ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 82
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
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
| Студент гр. 1403 | | Федотов Д.А. |
| Преподаватель | | Жданова Е.Н. |
Санкт-Петербург
2023
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 | |||||||||||
| 0,2 | 0,19 | 0,18 | 0,01 | 0,02 | 10 | 2 | 1 | |||||
| 0,5 | 0,49 | 0,51 | 0,01 | -0,01 | 2 | 1 | 2 | |||||
| 0,6 | 0,59 | 0,6 | 0,01 | 0 | 1,7 | 1 | 1 | |||||
| 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||||
| 1 | 1,02 | 1,02 | -0,02 | -0,02 | 2 | 2 | 0 | |||||
| max = 2% Hmax = 2% | ||||||||||||
В 
В
%
%
-верхний предел измерения.
Максимальная приведенная погрешность, соответствующая классу точности, равна 2%, 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 | a=lg(f) | u(t)электр | k(t) | u(t)цифр | k(t) | fв=0,9МГЦ |
| 1 | 3 | 0,8 | 1 | 0,81 | 1 | |
| 100 | 5 | 0,8 | 1 | 0,78 | 1 | |
| 200 | 5,3 | 0,78 | 1 | 0,71 | 0,9 | |
| 300 | 5,5 | 0,78 | 1 | 0,65 | 0,8 | |
| 400 | 5,6 | 0,77 | 1 | 0,59 | 0,7 | |
| 500 | 5,7 | 0,76 | 1 | 0,52 | 0,6 | |
| 600 | 5,8 | 0,75 | 0,9 | 0,54 | 0,7 | |
| 700 | 5,8 | 0,74 | 0,9 | 0,51 | 0,6 | |
| 800 | 5,9 | 0,73 | 0,9 | 0,5 | 0,6 | |
| 900 | 6 | 0,72 | 0,9 | 0,26 | 0,3 | |
Нижние частоты:
| f, Гц | 1000 | 800 | 600 | 400 | 200 | 100 | 80 | 60 | 40 | 20 | 18 |
| a=lg(f) | 3 | 2,9 | 2,8 | 2,6 | 2,3 | 2 | 1,9 | 1,8 | 1,6 | 1,3 | 1,3 |
| u(f) | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| электр | | ||||||||||
| k(f) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| u(f) | 0,81 | 0,81 | 0,81 | 0,81 | 0,81 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,78 | 0,71 | 0,69 |
| цифр | |||||||||||
| k(f) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0,9 | 0,9 |
fн=17ГЦ
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 17 Гц до 0,9 МГц
-
Определение влияния формы входного сигнала на показания вольтметров
Среднее значение напряжения при синусоидальной форме сигнала (в пределах АЧХ вольтметра) рассчитывается по формуле:
При известной форме напряжения можно рассчитать действующее значение измеряемого напряжения:
где
– показания вольтметра по его шкале; 
– коэффициент формы напряжения, для синусоидального напряжения 
, для сигнала прямоугольной формы 
, а для сигнала треугольной формы - 
Дополнительная относительная погрешность влияние формы напряжения на показания вольтметра:
| Исследуемые характеристики | Форма сигнала | ||
| Синусоидальная | Прямоугольная | Треугольная | |
| , В | 0,8 | 1,35 | 0,65 |
 , В | 0,7 | 1,2 | 0,6 |
| U , В | 0,7 | 1,2 | 0,7 |
 , % | 0 | 12,5 | -7,1 |