Загрузил Đinh Trung Thành

9501 Группа 6 Лаб3

реклама
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
“ЛЭТИ” ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра ИИСТ
ОТЧЕТ
По лабораторной работе №3
«Цифровые измерительные приборы»
Выполнили: Титова Илона, Гавриш Диана, Зубков Денис
Группа № 9501
Преподаватель: Царёва А.В.
Санкт-Петербург
2021
Цель работы:
Изучение методов экспериментального определения метрологических
характеристик цифровых приборов, а также их применения для измерения физических
величин, и оценка погрешностей результатов измерений.
Приборы:
Вольтметр универсальный цифровой GDM - 8135
Основные теоретические положения:
В ЦИП результаты измерений представлены в цифровом виде; при этом, в
отличие от аналоговых приборов, показания ЦИП меняются дискретно на единицу
младшего разряда. К основным метрологическим характеристикам ЦИП относятся:
статическая характеристика преобразования, шаг квантования (квант) или единица
младшего разряда, основная инструментальная погрешность.
Статическая характеристика преобразования устанавливает связь между
преобразуемой входной величиной х и результатом преобразования х(п) (показаниями
ЦИП), который может принимать только квантованные значения
𝑥𝑛 = 𝑁𝑞, где 𝑁 − десятичное число, 𝑞 − квант х
Статическая характеристика преобразования идеального ЦИП определяется
значением единицы младшего разряда показаний, равным кванту.
Статическая характеристика преобразования реального ЦИП отличается от
статической характеристики идеального. Причина этого – наличие инструментальных
погрешностей ЦИП. Различие проявляется в том, что смена показаний реального ЦИП
происходит при значениях входной величины х(N), отличных от значений (N-0,5)q. В
общем случае абсолютная основная погрешность ЦИП равна
∆𝑥 = 𝑥𝑛 − 𝑥, где 𝑥𝑛 − показания ЦИП, 𝑥 − действ. знач. измеряемой вел.
Для реального ЦИП эта погрешность включает как методическую погрешность
квантования, так и инструментальную погрешность.
Абсолютная инструментальная погрешность определяется для конкретных
показаний ЦИП по отличию реальной характеристики ЦИП от идеальной
∆𝑥и𝑁 = 𝑥𝑛 − 0,5𝑞 − 𝑥𝑁 , где 𝑥𝑁 − знач. вх. вел. , происх. смены показаний
2
Обработка результатов измерений:
1. Найдем шаг квантования
𝑅𝑛 = 𝑁𝑞 → 𝑞 = 0,001 кОм
[𝑞 =
𝑅𝑚𝑎𝑥
2000
=
= 0,001 кОм]
2 ∗ 106 2 ∗ 106
Построим график статической характеристики GDM-8315:
3
График абсолютной основной погрешности:
∆𝑅 = 𝑅𝑛 − 𝑅
∆𝑅,
кОм
R,
кОм
0
0,00146 0,00132 0,00131 0,00126 0,00123 0,00123 0,00131 0,0013
0
0,00054 0,00168 0,00269 0,00374 0,00477 0,00577 0,00667 0,00766
0,0016
0,0014
deltaR(R), кОм
0,0012
0,001
0,0008
0,0006
0,0004
0,0002
0
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
R, кОм
2. Найдем абсолютную инструментальную погрешность
∆𝑅и𝑁 = 𝑅𝑛 − 0,5𝑞 − 𝑅𝑁
𝑞=
2000
= 0,001
2 ∗ 106
∆𝑅и𝑁 = 𝑅𝑛 − 0,5𝑞 − 𝑅𝑁 = 0,2 − 0,5 ∗ 0,001 − 0,19893 = −0,00057
0,00
∆𝑅и𝑁 , 0,000 0,000 0,000 0,000 31
11
02
0,000 0,000 204
кОм 57
15
5
4
0,00
194
0,01295 0,01253
0,014
0,012
deltaR(иN), кОм
0,01
0,008
0,006
0,004
0,002
0
-0,002
0
-0,004
0,5
1
1,5
2
R(N), кОм
Определим значения аддитивной и мультипликационной составляющих погрешности:
∆𝑅и𝑁 = 𝑎 + 𝑏𝑅𝑁
𝑎 = 0,5𝑞 = 0,0005
𝑏𝑅𝑁 = ∆𝑅и𝑁 + 0,5𝑞 → 𝑏 =
∆𝑅и𝑁 + 0,5𝑞 0,00011 + 0,0005
=
= 0,00102
𝑅𝑁
0,59939
3. Измерение сопротивлений
№
R1
R2
R3
Диапазон Значение
измерения кванта,
Ом
200 Ом 0,0059
20 МОм
0,0573
0,4135
Показани
я
ЦИП
R(п), кОм
0,1182
1,145
8,27
Абс.
Погрешн.
, кОм
0,00024
0,00229
0,01654
Относ.
Результат 𝑅𝑛 ±
Погрешн. ∆𝑅, кОм
,%
0,203
0,1182 ± 0,002
0,2
1,145 ± 0,002
0,2
8,27 ± 0,02
Погрешность имеет линейную зависимость ∆𝑥 = 𝑎 + 𝑏𝑥 от значений
измеряемой величины, соответственно, чем выше значение, тем больше погрешность.
Также при увеличении диапазона измерений уменьшается точность показаний.
Вывод:
В ходе лабораторной работы были изучены методы экспериментального
определения метрологических характеристик ЦИП, а также их применения для
измерения физических величин, и оценка погрешностей результатов измерения.
5
Скачать