Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет

Отчет по лабораторной работе № 2

Электронные аналоговые вольтметры

Выполнили: Балканов К.М.

Захаров Д.В.

Тимофеев Ю.В.

Санкт-Петербург 2004 г

Цель работы:

Ознакомление с основными свойствами и применение электронных аналоговых вольтметров.

Задание:

1. Определить основную погрешность вольтметра переменного тока на заданном диапазоне измерений в 6-10 числовых отметках шкалы при частоте входного напряжения 1000 Гц.

2. Определить амплитудно-частотную характеристику (АХЧ) вольтметра как отношение показания испытуемого вольтметра к показаниям образцового вольтметра для точки шкалы 0,8 от верхнего предела измерений. Построить график зависимости указанного отношения от частоты.

3. Измерить входное сопротивление и входную емкость вольтметра.

4. Измерить напряжение на входе резистивного делителя по указанным преподавателям электронным и выпрямительным вольтметрами. Объяснить расхождение показаний приборов друг относительно друга и с расчетным значением.

Схемы эксперимента:

G

. . PV1 PV2

V

V

G- источник напряжения- генератор синусоидального напряжения

PV1- образцовый прибор

PV2- испытуемый прибор

V

Rвх Свх

G

Ri

Е

. R

Таблицы результатов измерений и расчетов:

№

Показания поверяемого прибора

x

Показания образцового средства измерения

Абсолютная погрешность

Относительная погрешность



Приведенная погрешность

γ

Вариация

b

При увеличении

X_{0 ув}

При уменьшении

Х_{0 ум}

При увеличении

∆X _ув

При уменьшении

∆X _ум

%

%

%

1

2V

1

1,01

1,08

-0,01

-0,08

1

0,2

2

4

2

2,13

2,01

-0,13

-0,01

6,5

2,6

3

6

3

3,18

3,12

-0,18

-0,12

6

3,6

4

8

4

3,98

3,87

0,02

0,13

0,5

0,4

5

10

5

5,01

4,99

-0,01

0,01

0,2

0,2

Абсолютная погрешность:

При увеличении:

∆Х_ув =Х-Х_0ув

где Х- показание поверяемого прибора, Х_0ув- показание образцового средства измерения при увеличении показаний.

При уменьшении:

∆Х_ум=Х-Х_0ум

где Х_0ум- показание образцового средства измерения при уменьшении показаний.

Относительная погрешность:

(в процентах) δ=100∆Х/Х

Приведенная погрешность:

(в процентах) γ=100∆Х/ХN

где Х_N- нормирующее значение которое принимается равным:

а) верхнему пределу измерений, если нижний предел равен нулю либо нуль находится вне диапазона измерений

в) сумме модулей пределов измерений, если нуль находится внутри диапазона измерений

Относительную и приведенную погрешности определяют для всех поверяемых отметок шкалы, выбирая наибольшее по модулю значение абсолютной погрешности.

Вариация показаний:

(в процентах) B=100(X0 ув- Х0 ум)/ ХN

АЧХ:

№

Частота, Гц

Показания приборов, В

U/U0

U

U0

1

500

3

3,26

0,920

2

600

3

3,26

0,920

3

700

3

3,27

0,917

4

800

3

3,27

0,917

5

900

3

3,27

0,917

6

1000

3

3,27

0,917

Определение входного сопротивления и емкости вольтметра:

1. Е=U1=3V, R=0, f=200 Гц

2. U2=2,75V, R=510 кОм, f=200 Гц

3. U3=3V, R=0, f=20 000 Гц

4. U4=2,85, R=15,6 кОм, f=20 000 Гц

На низких частотах 1/СвхRвх, поэтому влиянием сопротивления входной емкости можно пренебречь.

Тогда: U2=Erвх/(R1+Rвх), откуда непосредственно может быть найдено Rвх

U2R1+U2Rвх=Erвх

ERвх-U2Rвх=U2R1

U2=0.9E

ERвх-0.9ERвх=0.9ER1

Rвх-0.9Rвх=0.9R1

0.1Rвх=0.9R1

Rвх=0.9R1/0.1

Rвх=0.9*0.51/0.1=4.55 МОм

Для определения Свх необходимо преобразовать комплексное выражение: U=ERвх/(R+Rвх+jCвхRвхR) в выражение, представляющее собой модуль напряжения U, и подставить в него f2, R=R2, E и U=U3

______________________

|U|=ERвх/√(R+Rвх)**2+(ώCвхRвхR)

Свх= 35.77 пФ

Вывод: погрешность аналогового вольтметра в пределах допуска, следовательно его можно использовать для измерения наблюдаемых величин.