1. Подключите магнитоэлектрический вольтметр к выходу источника постоянного напряжения согласно рис. 2.4 (переключатель КУ должен быть в положении 2).
2. Выберите у магнитоэлектрического вольтметра предел измерения 15 В и по индикатору установите на выходе УИП напряжение, значение которого несколько меньше выбранного предела измерений.
3. Рассчитайте на выбранном пределе измерений входное сопротивление вольтметра и запишите в отчет. Входное сопротивление электромеханического вольтметра может быть рассчитано как отношение предела измерения по напряжению к току полного отклонения измерительного механизма:
4. Устанавливайте последовательно значения сопротивления магазина равными 0 Ом; 3 Ом; 30 Ом; 300 Ом; 3 кОм; 30 кОм. При каждом значении сопротивления снимите показание магнитоэлектрического вольтметра, результаты запишите в отчет.
5. Подключите цифровой мультиметр (в режиме вольтметра) к выходу источника постоянного напряжения согласно рис. 2.4 (переключатель КУ должен быть в положении 1). Напряжение на выходе УИП при этом должно остаться таким же, как в п. 2.
6. Устанавливая последовательно те же значения сопротивления магазина, что и в п. 4, снимите показания цифрового вольтметра. Результаты запишите в отчет.
7. Выберите у магнитоэлектрического вольтметра предел измерения 30 В, по индикатору установите на выходе УИП напряжение, значение которого несколько меньше выбранного предела измерений.
8. Для вновь установленного значения выходного напряжения УИП выполните операции, описанные в пп. 3-6. Запишите результаты, после чего закройте приложение LabVIEW.
9. Используя полученные экспериментальные данные и сведения о классе точности магнитоэлектрического вольтметра и цифрового мультиметра, заполните табл.2.1, 2.2 (каждую – для пределов 15 и 30 В). Необходимые расчетные формулы либо ссылки на них даны в шапках таблиц.
Сравните результаты измерений, полученные с помощью разных вольтметров, и объясните их. Используя MS Excel, постройте график зависимости методической погрешности измерений от отношения выходного сопротивления источника напряжения к входному сопротивлению вольтметра. По экспериментальным данным и расчетным путем определите, при каком значении внутреннего сопротивления источника напряжения методическая составляющая погрешности измерений не превышает ее инструментальной составляющей и когда методической погрешностью измерений можно пренебречь.
Содержание отчета
Отчет должен включать графики зависимости методической погрешности измерений от отношения выходного сопротивления источника напряжения к входному сопротивлению вольтметра. Рекомендованные формы таблиц для записи результатов приведены ниже.
Контрольные вопросы
1. Что такое систематическая погрешность измерений? Приведите примеры систематических погрешностей.
2. Чем обусловлена методическая погрешность измерения напряжения?
3. Как оценить методическую погрешность измерения напряжения? Как ее уменьшить?
4. Что такое поправка к показаниям прибора? Как ее вычислить, как и когда она вносится?
5. Чем обусловлена инструментальная погрешность измерения напряжения?
6. Как оценить инструментальную погрешность вольтметра?
7. Как вычислить погрешность измерений, если на результаты одновременно влияют инструментальная и методическая составляющие погрешности?
Таблица 2.1 – Измерение постоянного напряжения магнитоэлектрическим вольтметром в диапазоне 0…15 (30) В
Вольтметр М2038: класс точности 0,5; используемый диапазон измерений________
| Сопротивление магазина, Ом | Показания вольтметра, Ux, В | Метод. погреш., ∆м, В; ф-ла (2.2) | Исправленные показания, U испр.= Ux +∆м, В | Инструм. погреш., ∆инс, В; ф-ла (2.7) | Неисключ. метод. погреш., Δм.ост = 0,01Δм, В | Погреш. измерения, ∆изм, В; ф-ла (2.9) | Погреш. измерения, δизм, %; ф-ла (2.10) | Результат измерения, U испр.± ∆изм,В |
Таблица 2.2 – Измерение постоянного напряжения цифровым мультиметром в диапазоне 0…15 (30) В
Цифровой мультиметр: класс точности 0,05/0,02; используемый диапазон измерений________
| Сопротивление магазина, Ом | Показания вольтметра, Ux, В | Инструм. погреш., δинс, %; ф-ла (2.11) | Инструм. погреш., ∆инс, В; ф-ла (2.7) | Погреш. измерения, ∆изм, В; ф-ла (2.9) | Результат измерения, Ux± ∆изм В |
