Оценка вариации показаний аналогового вольтметра

Примечание ВЛ Эту часть работы могут делать только любознательные!

Указание. Вариацией показаний b называют модуль разности значений измеряемой величины при установлении показаний прибора в данной точке его шкалы при плавном подходе к этой точке со стороны меньших исо стороны больших значений. Возникновение такой погрешности может быть обусловлено наличием «люфта» в механической системе, трением в опорах подвижных узлов, эффектами типа гистерезиса при перемагничиваниии др. факторами. В итоге, указатель (стрелка) аналогового измерительного прибора может занять различное положение на шкале при одном и том же установившемся значении измеряемой величины, в зависимости от того, произошло ли это установление путем увеличения или путем уменьшения предыдущихпоказаний. При медленном и плавном перемещении указателя вариацию можно считать систематической погрешностью. Однако в обычной практике использования приборов показания могут изменяться и быстро, и медленно, и путем увеличения, и путем уменьшения предыдущих значений. Поэтому принято считать, что погрешность измерения, обусловленная вариацией показаний, имеет случайный характер, и закон ее распределения - равномерный на интервале [0, b ].

. (1.10)

4.1. Использовать схему измерения (рис. 1.2), исследование выполнить на отметке шкалы U ₂.

4.2. Установить стрелку исследуемого прибора на выбранную отметку шкалы, медленно приближаясь к этому значению со стороны меньших значений, и записать соответствующее показание U _1м образцового цифрового вольтметра в табл. 1.3. Установить то же значение U ₂, медленно приближаясь к нему со стороны больших значений, и записать показание U _1б.

Всего выполнить 10 таких измерений: 5 при подходе со стороны меньших значений (1,2,...,5м) и 5- со стороны больших (1,2,...,5б).

4.3. Вычислить разности показаний исследуемого и эталонного вольтметров для каждого измерения:

, i = 1,...,5.

4.4. Найти средние арифметические значения разностей показаний

и .

Таблица 1.3

Результаты измерений и расчета вариации показаний

U 2 = B
i	1м	2м	3м	4м	5м	1б	2б	3б	4б	5б
Ui, B
D i, B

 

4.5. Вычислить оценку вариации показаний

4.6. Найти оценку среднеквадратического значения случайной погрешности прибора (1.10), обусловленной наличием вариации показаний. Сравнить значение σ_вар со значениями , и из табл.1.2. Если σ_вар соизмеримо со значением , или , то следует учесть влияние вариации при расчете сравнительного интервала случайной составляющей погрешности.

4.7. Записать результаты расчетов в табл. 1.3.

 

Отчет должен содержать:

1) номер и наименование лабораторной работы;

2) цель работы;

3) схему подключения приборов;

4) заполненные табл. (1.1 - 1.3) с заголовками (протокол);

5) области значений абсолютных погрешностей (рис. 1.1.);

6) выводы о соотношении составляющих основной погрешности исследуемого вольтметра () и соответствии его погрешности нормируемым значениям.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИБОРОВ
И МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХПОЛЮСНИКОВ

 

Примечание (ВЛ 2010 г). В этой работе будем исследовать только резонансный метод измерения. Соответствующий прибор называется измерителем добротности (куметром). Часть работы, посвященную измерительным мостам, надо прочитать и изучить, но делать не надо!

Цель работы

Изучить резонансный метод измерения параметров двухполюсников; ознакомиться с техническими характеристиками и схемой измерителя добротности.

Получить практические навыки измерений параметров двухполюсников и оценки погрешности таких измерений с использованием измерителя добротности.

 

Используемые приборы

Измеритель добротности (куметр) Е4-11.

 

Лабораторное задание

Измерить с помощью измерителя добротности Е4-11 индуктивность, добротность и собственную емкость катушки индуктивности, емкость, эквивалентное шунтирующее сопротивление и тангенс угла потерь конденсатора, сопротивление резистора и его паразитную емкость. Оценить погрешности измерений, используя нормируемые метрологические характеристики прибора для параметров, измеряемых непосредственно (прямые измерения) и формулы для погрешностей косвенных измерений для параметров, измеряемых косвенно.

Сравнить достоинства и недостатки мостового и резонансного методов измерений параметров двухполюсников.

Подготовка к работе (домашнее задание)

1. Изучить теоретический материал, относящийся к данной работе [2-6], и методические указания к настоящей работе.

2. Ознакомиться с метрологическими характеристиками измерительного моста и куметра, заполнив табл. 2.1. Сопоставить эти характеристики.

Сделать выводы об области применения этих приборов с точки зрения:

· перечня измеряемых параметров двухполюсников,

· диапазона измеряемых значений параметров двухполюсников,

· диапазона рабочих частот,

· нормируемых погрешностей,

· способов оценки погрешностей измерений.

3. Изучить описание данной работы и заготовить в рабочей тетради формы таблиц в соответствии с указаниями к отчету.

Для самопроверки готовности к выполнению работы сформулировать ответы на следующие вопросы, которые могут быть заданы при допуске к работе и ее защите:

1. Принцип работы универсального измерительного моста.

2. Условия равновесия моста переменного тока.

3. Источники погрешностей измерения мостовым методом.

4. Принцип работы измерителя добротности.

5. Принципиальная схема измерителя добротности.

6. Источники погрешностей измерения резонансным методом.

7. Достоинства и недостатки мостового и резонансного методов.