МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ИИСТ


отчет

по лабораторной работе №1

по дисциплине «Метрология»

Тема: исследование основных метрологических характеристик электромеханических измерительных приборов

Студенты гр. 9498		Ли Цзысюань Ган Чэнь Чжоу Бо
Преподаватель		Орлова Наталья Вячеславовна

Санкт-Петербург

2023

Цель работы: ознакомление с методикой поверки аналоговых электромеханических приборов и определение их основных метрологических характеристик.

Задание:

1. 
   Ознакомиться с имеющейся на рабочем месте аппаратурой и получить от преподавателя конкретное задание для выполнения лабораторной работы.
   
2. 
   Определить основную погрешность комбинированного измерительного прибора (тестера) в следующих режимах работы:
   

• 
  вольтметра постоянного тока,
  

• 
  вольтметра переменного тока,
  
• 
  миллиамперметра постоянного тока.
  

3. 
   Для каждого из поверяемых режимов построить на одном графике зависимости относительной и приведенной погрешностей прибора от показаний поверяемого прибора.
   
4. 
   Определить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) вольтметра переменного тока. Построить график АЧХ, определить рабочую полосу частот вольтметра.
   
5. 
   На основе анализа полученных данных сделать вывод о соответствии поверяемого прибора его классу точности.
   

Спецификация средств измерений, применяемых при эксперименте.

Наименование средства измерений	Диапазоны измерений, постоянные СИ	Характеристики точности СИ, классы точности	Рабочий диапазон частот		Параметры входа (выхода)
Комбинированный измерительный прибор магнитоэлектрической системы	—	2,5	—		Uv...<0.4B Rv...4kOM/B
Фото Вольтметр универсальный цифровой GDM-8135	Измерение на постоянном токе
	200 мВ; 2, 20, 200, 1200 В	Пределы максим. абсолют. погрешности	—			Rвх  10 МОм
		0,001Uизм + 1 ед. мл. разр.
	Измерение на переменном токе
	200 мВ; 2, 20, 200 В	0,005 Uизм + 1 ед. мл. разр. 0,01 Uизм + 1 ед. мл. разр. 0,02 Uизм + 1 ед. мл. разр. 0,05 Uизм + 1 ед. мл. разр.		40 Гц…1 кГц 1…0 кГц 10…20 кГц 20…40 кГц		Rвх  10 МОм Свх  100 пФ
Источник питания стабилизированный	—	—	—		2-15v 1A
Фото осциллограф	—	—	—		0-7v выходное сопротивление 50 Ом Диапазон генерируемых частот - 1Гц + 20 МГц

---

Описание и порядок выполнения работы



Поверкой называют определение погрешностей средства измерений и установление его пригодности к применению. Погрешности определяют по результатам конечного числа экспериментов при сравнении показаний поверяемого прибора и образцового средства измерений. При этом отношение пределов допускаемых абсолютных основных погрешностей образцовых средств измерений и поверяемых приборов для каждой поверяемой отметки шкалы должно быть не более 1:5 (в ряде случаев допускается 1:3).

Поверка вольтметров и амперметров методом сличения. В основе поверки методом сличения лежит одновременное измерение одной и той же величины поверяемым прибором и образцовым средством измерений и сравнение результатов измерений.

Перед началом поверки необходимо:

а) установить поверяемый прибор в нормальное для него положение в соответствии с условным обозначением на шкале прибора,

б) корректором установить указатель прибора на начальную отметку шкалы.

Для поверки вольтметра собрать поверочную схему (рис. 1.1), где V и V_о – поверяемый и образцовый вольтметры; R₂ и R₃ – регулировочные переменные резисторы; R₁ – токоограничивающий резистор. Для поверки амперметра собрать поверочную схему (рис. 1.2), где А, А_о – поверяемый и образцовый амперметры; R₅ и R₆ – регулировочные переменные резисторы; R₄ – токоограничивающий резистор.

В качестве источников питания следует использовать регулируемый источник постоянного тока и низкочастотный генератор переменного тока.

Поверка проводится для 5…10 точек шкалы прибора, равномерно распределенных по диапазону измерений. При определении основной погрешности указатель поверяемого прибора последовательно устанавливают на поверяемые отметки Xшкалы сначала при плавном увеличении измеряемой величины,

---

а затем – на те же отметки при плавном уменьшении измеряемой величины. Для всех поверяемых отметок по образцовому средству измерений определяют действительные значения x_{о ув} и x_{о ум} измеряемой величины.

