| Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет
Отчет по лабораторной работе № 2
Электронные аналоговые вольтметры
Выполнили: Балканов К.М.
Захаров Д.В.
Тимофеев Ю.В.
Санкт-Петербург 2004 г
Цель работы:
Ознакомление с основными свойствами и применение электронных аналоговых вольтметров.
Задание:
1. Определить основную погрешность вольтметра переменного тока на заданном диапазоне измерений в 6-10 числовых отметках шкалы при частоте входного напряжения 1000 Гц.
2. Определить амплитудно-частотную характеристику (АХЧ) вольтметра как отношение показания испытуемого вольтметра к показаниям образцового вольтметра для точки шкалы 0,8 от верхнего предела измерений. Построить график зависимости указанного отношения от частоты.
3. Измерить входное сопротивление и входную емкость вольтметра.
4. Измерить напряжение на входе резистивного делителя по указанным преподавателям электронным и выпрямительным вольтметрами. Объяснить расхождение показаний приборов друг относительно друга и с расчетным значением.
Схемы эксперимента:
    
. . PV1 PV2
 
  
G- источник напряжения- генератор синусоидального напряжения
PV1- образцовый прибор
PV2- испытуемый прибор
 
    
 . R
 
 
Таблицы результатов измерений и расчетов:
| №
|
Показания поверяемого прибора
x
|
Показания образцового средства измерения
|
Абсолютная погрешность
|
Относительная погрешность
d
|
Приведенная погрешность
γ
|
Вариация
b
|
| При увеличении
X0
ув
|
При уменьшении
Х0
ум
|
При увеличении
∆X ув
|
При уменьшении
∆X ум
|
%
|
%
|
%
|
| 1
|
2V
|
1
|
1,01
|
1,08
|
-0,01
|
-0,08
|
1
|
0,2
|
| 2
|
4
|
2
|
2,13
|
2,01
|
-0,13
|
-0,01
|
6,5
|
2,6
|
| 3
|
6
|
3
|
3,18
|
3,12
|
-0,18
|
-0,12
|
6
|
3,6
|
| 4
|
8
|
4
|
3,98
|
3,87
|
0,02
|
0,13
|
0,5
|
0,4
|
| 5
|
10
|
5
|
5,01
|
4,99
|
-0,01
|
0,01
|
0,2
|
0,2
|
Абсолютная погрешность
:
При
увеличении:
∆Хув
=Х-Х0ув
где Х- показание поверяемого прибора, Х0ув
- показание образцового средства измерения при увеличении показаний.
При уменьшении:
∆Хум
=Х-Х0ум
где Х0ум
- показание образцового средства измерения при уменьшении показаний.
Относительная погрешность:
(в процентах) δ=100∆Х/Х
Приведенная погрешность:
(в процентах) γ=100∆Х/ХN
где ХN
- нормирующее значение которое принимается равным:
а) верхнему пределу измерений, если нижний предел равен нулю либо нуль находится вне диапазона измерений
в) сумме модулей пределов измерений, если нуль находится внутри диапазона измерений
Относительную и приведенную погрешности определяют для всех поверяемых отметок шкалы, выбирая наибольшее по модулю значение абсолютной погрешности.
Вариация показаний:
(в процентах) B=100(½X0 ув- Х0 ум½)/ ХN
АЧХ:
| №
|
Частота, Гц
|
Показания приборов, В
|
U/U0
|
| U
|
U0
|
| 1
|
500
|
3
|
3,26
|
0,920
|
| 2
|
600
|
3
|
3,26
|
0,920
|
| 3
|
700
|
3
|
3,27
|
0,917
|
| 4
|
800
|
3
|
3,27
|
0,917
|
| 5
|
900
|
3
|
3,27
|
0,917
|
| 6
|
1000
|
3
|
3,27
|
0,917
|
Определение входного сопротивления и емкости вольтметра:
1. Е=U1=3V, R=0, f=200 Гц
2. U2=2,75V, R=510 кОм, f=200 Гц
3. U3=3V, R=0, f=20 000 Гц
4. U4=2,85, R=15,6 кОм, f=20 000 Гц
На низких частотах 1/wСвх>>Rвх, поэтому влиянием сопротивления входной емкости можно пренебречь.
Тогда: U2=Erвх/(R1+Rвх), откуда непосредственно может быть найдено Rвх
U2R1+U2Rвх=Erвх
ERвх-U2Rвх=U2R1
U2=0.9E
ERвх-0.9ERвх=0.9ER1
Rвх-0.9Rвх=0.9R1
0.1Rвх=0.9R1
Rвх=0.9R1/0.1
R
вх=0.9*0.51/0.1=4.55 МОм
Для определения Свх необходимо преобразовать комплексное выражение: U=ERвх/(R+Rвх+jwCвхRвхR) в выражение, представляющее собой модуль напряжения U, и подставить в него f2, R=R2, E и U=U3
______________________
|U|=ERвх/√(R+Rвх)**2+(ώCвхRвхR)
  
  
С
вх
=
35
.
77
пФ
Вывод: погрешность аналогового вольтметра в пределах допуска, следовательно его можно использовать для измерения наблюдаемых величин.
|