5. Описание лабораторного стенда
Рис. 1. Вид модели лабораторного стенда
1 - электромагнитный вольтметр; 2 - электронный аналоговый вольтметр;
3 - генератор сигналов; 4 - ползунковый переключатель.
Выполнение лабораторной работы
Исходные данные для варианта №06
Величина |
U1, В |
U2, В |
U3, В |
P |
f, Гц |
n |
Значение |
2 |
6 |
9 |
0,9 |
20 |
9 |
Таблица 7.1. Результаты наблюдений и расчета составляющих
основной погрешности исследуемого вольтметра
i |
U1 = 2 В |
U2 = 6 В |
U3 = 9 В | ||||||||||||||||
U0i В |
i В |
В |
,*10-3 В2 |
U0i В |
i В |
В |
,*10-3 В2 |
U0i В |
i В |
В |
В2 | ||||||||
1 |
1,9 |
0,10 |
0,10 |
10,0 |
5.9 |
0,10 |
-0,01 |
0.1 |
9,1 |
-0,10 |
-0,155 |
24.05 | |||||||
2 |
2,1 |
-0,10 |
-0,10 |
10,0 |
5.9 |
0,10 |
-0,01 |
0.1 |
9,0 |
0 |
-0,055 |
3.025 | |||||||
3 |
1,9 |
0,10 |
0,10 |
10,0 |
5.9 |
0,10 |
-0,01 |
0.1 |
9,0 |
0 |
-0,055 |
3.025 | |||||||
4 |
2 |
0 |
0 |
0 |
5.9 |
0,10 |
-0,01 |
0.1 |
8.9 |
0.10 |
-0,45 |
202.5 | |||||||
5 |
2 |
0 |
0 |
0 |
5.9 |
0,10 |
-0,01 |
0.1 |
8.8 |
0.20 |
0,145 |
21.02 | |||||||
6 |
2,1 |
-0,10 |
-0,10 |
10,0 |
5.9 |
0,10 |
-0,01 |
0.1 |
8.9 |
0.10 |
-0,45 |
202.5 | |||||||
7 |
1,9 |
0,10 |
0,10 |
10,0 |
5.9 |
0,10 |
-0,01 |
0.1 |
8.9 |
0.10 |
-0,45 |
202.5 | |||||||
8 |
2 |
0 |
0 |
0 |
4,0 |
0.20 |
-0.09 |
8.1 |
9,0 |
0 |
-0,055 |
3.025 | |||||||
9 |
2,1 |
-0,10 |
-0,10 |
10,0 |
5.9 |
0,10 |
-0,01 |
0.1 |
8,9 |
0.10 |
-0,45 |
202.5 | |||||||
|
= 0 В |
= 60*10-3 В2 |
= 1,0В |
= 8,9*10-3 В2 |
= 0,5 В |
= 864,2*10-3 В2 | |||||||||||||
|
c1 = 0 В |
c2 = 0,111 В ≈ 0,110 В |
c3 = 0,055 В | ||||||||||||||||
|
S1 = 0,0866 В |
S2 =0,03335 В |
S3 = 0,3286 В | ||||||||||||||||
|
Рдов = 0.9; n = 9; t = 2,4 | ||||||||||||||||||
|
дов.1 = ±0,16176 В ≈ ± 0,161 В |
дов.2 = ±0,62031 В ≈ ± 0,620 В |
дов.3 = ± 0,611196 ≈ ± 0,611 В |
U, В |
1 |
4 |
9 |
0,161 |
0,73 |
0.666 | |
-0,161 |
-0.53 |
-0.556 |
Определим пределы допускаемых погрешностей аналогового вольтметра:
Графики областей основной погрешности
Расчетные формулы по обработке результатов наблюдений и измерений
Абсолютная погрешность каждого наблюдения i , содержащая систематическую и случайную составляющие погрешности измерения:
i = Uj – Uоi
где Uj принимает значения U1 , U2 и U3 соответственно.
Оценка систематической составляющей погрешности:
.
Случайные составляющие погрешности каждого наблюдения вычисляются по формуле:
Оценка среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности результата наблюдения определяется по формуле:
.
Оценка среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности результата измерения:
.
Доверительный интервал случайной составляющей погрешности вольтметра:
где t – коэффициент, значение которого зависит от заданной доверительной вероятности Рдов и числа наблюдений n.
Определение границ суммарной погрешности единичных измерений аналоговым вольтметром:
(Uj) = cj дов j .
График, характеризующий область значений основной погрешности (U), полученных экспериментально при напряжениях U1,U2,U3:
ВЫВОД
По данным эксперимента границы суммарной погрешности единичных измерений аналоговым вольтметров не превышают границы допускаемой погрешности. Следовательно, аналоговый вольтметр пригоден к измерению напряжения в диапазоне от 1 В до 9 В при следующих условия: f=20 Гц, n=8, P=0.95.
1.1.14. На шкалах измерительных приборов имеются следующие
обозначения: 0,5; ;; 0,5/0,3. Как оценить пределы допускаемой
погрешности, соответствующие этим обозначениям?
1.1.15. Абсолютный уровень напряжения, измеренный с помощью вольтметра В3-38 в нормальных условиях, равен 5 дБ на частоте 1 кГц. Оценить абсолютную погрешность измерения уровня.