Абсолютную погрешность при увеличении и уменьшении показания определяют по формулам: x_ув = х – х_{о ув}; х_ум = х – х_{о ум}, где х – показание поверяемого прибора; х_{o ув} – показание образцового средства измерений при увеличении показаний; х_{o ум}– показание образцового средства измерений при уменьшении показаний. Относительная погрешность (в процентах):

 = 100х/х,

приведенная погрешность (в процентах)

 = 100х/х_N,

где х_N – нормирующее значение поверяемого прибора на выбранном диапазоне измерений.

Относительную и приведенную погрешности определяют для всех поверяемых отметок шкалы, выбирая наибольшее по модулю значение абсолютной погрешности. При этом знак погрешности во всех случаях учитывается и зависит от соотношения х и х_о.

Вариацию показаний прибора на поверяемой отметке шкалы определяют как абсолютное значение разности действительных значений измеряемой величины при одном и том же показании прибора, полученном при плавном подходе указателя сначала со стороны меньших, а затем со стороны больших значений. Вариация может определяться также в процентах от нормирующего значения х_N

H = 100х_оув – х_оум/ х_N.

Протокол

Показания поверяе­мого прибора, х	Показания образцового средства измерения
	при увеличении хо ув	при уменьшении хо ум
2	1.57	1.56
4	9.57	3.54
6	5.92	5.90
8	7.96	7.94
10	9.89	9.86

---

Снятие АЧХ:

f, Гц	15	30	40	50	100
U, B	6	6	6	6	6
K(f)	1	1	1	1	1

f, КГц	10	15	20	30	50
U, B	5,4	5,3	5	4,6	4.3

Обработка результатов

1. 
   Расчет погрешностей
   

Таблица 1 Поверка вольтметра методом сличения

Показания поверяе­мого прибора. х	Показания образцового средства измерения		Погрешность
			абсолютная			относительная . %		приведённая . %		вариация Н. %
	при увеличении хо ув	при уменьшении хо ум		при увеличении хув	при уменьшении хум
2	1.97	1.96		0.03	0.04		2		0.4		0.1
4	3.97	3.94		0.03	0.06		0.75		0.3		0.3
6	5.92	5.90		0.08	0.10		1.3		0.8		0.2
8	7.96	7.94		0.04	0.06		0.75		0.6		0.3
10	9.89	9.86		0.11	0.14		1.4		1.4		0.3

---

Пример расчёта:

 = 100х/х=100·0,04/2=2%= 100х/хN=100·0,04/10=0.4%

 =100·0,06/4=0.75% =100·0,06/10=0.3%

 =100·0,10/6=1.3% =100·0,10/10=0.8%

 =100·0,06/8=0,75% =100·0,06/10=0.6%

 =100·0,14/10=1.4%= 100·0,14/10=1.4%

H = 100хоув – хоум/ хN= 1001,97– 1.96/ 10 = 0.1%

H = 1003,97 – 3.94/ 10 = 0.3%

H = 1005.92 – 5.90/ 10 = 0.2%

H = 1007,96 – 7.94/ 10 = 0.3%

H = 1009,89 – 9.86/ 10 =0.3%

Рис 1 график δ% и γ%

2. Определение АЧХ вольтметра переменного тока

Таблица 2

f, Гц	15	30	40	50	100
U, B	6	6	6	6	6
K(f)	1	1	1	1	1

Таблица 3

f, КГц	10	15	20	30	40
U, B	5,4	5,3	5	4.6	4.3
K(f)	0.90	0.88	0.83	0.77	0.72

K(f) = U(fi)/U(fст), где fст = 50 Гц.
Пример расчёта:

1) K(f) = 5,4/6,0 = 0,90

2) K(f) = 5,3/6,0 = 0,88

3) K(f) = 5/6,0 = 0,83

4) K(f) = 4.6/6,0 = 0,77

5) K(f) = 4,3/6,0 = 0,72



Рис 2 АЧХ характеристика

Определим нижнюю fн и верхнюю fв границы частотного диапазона в соответствии с требованиями по допустимому спаду на 10 %:

fн = 15 Гц (U = 6 В — значение, начиная с которого прекращаются колебания стрелки вольтметра)

---

Смотрите также файлы

• Пвквыавапвапвквыавапва.rtf

• К таким особенностям относят.docx

• Способы записи алгоритмов.docx

• Есте сатау же білім.doc

• Сабаты таырыбы гірдегі сыр.docx