Пояснения к работе. Приборы, используемые при выполнении лабораторной работы

Приборы, используемые при выполнении лабораторной работы

1 Поверяемый вольтметр типа М367, зав. № 037859, 1977 г.

2 Цифровой вольтметр Щ301, зав. № 0278, 1989 г.

3 Стабилизированный источник питания типа Б5-49, зав. № 02117, 1992 г.

Поверку вольтметра производят при нормальных условиях, для этой цели собирают схему, изображенную на рисунке 1.1.

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 1 – Принципиальная схема поверки

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 1 – Результаты поверки вольтметра

Показания вольтметров	Абсолютная погрешность
поверяемого	образцового	Ход указателя
		Ход указателя	вверх	вниз
вверх	вниз
град	В	В	В	В	В
		9,7	9,6	0,1	0,4
		19,28	19,2	0,72	0,8
		29,76	29,7	0,24	0,3
		39,96	39,8	0,04	0,2
62,5		50,15		-0,15
		59,75	59,6	0,25	0,4
		69,72	69,72	0,28	0,28

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, %.

D

U

D

+

D

-

D

U

Рисунок 2. Зависимость максимальной Рисунок 3. Зависимость абсолютной

абсолютной погрешности от напряжения погрешности от напряжения

Для построения статической характеристики вольтметра , где – угол отклонения указателя, необходимо воспользоваться результатами измерений из таблицы 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 1 заполняется таблица 2.

Таблица 2 – Определение относительной погрешности и поправки

U, В
D m, В	0,4	0,8	0,3	0,2	0,15	0,25	0,28
d m, %				0,5	0,3	0,41	0,4
–D m, В	-0,4	-0,8	-0,3	-0,2	-0,15	-0,25	-0,28

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 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.

Таблица 3. Обработка результатов поверки

U, В	S, град/В	V, В	Dср.пов., В	обр., %	Dобр., В
	1,2	0,1	0,25	0,26	0,026
	1,3	0,08	0,76	0,16	0,032
	1,2	0,06	0,27	0,13	0,039
	1,3	0,16	0,12	0,11	0,044
	1,25	0,15	0,075	0,10	0,05
	1,25	0,15	0,375	0,9	0,54
	1,24		0,28	0,9	0,63

; V= U_вверх – U_вниз; _обр = 0,06+0,02(U_N/U-1); D_обр = ( _обр*U)/100

Нормирующее значение поверяемого вольтметра =70В.

Нормирующее значение образцового вольтметра = 100В.

Вывод: В процессе выполнения работы было установлено, что вольтметр обладает аддитивной и абсолютной погрешностью. Класс точности определяется по формуле . Рассчитав экспериментальным путём и сравнивая его со значениями в соответствии с ГОСТом видно, что класс точности определяется относительно приведённой погрешности, поэтому класс точности будет равен значению относительной приведённой погрешности с положительным знаком. Поскольку по стандарту абсолютная погрешность образцового прибора должна быть в 3 - 5 р–з меньше, чем абсолютная погрешность поверяемого прибора, то мы сводим абсолютную погрешность образцового и поверяемого вольтметра, сравнив эти значения, видно, что абсолютная погрешность образцового примерно в 6 раз меньше, поэтому можно применять этот прибор для поверки вольтметра N 367.

Рис. 4 График зависимости абсолютной погрешности от напряжения

Рис.5 График зависимости угла отклонения указателя от напряжения

Рис. 6 Зависимость максимальной относительной погрешности от напряжения

Рис. 7 Зависимость чувствительности от напряжения

Рис. 8. Аналоговый вольтметр типа М367.

Рис. 9. Цифровой вольтметр Щ301

Рис. 10. Стабилизированный источник питания типа Б5-49.

Дата добавления: 2015-04-30