МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра информационно-измерительных систем и технологий
отчет
по лабораторной работе №2
по дисциплине «Метрология»
Тема: Электронные аналоговые вольтметры
Студентка гр. 7501 |
|
Мачеев Е.М. |
Преподаватель |
|
Орлова Н.В. |
Санкт-Петербург
2019
Цель работы.
Исследование метрологических характеристик электронных вольтметров.
Задание
1. Ознакомиться с используемой аппаратурой и инструкциями по ее применению. Получить у преподавателя конкретное задание по выполнению работы.
2. Определить основную погрешность электронного вольтметра на диапазоне измерений, указанном преподавателем. Построить на одном графике зависимости относительной и приведенной погрешностей от показаний электронного вольтметра. Сделать вывод о соответствии поверяемого вольтметра его классу точности.
3. Определить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) электронного вольтметра. Построить график АЧХ и определить рабочую полосу частот вольтметра на уровне затухания АЧХ, определяемом нормативно-технической документацией на поверяемый вольтметр.
4. Экспериментально оценить АЧХ цифрового вольтметра. Провести сравнительный анализ амплитудно-частотных характеристик электронного, цифрового и электромеханического вольтметров. Построить графики АЧХ исследуемых приборов.
5. Измерить электронным вольтметром напряжения различной формы (синусоидальной, прямоугольной и треугольной) с одинаковой амплитудой на частотах, лежащих в рабочей полосе частот этого прибора. Объяснить и подтвердить расчетами полученные результаты. Сделать вывод о влиянии формы измеряемого напряжения на показания электронного вольтметра.
Схема установки.
где ГС - генератор (синтезатор) сигналов синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы, ЦВ - цифровой вольтметр, ЭВ - электронный вольтметр, ЭЛО - электронно-лучевой осциллограф.
Спецификация.
Наименование средства измерений |
Диапазон измерений, постоянные СИ |
Характеристики точности, класс точности |
Рабочий диапазон частот |
Параметры входа (выхода) |
Милливольтметр GVT-417В |
300 мкВ… 100В Всего 12 пределов |
Приведенная погрешность 3% |
20 Гц…200 кГц |
|
Вольтметр универсальный цифровой |
200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В |
40 Гц …1 кГц 1…0 кГц 10…20 кГц 20…40 кГц |
|
Обработка результатов
-
Определение основной погрешности электронного вольтметра.
Показания поверяемого электронного вольтметра, U, В |
Показания образцового цифрового вольтметра |
Погрешность |
|||||||||
при увелич. Uо ув , В |
при уменьш. Uо ум, В |
абсолютная |
относи- тельная, , % |
приве- дённая, , % |
вариа- ция, Н,% |
||||||
при увелич. Uув, В |
при уменьш. Uум, В |
||||||||||
1 |
0,99 |
0,98 |
0,01 |
0,02 |
2 |
0,57 |
0,29 |
||||
1,5 |
1,49 |
1,49 |
0,01 |
0,01 |
0,67 |
0,29 |
0 |
||||
2 |
2 |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||
2,5 |
2,49 |
2,52 |
0,01 |
-0,02 |
0,4 |
0,29 |
0,86 |
||||
3 |
3,03 |
3,03 |
-0,03 |
-0,03 |
1 |
0,86 |
0 |
||||
max = 0.86% Hmax = 0.86% |
В
В
%
%
-верхний предел измерения.
Максимальная приведенная погрешность, соответствующая классу точности, равна 0,86, что меньше 3% соответствующие классу точности прибора. Следовательно, прибор соответствует своему классу точности.
График зависимости относительной и
приведенной погрешностей от показаний
электронного вольтметра
,
по результатам испытаний и расчетов.
-
Определение ачх электронного вольтметра
Верхние частоты:
f, кГц |
1 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
1500 |
1600 |
1700 |
1800 |
1900 |
2000 |
a=lg(f) |
3 |
5 |
5,3 |
5,48 |
5,6 |
5,7 |
5,78 |
5,85 |
5,9 |
5,95 |
6 |
6,04 |
6,08 |
6,11 |
6,15 |
6,17 |
6,2 |
6,23 |
6,26 |
6,28 |
6,3 |
u(f) Электр |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,78 |
0,78 |
0,78 |
0,76 |
0,76 |
0,76 |
0,74 |
0,74 |
0,72 |
0,72 |
0,7 |
0,7 |
0,68 |
0,68 |
0,66 |
k(f) |
1 |
1 |
1 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,93 |
0,93 |
0,93 |
0,9 |
0,9 |
0,88 |
0,88 |
0,85 |
0,85 |
0,83 |
0,83 |
0,8 |
u(f) цифр |
0,82 |
0,8 |
0,76 |
0,72 |
0,68 |
0,6 |
0,66 |
0,72 |
0,76 |
0,76 |
0,5 |
0,06 |
0,03 |
0,01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
k(f) |
1 |
0,98 |
0,93 |
0,88 |
0,83 |
0,73 |
0,8 |
0,88 |
0,93 |
0,93 |
0,6 |
0,07 |
0,04 |
0,01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
f, Гц |
1000 |
800 |
600 |
400 |
200 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
8 |
6 |
4 |
a=lg(f) |
3 |
2,9 |
2,78 |
2,6 |
2,3 |
1,7 |
1,6 |
1,48 |
1,3 |
1 |
0,9 |
0,78 |
0,6 |
u(f) электр |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0.84 |
0,88 |
0,98 |
k(f) |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1,02 |
1,07 |
1,19 |
u(f) цифр |
0,82 |
0,81 |
0,81 |
0,81 |
0,81 |
0,8 |
0,79 |
0,78 |
0,73 |
0,47 |
0,32 |
0,15 |
0,03 |
k(f) |
1 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,98 |
0,96 |
0,95 |
0,89 |
0,57 |
0,39 |
0,18 |
0,04 |
Для рабочей полосы измерения допустим спад напряжения до 0.707 от первоначального значения.
Для цифрового вольтметра это точки B и С
B:
C:
Рабочая полоса цифрового вольтметра от 14 Гц до 1 МГц