Электронные аналоговые вольтметры

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:

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:





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

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





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/СвхRвх, 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+jCвхRвхR) 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.







1



4