Задание 1. Измерение электрического напряжения на выходе источника с регулируемым внутренним сопротивлением

а) Подключите магнитоэлектрический вольтметр к выходу источника постоянного напряжения (переключатель коммутационного устройства должен быть установлен в положение 2) согласно схеме соединений (рис. 2.4).

б) Установите предел измерения магнитоэлектрического вольтметра равным 15 В и, ориентируясь на индикатор, установите на выходе УИП напряжение, значение которого несколько меньше выбранного предела измерений.

в) Рассчитайте на выбранном пределе измерений входное сопротивление вольтметра (входное сопротивление определяется по току полного отклонения в соответствующем диапазоне измерений) и запишите в отчет.

г) Установите последовательно значение сопротивления магазина равным 0 Ом, 3 Ом, 30 Ом, 300 Ом, 3000 Ом и 30 кОм. При каждом значении установленного сопротивления снимите показания магнитоэлектрического вольтметра, результаты запишите в отчет.

д) Подключите цифровой мультиметр (в режиме вольтметра) к выходу источника постоянного напряжения (переключатель коммутационного устройства должен быть установлен в положение 1) согласно схеме соединений (рис. 1.2.4). Напряжение на выходе УИП при этом должно остаться таким же, как при выполнении задания по п. «б».

е) Устанавливая последовательно те же значения сопротивления магазина, что и в п. «г», снимите показания цифрового вольтметра. Результаты запишите в отчет.

ж) Установите предел измерения магнитоэлектрического вольтметра равным 30 В и, ориентируясь на индикатор, установите на выходе УИП напряжение, значение которого несколько меньше выбранного предела измерений.

з) Для вновь установленного значения выходного напряжения УИП выполните задание, сформулированное в пп. «в»-«е».

Задание 2. Исследование влияния соотношения между внутренним сопротивлением источника напряжения rвн и входным сопротивлением вольтметра rвх на результаты измерения электрического напряжения

Используя сведения о классе точности магнитоэлектрического вольтметра и цифрового мультиметра, формулы (2.4)—(2.6)и полученные экспериментальные данные, определите:

• абсолютную и относительную инструментальную погрешность измерения напряжения на выходе источника с переменным внутренним сопротивлением;

• абсолютную и относительную методическую погрешность измерения напряжения на выходе источника с переменным внутренним сопротивлением;

• поправки к показаниям магнитоэлектрического вольтметра;

• неисправленные и исправленные результаты измерений, полученные с помощью магнитоэлектрического вольтметра;

• предельное значение неисключенной методической погрешности, если ошибка в оценке внутреннего сопротивления источника составляет 1%;

• абсолютную и относительную результирующую погрешность измерения напряжения на выходе источника с переменным внутренним сопротивлением;

• полученные данные запишите в отчет;

• сравните результаты измерений, полученные с помощью разных вольтметров, и объясните их. Результаты запишите в отчет;

• постройте, пользуясь средствами MS Excel, 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.

4.7 Сохраните результаты.

4.8 После сохранения результатов закройте приложение LabVIEW и при необходимости выключите компьютер.

5 Оформление отчета

Отчет должен быть оформлен в соответствии с требованиями, приведенными во Введении, а также включать графики зависимости методической погрешности измерений от отношения выходного сопротивления источника напряжения к входному сопротивлению вольтметра.

Рекомендованные формы таблиц для записи результатов приведены ниже.

Таблица 2.1 – Измерение постоянного напряжения магнитоэлектрическим вольтметром в диапазоне до 15 (30) В

Вольтметр: кл. точности, используемый диапазон измерения; Магазин сопротивлений: кл. точности
Установленное сопротивление магазина, Ом	Показания вольтметра, В	Абсолютная погрешность, мВ		Поправка,мВ	Исправленные показания, В	Результат измерения, В
		инстр.	неискл. метод.
0
3
30
300
3000
30000

Таблица 2.2 – Измерение постоянного напряжения цифровым вольтметром в диапазоне до 15 (30) В

Вольтметр: кл. точности, используемый диапазон измерения; Магазин сопротивлений: кл. точности
Сопротивление магазина, Ом	Показания вольтметра, В	Абсолютная погрешность, В	Относительная погрешность, %	Результат измерения, В
0
3
30
300
3000
30000

6 Контрольные вопросы

1. Что такое систематическая погрешность измерений? Дайте классификацию систематических погрешностей.

2. Что такое методическая погрешность измерений? Всегда ли она оказывает влияние на результаты измерений? Когда ее влиянием можно пренебречь?

3. Что такое инструментальная погрешность измерений? Всегда ли она оказывает влияние на результаты измерений? Когда ее влиянием можно пренебречь?

4. Как оценить методическую составляющую погрешности?

5. Что такое поправка к показаниям прибора? Как ее вычислить, как и когда она вносится?

6. Как оценить инструментальную составляющую погрешности?

7. Можно ли устранить инструментальную погрешность, вычисленную по классу точности прибора, введением поправки?

8. В каком случае инструментальная погрешность может быть исключена введением поправки?

9. Как вычислить погрешность измерений, если на результаты одновременно влияют инструментальная и методическая составляющие погрешности?

10. Что следует сделать для того, чтобы влияние методической погрешности на результат измерения было минимальным?