attachments_14-09-2012_08-07-22 / Лабораторная работа 3

7

Оценка верхней границы частотного диапазона измерительных приборов

Лабораторная работа № 3

Определение верхней границы частотного диапазона цифровых приборов

3.1. Оценка верхней границы частотного диапазона измерительных приборов

• Цель работы

• Лабораторная установка и схема электрическая соединений

• Перечень аппаратуры

• Указания по проведению эксперимента

.

Цель работы

Оценить верхнюю границу частотного диапазона цифрового мультиметра при измерении синусоидального напряжения.

Лабораторная установка и электрическая схема соединений

Любые приборы, измеряющие синусоидальное напряжение, имеют ограниченный диапазон частот, в котором погрешность измерения не превышает заданных значений. Полное исследование частотных характеристик прибора предполагает определение зависимости погрешности от частоты для всех пределов измерения переменного напряжения и тока и при нескольких значениях измеряемой величины для каждого из пределов. В данной работе задача ограничена определением зависимости от частоты относительной погрешности измерения мультиметра MY60 на пределе измерения переменного напряжения 20 В. Показания испытываемого прибора сравниваются с показаниями мультиметра РС5000, имеющего более широкий рабочий диапазон частот при измерении переменного напряжения, т. е. мультиметр РС5000 выполняет функцию рабочего эталона.

Принципиальная электрическая схема экспериментов по определению верхней граничной частоты рабочего диапазона мультиметра MY60 приведена на рис. 3.4.1.

Рис. 3.1.1. Принципиальная электрическая схема определения верхней граничной частоты при измерении переменного напряжения.

В цепи (рис. 3.1.1) синусоидальное напряжение генератора G одновременно измеряется испытываемым прибором PV1 (мультиметр MY60, блок 510.1) и образцовым прибором PV2 (мультиметр РС5000, блок 534), выполняющем, в данном случае, роль рабочего эталона.

Лабораторная установка для измерения частотной характеристики состоит (рис. 3.1.2) из однофазного источника питания G1 (218), блока генераторов A1 (212.2) с выходом регулируемого по частоте и амплитуде синусоидального напряжения, испытываемого мультиметра MY60 (блок А3, 510.1) и образцового прибора РС5000 (блок А2, 534). При измерении напряжения мультиметры подключаются к источнику гнездами «V» и «COM». Все приборы на рис. 3.1.2 соединены параллельно и измеряют одно и тоже синусоидальное напряжение, установленное на выходе «Генератора напряжений специальной формы» блока А1 (гнезда «ВЫХОД» и «0 В»).

Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блоков А1 (212.2) и приборов А2 (534) и А3 (510.1), требующих сетевого питания.

Рис. 3.1.2. Схема электрическая соединений для определения зависимости относительной погрешности прибора от частоты.

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218	~ 220 В / 16 А
А1	Блок генераторов напряжения	212.2	Постоянное напряжение 0…+15 В, ток не более 200 мА
А2	Мультиметр	534	Цифровой мультиметр SANWA PC5000
А3	Блок мультиметров	510.1	Аналоговый мультиметр 7050, цифровой мультиметр MY60

Указания по проведению эксперимента

• Определение погрешности средства измерения должны выполняться при нормальных условиях: - температура окружающей среды 23±5°С; - атмосферное давление 100±4 кПа; - относительной влажности воздуха не более 75%.

• Убедитесь, что переключатели «Сеть» блоков, используемых в эксперименте, выключены.

• Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений рис. 3.1.2.

• Установите параметры «Генератора напряжений специальной формы» блока генераторов А1 (212.2): - переключатель «Форма» в положение синусоидального напряжения; - минимальное выходное напряжение: ручка регулирования выходного напряжения «Амплитуда» повернута против часовой стрелки до упора; - ручка регулирования «Частота» повернута против часовой стрелки до упора. (установлена минимальная частота – примерно 150…250 Гц).

• Переключатели пределов измерения мультиметров блоков А2 и А3 установите на предел измерения переменного напряжения («20 В» для MY60). Установка пределов измерения мультиметров подробно описана в работе 3.1.

• Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

• Включите выключатель «СЕТЬ» блока генераторов напряжения А1, блоков мультиметров А2 и А3 и выключатели питания мультиметров.

• Установить на выходе генератора А1 напряжение 5±0,1 В по показаниям мультиметра РС5000 (А2). Для задания напряжения ручку регулировки «Амплитуда» повернуть по часовой стрелке.

• Произвести измерения напряжения для нескольких значений частоты в соответствии с табл. 3.1.1.

• Вычислить относительную погрешность измерения напряжения мультиметром MY60 для каждого значения частоты. Построить график зависимости относительной погрешности измерения напряжения от частоты.

• По графику оценить верхнюю границу частотного диапазона при максимальной относительной погрешности в 1% и 5 %.

Зависимость относительной погрешности измерения синусоидального напряжения от частоты

Таблица 3.1.1.

Частота, Гц		200	400	1000	1500	2000	3000	4000	5000	6000
Показания приборов, В	(MY60)
	(7050)
	(PC5000)
Абсолютная погрешность (MY60) , В
Абсолютная погрешность (7050) , В
Относительная погрешность (MY60) , %
Относительная погрешность (7050) , %