10. Суммирование погрешностей.
Задача суммирования погрешностей — одна из основных задач как при проектировании СИТ, так и при постановке и проведении измерений.
При суммировании погрешностей необходимо учитывать следующее:
вид погрешности (аддитивная или мультипликативная);
числовые характеристики законов распределения частных погрешностей, например, среднеквадратическое отклонение, которые могут изменяться при изменении измеряемой величины;
отдельные частные погрешности могут быть коррелированы между собой, поэтому частные погрешности надо характеризовать числовыми оценками не только в виде среднеквадратического значения, но и коэффициентов корреляции;
при суммировании случайных величин закон распределения их суммы может резко отличаться от законов распределения слагаемых
11. Измеряемые параметры переменного тока. Влияние формы кривой напряжения на показания вольтметра.
ВНИМАНИЕ: Ответ от первого студента (далее внизу есть версия от второго студента)
11. Измеряемые параметры переменного тока. Влияние формы кривой напряжения на показания вольтметра.
ВНИМАНИЕ: Ответ от второго студента (выше есть версия от первого студента)
Измерение параметров напряжения переменного тока является сложной метрологической задачей, связанной с обеспечением требуемого частотного диапазона и учетом формы кривой измеряемого напряжения.
При синусоидальной форме сигнала аналитическое выражение будет иметь вид
i = Im×Sin(wt + j); u = Um×Sin(wt + j),
где i, u – мгновенные значения силы тока и напряжения;
Im, Um – максимальное значение из всех мгновенных значений за период или полупериод (пиковое, или амплитудное, значение);
j - начальная фаза;
wt – фаза.
Для характеристики переменного напряжения используют следующие параметры:
- среднее значение (постоянная составляющая) U0
где Su(t) - площадь, занимаемая кривой напряжения;
- средневыпрямленное значение Uсв
- среднеквадратическое (действующее, эффективное) значение
Для несинусоидального напряжения, разложенного в ряд Фурье, т.е.
среднеквадратическое значение напряжения получается равным
Связь между пиковым и среднеквадратическим значениями устанавливается с помощью коэффициента амплитуды kа = Im / Iск = Um / Uск.
Связь между среднеквадратическим и средневыпрямленным значениями тока (напряжения) устанавливает коэффициент формы kф = Iск / Iсв = Uск / Uсв.
Иногда для удобства расчетов вводят коэффициент усреднения kу=kа×kф = =. Im / Iсв = Um / Uсв.
Эти коэффициенты позволяют определить любой параметр переменного напряжения, если известен один из параметров и форма напряжения.
12. Измерение постоянного напряжения методом сравнения
Данный метод измерения основан на сравнении измеряемого напряжения с известным напряжением, установленным с высокой точностью. При этом наибольшее распространение при измерении напряжения получил нулевой (компенсационный) метод.
Суть этого метода заключается в уравновешивании неизвестного напряжения на образцовом резисторе, включенного в цепь стабилизированного источника питания (нормального элемента). Момент компенсации определяется по нулевому показанию гальванометра. Точность измерения при использовании данного метода зависит от точности, с которой известны значения ЭДС нормального элемента и отношение установившихся значений сопротивлений потенциометра, а также чувствительности гальванометра. Точность отсчета с потенциометра достигается обычно за счет использования специальных схем многоразрядных дискретных делителей напряжения.
К достоинствам метода можно отнести следующее:
· в момент компенсации ток от измеряемого источника напряжения в цепи компенсации отсутствует, т.е. практически измеряется значение ЭДС на зажимах источника напряжения;
· отсутствие тока в цепи гальванометра позволяет исключить влияние сопротивления соединительных проводов на результат измерения;
· при полной компенсации мощность от объекта измерения не потребляется.
Метод сравнения применяется также для измерения переменных напряжений. Принцип действия схем сравнения на переменном токе, как и аналогичных схем компенсаторов на постоянном токе, состоит в уравновешивании измеряемого напряжения известным напряжением, создаваемым переменным током на активных сопротивлениях вспомогательной цепи. В зависимости от способа уравновешивания по величине и фазе измеряемого напряжения различают полярно-координатные и прямоугольно-координатные схемы.