Задача 12

Постоянный ток измеряется миллиамперметром, имеющим следующие метрологические характеристики:

клт – класс точности;

r_А – внутреннее активное сопротивление;

За показания I_пок миллиамперметра принять расчетное значение тока (с учетом значения r_А). Миллиамперметр имеет пределы измерений: 1; 2; 5; 10; 20 мА.

Указать пределы, в которых находится измеряемый ток, если на входе цепи действует напряжение Е, а сопротивление нагрузки равно R_н.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

клт – класс точности	4 ,0
rА – внутреннее активное сопротивление, Ом	20
Е – напряжение, В	5
Rн – сопротивление нагрузки, кОм	2,6

Решение:

В данном случае (при детерминированной аддитивной поправке Θ) измеряемый ток находится в пределах:

где ± ε – максимально допустимое абсолютное отклонение показаний от измеряемого тока.

Детерминированная поправка к показаниям миллиамперметра определяется по формуле:

Показания миллиамперметра определяем по формуле:

Найдем максимально допустимое абсолютное отклонение показаний от измеряемого тока ± ε:

.

Измеряемый ток находится в пределах:

(1,9 + 0,023) - 0,076 мА ≤ I ≤ (1,9 + 0,023) + 0,076 мА.

Ответ: запишем результат измерений 1,847 мА ≤ I ≤ 1,999 мА .

Задача 13

Определить пределы, в которых находится активная мощность, выделяемая в нагрузке в цепи переменного тока промышленной частоты, измеряемая электромеханическим ваттметром электродинамической системы.

Метрологические характеристики ваттметра приведены в таблице 2.

Таблица 2

клт – класс точности	1,0
rпосл – сопротивление последовательной обмотки	2,5 Ом
Iпар – номинальный ток в параллельной обмотке	30 мА

Исходные данные:

Напряжение сети: U_с = 30В;

Ток сети: I_с = 0,1А;

n_мах = 150 делений;

n = 53 делений.

Предельны значения по току и напряжению составляют:

I_пред – 0,15 А;

U_пред – 75 В.

Решение:

Измеряемая активная мощность находится в пределах:

где Р_пок – показания ваттметра;

Θ – абсолютная детерминированная поправка к показанию ваттметра, определяемая активными потерями в последовательной и параллельной обмотках ваттметра;

±ε – максимально допустимое абсолютное отклонение показаний ваттметра от измеряемой активной мощности.

Показания ваттметра определяем с учетом числа делений n и n_мах, а также предельного значения шкалы ваттметра:

,

где

Определим абсолютную детерминированную поправку:

,

.

Определим абсолютную погрешность результата измерения ваттметра:

,

Измеряемая активная мощность находится в пределах:

(3,975 + 0,92) – 0,04 Вт ≤ Р ≤ (3,975 + 0,92) + 0,04 Вт.

Ответ: запишем результат измерений 4,855 Вт ≤ Р ≤ 4,935 Вт.

Задача 14

Для измерения толщины бумажной ленты применен емкостной принцип преобразования.

Чувствительный элемент имеет размеры (табл. 3):

- площадь пластин конденсатора S;

- зазор между пластинами δ.

Рассчитать и построить функцию преобразования емкостного преобразователя.

Определить по этой характеристике пределы изменений емкости преобразователя, если толщина ленты, протягиваемой между пластинами, изменяется от бл1 до бл2 (табл. 3).

Диэлектрическая постоянная воздуха εвозд = 8,85 пФ/м, диэлектрическая постоянная бумаги εбум = 17,70 пФ/м.

Таблица 3

40	6	0,9	0,4

Решение:

Функция преобразования емкостного преобразователя данного типа определяется аналитической зависимостью :

Построим зависимость