Лабораторная работа 2 Измерение напряжений электрических сигналов электронными вольтметрами

1 Цель работы

1.1 Изучить:

• устройство электронных вольтметров и их метрологические характеристики;

• особенности измерения параметров переменных напряжений и токов;

• источники погрешности при измерении токов и напряжения.

1.2 Получить навыки работы с электронными вольтметрами.

1.3 Приобрести навыки обработки результатов измерения параметров напряжения.

2 Программа лабораторной работы

2.1 Изучение основных метрологических характеристик заданных электронных вольтметров и мультиметра.

2.2 Измерение параметров напряжения сигнала произвольной формы:

• среднеквадратичного значения;

• средневыпрямленного значения;

• пикового значения.

2.3 Измерение коэффициентов амплитуды, формы, усреднения сигналов различной формы.

2.4 Экспериментальное определение зависимости систематической составляющей погрешности измерения, вызванной шунтирующим действием вольтметра на объект, от величины внутреннего сопротивления объекта измерения в области низких частот.

3 Перечень лабораторного оборудования

Основное оборудование:

вольтметры переменного тока:

• средневыпрямленного значения;

• амплитудного значения;

• среднеквадратичного значения.

Вспомогательные приборы:

• функциональный генератор;

• электронный осциллограф.

4 Подготовка к работе

4.1 Изучите материал по теме «Измерение параметров напряжения».

4.2 Подготовьтесь к коллоквиуму по следующим вопросам:

• определение параметров переменного напряжения (постоянная составляющая, средневыпрямленное, действующее напряжение, пиковое напряжение);

• типы аналоговых вольтметров, их назначение и принцип действия;

• привила градуировки аналоговых вольтметров и порядок расчета измеряемого напряжения;

• назначение элементов функциональной схемы электронных вольтметров, основные органы управления прибора;

• источники погрешности измерения в аналоговых вольтметрах, оценка погрешности измерения;

• принцип измерения напряжения цифровым вольтметром с время-импульсным преобразованием. Достоинства цифровых вольтметров.

4.3 Решите измерительные задачи, приведенные ниже. Вариант задания определяется последней цифрой номера по списку в журнале.

4.3.1 Задача. Определите напряжение, измеренное заданным вольтметром в соответствии с заданием, приведенном в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Данные для решения задачи 4.3.1

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Uv,В	12	22	1,8	7,5	27	14	0,7	2,1	8,5	2,3
К	1,5	0,5	1,0	2,5	4,0	1,5	0,5	2,5	1,0	4,0
Uном,В	15	30	2,5	10	30	15	1,0	2,5	10	30
Тип вольтметра	квадратичный			линейный				пиковый

4.3.2 Задача. Определите ЭДС источника, абсолютную и относительную погрешности измерения, выполненного в соответствии со схемой на рис.1. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Данные для решения задачи 4.3.2

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Rv,Мом	1,0	1,5	2,5	0,5	1,0	0,8	1,5	0,5	2,0	0,7
Rист,Ом	300	800	600	75	135	600	300	135	800	75
Uv,В	4,0	6,5	7,0	1,5	1,0	2,5	4,0	2,0	10,0	5,0

Рисунок 2.1 - Схема измерения к задаче 4.3.2

4.3.3 Задача. Определите показание вольтметра и погрешность измерения напряжения заданного электрического сигнала. Метрологические характеристики и параметры сигнала приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Данные для решения задачи 4.3.3

Вариант	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Форма сигнала	Г армо-нический
Um,В	2,0	7,5	0,15	0,8	3,8	18,0	0,6	1,3	2,1	0,4
Uном,В	3,0	10	0,3	1,0	5,0	30,0	0,1	2,0	3,0	0,5
Класс точности	2,5	0,5	1,0	4,0	0,2	1,5	1,0	2,5	0,5	4,0
Вид входа	откр	закр	откр	закр	откр	закр	откр	закр	откр	закр
Тип вольтметра	линейный			пиковый				квадратичный