения по шкале

до нуля.

Если случайно пройдена желаемая отметка шкалы, то нужно вернуться к

исходному положению (к началу или концу шкалы) и снова подвести

указатель к нужной отметке.

4) Определить невозвращение указателя к нулевой отметке. Для этого

измеряемую величину нужно плавно уменьшить от максимального значения

до нуля, затем, отключив питание с установки, отметить невозвращение

указателя к нулевой отметке.

5) Вычислить абсолютные, приведенные погрешности и вариации b по

выражениям (1.18), (1.20) и (1.24). При расчете поправки П по уравнению

(1.26), необходимо принимать среднее значение для каждой пары

действительных значений X

, полученных на соответствующем оцифрованном

делении шкалы. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 1.6.

6) По результатам поверки сделать заключение о том, не превосходят ли

полученные вариации пределов допускаемых для поверяемого прибора

абсолютных погрешностей. Сравнивая величину К

с максимальной

приведенной погрешностью, установить, соответствует ли прибор

обозначенному на нем классу точности. Сделать общий вывод о возможности

дальнейшей эксплуатации поверяемого прибора.

1.5.3. Контрольные вопросы

1) По каким характеристикам подбираются образцовые и поверяемые

приборы?

2) Что называется поправкой и вариацией?

3) Что называют приведенной, основной и дополнительной погреш-

ностью?

4) Что означает цифра класса точности?

Т а б л и ц а 1.6

Результаты измерений при поверке приборов

Показания

поверяемого

прибора Х

Показания образцового прибора Х

Поправка

к поверяемому прибору П

Абсолютные

погрешности

Приведенные

погрешности

Вариация

показаний b

при

увеличении

при

уменьшении

среднее значение

при

увеличе

нии

при

умень-

шении

при

увелич

ении

при

умень

шении

дел. В (А) дел. В (А) дел. В (А) В (А) В (А) В (А) % В (А)