2.4.Обработка результатов опыта.

2.4.1. Вычислить по результатам измерения абсолютную погрешность в нескольких точках шкалы поверяемого вольтметра.

U = Uп - Uо

2.4.2. Вычислить относительную погрешность поверяемого вольтметра

U

_О = ----- 100%,

Uо

Вычислить поправку (поправка равна абсолютным погрешностям, взятым с обратным знаком).

U = -U

2.4.3. Определить класс точности поверяемого вольтметра и сравнить его с классом точности, нанесенного на шкале поверяемого вольтметра.

Umax

_Д = ------ 100%,

Uн

2.4.4. Построить график поправок U = f(Uп). При построении графика на горизонтальной оси откладывают значения измеренной величины (показания Uп), на вертикальной оси значение поправки U с учетом их знака. Полученные точки соединяют прямыми линиями.

2.5. Вопросы для самопроверки.

2.5.1. Что такое динамическая погрешность?

2.5.3. Расширение пределов измерения приборов применяемых в цепях постоянного

тока?

2.5.4. Расширение пределов измерения приборов применяемых в цепях переменного

тока?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Измерение переменного электрического напряжения приборами различных систем.

1.1. Цель работы.

1.1.1. Получение навыков измерения переменного электрического напряжения;

1.1.2. Озна­комление с особенностями влияния формы и частоты измеряемого напряжения на показания средств измерений;

1.1.3. Приобретение представления о порядке работы с электроизмерительными приборами при измерении переменного напряжения.

1.2. Основные теоретические положения.

При измерении переменного напряжения синусоидальной формы, как прави­ло, интересуются его среднеквадратическим (действующим) значением.

Действующее значение переменного напряжения UД находят, используя извест­ную зависимость между UД и мгновенным значением измеряемого напряжения u(t):

где Т - период переменного напряжения.

Действующее значение переменного напряжения может быть измерено элект­ромагнитными (диапазон частот от 20 Гц до 1-2 кГц), электродинамическими (диапазон частот от 20 Гц до 2-5 кГц), ферродинамическими (диапазон частот от 20 Гц до 1-2 кГц), электростатическими (диапазон частот от 20 Гц до 10-20 МГц), термоэлектрическими (диапазон частот от 10 Гц до 10-100 мГц) и электронными (диапазон частот от 20 Гц до 0,1-1 ГГц) вольтметрами.

Иногда, особенно в тех случаях, когда форма электрического сигнала отлича­ется от синусоидальной, измеряют средневыпрямленное и амплитудное значения переменного напряжения.

Средневыпрямленное значение переменного напряжения Uсв определяют как среднее арифметическое абсолютных мгновенных значений за период:

Средневыпрямленное значение может быть измерено выпрямительным элект­ромеханическим вольтметром (диапазон частот от 20 Гц до 10-20 кГц) или элект­ронным вольтметром (диапазон частот от 10 Гц до 10-100 МГц).

Для периодических колебаний произвольной формы связь между средневыпрямленным и среднеквадратическим значениями определяется соотношением

где Кф - коэффициент формы, значения которого для некоторых случаев приве­дены в табл. 1.1.

Амплитудное значение Um гармонического напряжения связано с его текущим u(t) значением известной зависимостью: . Для периодических колебаний другой формы эта зависимость может быть сравнительно легко опре­делена. Что касается непериодических сигналов, то они характеризуются пиковы­ми значениями (максимальными значениями из всех мгновенных значений за время наблюдения).

Амплитудное и пиковое значения могут быть измерены электронными вольтмет­рами пикового (амплитудного) значения (диапазон частот от 20 Гц до 10-100 МГц), а также с помощью осциллографов различного типа (диапазон частот от 0,1 Гц до 10-100 ГГц).

Для периодических колебаний произвольной формы связь между амплитудой сигнала и его среднеквадратическим значением определяется по формуле

где Кa - коэффициент амплитуды, значения которого для некоторых часто встре­чающихся случаев приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Форма сигнала	Kф	Kа
	1,11	1,41
	1	1
	1,16	1,73

Описание лабораторного стенда.

Лабораторный стенд представляет собой LabVIEW компьютерную модель, рас­полагающуюся на рабочем столе персонального компьютера.

На стенде находятся модели электромагнитного и электродинамического вольтметров, электронного вольтметра с амплитудным детектором, проградуированного в действующих значениях гармонического напряжения, электронных милливольтметров средневыпрямленного и среднеквадратического значения, электронного осциллографа и генератора сигналов специальной формы (рис. 1.1.).

Рис.1.1. Модель лабораторного стенда на рабочем столе компьютера при выполнении работы 1.(1–электромагнитный вольтметр, 2-электродинамический вольтметр, 3-электронный вольтметр с амплитудным детектором, 4-электронный вольтметр средневыпрямленного значения, 5-электронный вольтметр среднеквадратического значения, 6-электронный осциллограф, 7-генератор сигналов специальной формы).

При выполнении работы модели средств измерений и вспомогательных устройств служат для решения описанных ниже задач.

Модели электромагнитного и электродинамического вольтметров, а также электронного вольтметра с амплитудным детектором используются при моде­лировании процесса прямых измерений действующего значения переменного электрического напряжения синусоидальной формы методом непосредственной оценки.

Модели электронных аналоговых милливольтметров средневыпрямленного и среднеквадратического значения используются при моделировании процесса прямых измерений соответственно средневыпрямленного и среднеквадратического значения напряжения в цепях переменного тока синусоидальной и иска­женной формы методом непосредственной оценки.

Модель электронного осциллографа используется при моделировании процесса измерения параметров переменного напряжения произвольной формы.

Модель генератора сигналов специальной формы используется при моделировании работы источника переменного напряжения синусоидальной, прямоугольной (меандр), треугольной (двухполярной) и пилообразной формы, с плавной ре­гулировкой амплитуды и частоты выходного сигнала.

Схема электрического соединения приборов при выполнении измерений при­ведена на рис. 1.2.

1.2. Схема соединения приборов при выполнении лабораторной работы №1.