Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Выполнение лабораторной работы
|
|
8.1. Исследование частотных характеристик вольтметров переменного тока.
Таблица 8.1
Выбор типа электронного вольтметра, частоты и напряжения сигнала к заданию 1, 2
| Показание электродинамического вольтметра, В (для п. 8.1) | Тип образцового электронного милливольтметра (для п. 8.1) | Частота, Гц (для п. 8.2) | Показание электронного пикового воль-а, В (для п. 8.2) | Форма сигнала (для п. 8.2) | Коэф-ент, форма сигнала (для п. 8.3) |
| 2, 0 | Электронный милливольтметр средневыпрямленного значения | 1, 5 | Син Пил | КуСин |
В таблице 8.1 приняты сокращения: форма сигнала «Син» – синусоидальная; «Пил» – пилообразная; коэффициент усреднения Ку.
Таблица 8.2
Результаты определения частотных характеристик вольтметров
| Частота сигнала, кГц | Показания вольтметров, погрешность, результат | ||||||
| Электронный милливольтметр средневыпрямленного значения | электромагнитный вольтметр | электродинамический вольтметр | |||||
| Показание образцового вольтметра, В | Показание вольтметра, В | Систематичес-кая погрешность | Показание вольтметра, В | Систематическая погрешность | |||
| абсолютная, % | Относи-тельная, % | Абсолютная, % | Относи-тельная, % | ||||
| 0, 02 | 2, 0 | 2, 0 | 2, 0 | ||||
| 0, 2 | 2, 0 | 2, 0 | 2, 0 | ||||
| 2, 0 | 2, 0 | 2, 0 | |||||
| 2, 0 | 1, 75 | 0, 25 | 14, 2857 | 2, 0 | |||
| 2, 0 | 1, 437 | 0, 563 | 39, 1304 | 2, 0 | |||
| 2, 0 | 1, 062 | 0, 938 | 88, 3239 | 2, 0 | |||
| 2, 0 | 0, 7 | 1, 3 | 185, 714 | 1, 55 | 0, 45 | 29, 0322 |
DUэ.маг.= Uоб. - Uэ.маг.; δ Uэ.маг =(DUэ.маг / Uэ.маг)∙ 100%;
DUэ.маг.= 2.0 – 1.75 = 0.25 В; δ Uэ.маг =(0.25 / 1.75)∙ 100% = 14.2857%;
DUэ.дин.= Uоб. - Uэ.дин.; δ Uэ.дин. =(DUэ.дин. / Uэ.дин.)∙ 100%;
DUэ.дин.= 2.0 – 1.55 = 0.45В; δ Uэ.дин. =(0.45 / 1.55.)∙ 100% = 29.0322 %;
Рисунок 8.1. Зависимость показания вольтметра от частоты.
Рисунок 8.2. Зависимость относительной погрешности измерения от частоты.
Рисунок 8.3. Зависимость абсолютной погрешности измерения от частоты.
8.2 Измерение параметров напряжения сигнала произвольной формы
Рисунок 8.4. Осциллограмма исследуемого сигнала.
Таблица 8.3
Результаты измерений пикового Um, средневыпрямленного Uср.в и среднеквадратического U значений напряжения для сигналов синусоидальной, треугольной, пилообразной и прямоугольной форм.
| Форма измеряемого сигнала с частотой60Гц. | Вид измеряемого параметра | Тип вольтметра, класс точности | Тип преобразователя | Вид градуировки | Градуировочный коэффициент | Показание вольтметра, В | Предел допускаемой абсолютной погрешности вольтметра, В | Значение измеряемого Параметра, В | Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения параметра, В | Предел допускаемой относительной погрешности измерения параметра, % | Результат измерения параметра в двух формах, Р=0, 997 У.И.Н. |
| Синусоидальная | Um | ЭВп2, 5 | пиковый | ср.в гарм. | 1/1.57 | 1, 5 | 0, 075 | 2, 355 | 0, 11775 | 2, 36±0, 12 В | |
| 2, 36В±7, 5% | |||||||||||
| U | ЭВкв 1, 5 | среднеквадратич. | ср. кв гарм. | 1, 7 | 0, 045 | 1, 7 | 0, 045 | 2, 647 | 1, 700±0, 045 В | ||
| 1, 700В±2, 7% | |||||||||||
| U ср.в | ЭВср.в 1, 5 | средневыпрямлен | ср. кв гарм. | 1, 11 | 1, 7 | 0, 045 | 1, 35 | 0, 040541 | 3, 003 | 1, 350±0, 041 В | |
| 1, 350В±3, 1% | |||||||||||
| Пилообразная | Um | ЭВп2, 5 | пиковый | ср.в гарм. | 1/1.57 | 1, 5 | 0, 075 | 2, 355 | 0, 11775 | 2, 36±0, 12 В | |
| 2, 36В±5% | |||||||||||
| U | ЭВкв 1, 5 | среднеквадратич. | ср. кв гарм. | 1, 4 | 0, 045 | 1, 4 | 0, 045 | 3, 214 | 1, 400±0, 045 В | ||
| 1, 400В±3, 3% | |||||||||||
| U ср.в | ЭВср.в 1, 5 | средневыпрямлен | ср. кв гарм. | 1.11 | 1, 3 | 0, 045 | 1, 171 | 0, 040541 | 3, 462 | 1, 171±0, 041В | |
| 1, 171В±3, 5% |
Предел допускаемой абсолютной погрешности вольтметра:
= 
В;
Значение измеряемого параметра,
Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения параметра:
;
Предел допускаемой относительной погрешности измерения параметра:
.
8.3 Измерение значения коэффициентов амплитуды, формы и усреднения сигналов различной формы.
Таблица 8.4
| Форма измеряемого сигнала с частотой 90 Гц | Коэффициент формы | ||
| Ку | ∆ Ку | δ Ку , % | |
| Синусоидальная | 1, 744 | 0, 081 | 4, 7 |
Коэффициентов формы определяется формулой:
Kу = Um / Uср.в =2.355/1, 35=1, 744
| Преобразовав известное выражение, получим формулу для вычисления абсолютной погрешности коэффициентов амплитуды, формы и усреднения: |
Округляем в большую сторону, т.к.
Относительную погрешность определим по формуле:
%
Округляем в большую сторону, т.к.
Вывод: в результате проведения лабораторной работы мы сравнивали различные типы вольтметров. При сравнении электромагнитного и электродинамического вольтметров выяснили, что с ростом частоты систематическая погрешность возрастает. Погрешность электродинамического вольтметра оказалась намного меньше, т.к. у него более широкий рабочий диапазон частот. А также он точнее (класс точности электродинамического вольтметра - 1, 5, у электромагнитного - 2, 0).
При измерении параметров синусоидального сигнала оказалось, что показания пикового вольтметра выше показаний вольтметров средневыпрямленного и среднеквадратического значений. Это объясняется тем, что мы устанавливали напряжение по вольтметру с пиковым преобразователем, но его шкала проградурованна в средневыпрямленных значениях. А средневыпрямленный и среднеквадратический вольтметры проградурованны в среднеквадратических значениях.