Электронные аналоговые вольтметры

Рефераты по физике » Электронные аналоговые вольтметры

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет

Отчет по лабораторной работе № 2

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:

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

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.

Измерить входное сопротивление и входную емкость вольтметра.

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:

. . PV1 PV2

G- источник напряжения- генератор синусоидального напряжения

PV1- образцовый прибор

PV2- испытуемый прибор

Rвх Свх

. R

Таблицы результатов измерений и расчетов:

№	Показания поверяемого прибора x	Показания образцового средства измерения		Абсолютная погрешность		Относительная погрешность 	Приведенная погрешность γ	Вариация b
№	Показания поверяемого прибора x	При увеличении X0 ув	При уменьшении Х0 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:

∆Хув =Х-Х0ув

где Х- показание поверяемого прибора, Х0ув- показание образцового средства измерения при увеличении показаний.

При уменьшении:

∆Хум=Х-Х0ум

где Х0ум- показание образцового средства измерения при уменьшении показаний.

Относительная погрешность:

(в процентах) δ=100∆Х/Х

Приведенная погрешность:

(в процентах) γ=100∆Х/ХN

где ХN- 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
№	Частота, Гц	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:

Е=U1=3V, R=0, f=200 Гц

U2=2,75V, R=510 кОм, f=200 Гц

U3=3V, R=0, f=20 000 Гц

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.