Вход

Расчет погрешности вольтметра

Реферат по физике
Дата добавления: 07 февраля 2010
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 467 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

1. ЗАДАНИЕ Выбрать цифровой вольтметр для измерения напряжения постоянного тока ( рис. 1) с учётом R нг и условий измерения. 1.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Вариант 87 Показания вольтметра 0,92 В Вариация напряжения в сети питания +10% Допускаемая погрешность измерения 2,5 % Сила тока в цепи 2,87 мА Температура окружающей среды +35 С. 2. РАСЧЁТ РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕЙ ПОГРЕШНОСТИ Прежде всего определим R нг R нг = U x /I = 0,92/2,87 = 320,5 ОМ Так как это значение на неск олько порядков меньше входных сопротивлений цифровых вольтметров, то о существляем предварительный выбор прибора по значению осн . При измерении 0,92 В на вольтметре В7-16, предел измерения устанавливается 1 В. Для времени прео бразования 20 мс, предел допускаемой основной погрешности будет равен А для времен и преобразования 2 мс получим, что Эти значения гораздо меньше доп = 2,5 %, поэтому не будем затруднять себя рассчитывать остальные погрешности измерения для этого прибора. Практически такое же несущественное число получится при анализе харак теристик вольтметра Ф203. осн = 0, 208 % В случае использования при бора В7-22 предел измерений установим равным 2 В. Вольтметр Щ4313. Установив диапазон измерений 0,5 - 5В, получим, что Полученное значение основной погрешности очень близко к допустимому з начению (2,5 2,72), но в рез ультате дальнейшего расчёта не выполняется условие (Р) доп . Поэтому этот вольтметр тоже не подходит. Тогда попробуем другой наиболее близкий вольтметр - В7-22. Определим дополнительну ю погрешность прибора, вызванную вариацией напряжения питания. Анализи руя технические характеристики прибора приходим к выводу, что заданная вариация напряжения питания +10В является допускаемым верхним пределом (+22В) нормального значения напряжения в сети питания вольтметра. Таким об разом пит = 0 Следующим шагом будет опр еделение дополнительной погрешности прибора, вызванной повышенной (+35 С) рабочей температ урой. Обратившись к техническим характеристикам данного вольтметра уз наём, что дополнительная погрешность прибора, вызва нная отклонением температуры от нормальной (20 2С ) до крайних значений рабочих температур (от -10 до +40 С), не превышае т половины предела допускаемой основной погрешности на каждые 10 С изменения темпе ратуры. Исходя из вышесказанного п олучим: т = 0,5 осн + 0,25* осн = 0,75 осн т = 0, 435 % Определим погрешность из-за несоответствия свойств обьекта и приб ора по формуле Учитывая, чт о при данном диапазоне входное сопротивление составляет 100 МОм получим, ч то Поправка для этой ситематической погрешности = 0,0000029 Исправленное значение показаний вольтметра U v = 0,92 + 0,0000029 = 0,9200029 Приближённо погрешность определения поправки равна погрешности опред еления R нг . Т ак как значения I , R нг , являются маленькими, то погрешнос ть определения поправки является величиной второго порядка малости и е ю можно пренебречь. И только теп ерь, выбрав доверительную вероятность Р = 0,95; к = 1,1 и учитывая Получим, что Условие (Р) доп выполняется ( 0,79 < 2,5). Абсолютная форма представления погрешности (Р) = 0,79*0,9200029*10 -2 = 0,0072 = 0, 007 В, Р = 0,95 Результат измерения напря жения с помощью выбранного вольтметра В7-22 может быть представлен так: U = 0,92 0,007 В; Р = 0,95; ТРЕУГ. Для рассматриваемого диапазона измерения (0-2 В) выбранного вольтмет ра на рис. 2.1 и рис. 2.2 представлены графики изменения пределов основной пог решности прибора и результирующей погрешности измерения (для заданных условий) соответственно при относительной (рис. 2.1) и абсолютной форме (рис . 2.2) представления погрешностей Из анализа графиков следу ет, что измеряемое значение U x попадает в первую по ловину диапазона с заниженной точностью. Поэтому данный случай использ ования вольтметра В7-22 следует отнести к нерекомендуемым. Исходя из экономических соображений можно предположить использовать вольтметр более грубого класса точности, чем В7-22, но удовлетворяющий зада нным условиям измерения за счёт благоприятного сочетания U x и U пр . В этом случае измер ение 0,92 В должно осуществлятся в пределе от 0 до 1,5 В. При расчёте предела доп ускаемой основной погрешности этого прибора предполагаем для него так ое же значение осн в рабочей точке диапазона, какое было получено у нас выш е (0,58 %). Это значение определяем по следующей формуле: Для верхнего предела диапазона предположим Из совместного решения вышеприведенных выражений получим d = 0,1 и c = 0,4. Значит, для предлагаемого вольтметра получим: При использовании этого вольтметра для U x = 0,92 В при U пр = 1,5 В получим осн = 0,57, что практически не отличается от значения, рассчитанного нами выше. С ледовательно, дальнейшие расчёты можно не проводить. Проведенный расчет предела основной допускаемой погрешности предлага емого вольтметра иллюстрируется графиками, представленными на рис. 2.3, гд е а – пределы осн для В7-22, а b – пр еделы осн для предлагаемого вольтметра. В соответст вии с требованием стандартов формула основной погрешности, получившая ся выше, должна быть преобразована следующим образом: В итоге для предполагаемого вольтметра получим класс точности 0,5 / 0,1. Проведя аналогичные прео бразования формулы осн вольтметра В7-22, для него получим класс точнос ти 0,35/0,2. Исходя из экономической целесообразности (при прочих равных услов иях) на производстве предпочтительнее использовать менее точный прибо р класса 0,5/0,1.

© Рефератбанк, 2002 - 2017