МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Звіт
до лабораторної роботи №1
з навчальної дисципліни: „ Метрологія та вимірювання ”
на тему:„ Вимірювання напруги та сили постійного струму аналоговими та цифровими приладами ”
Львів 2015
Мета роботи:
Набути практичних навичок вимірювань напруги та сили постійного струму аналоговими та цифровими приладами та опрацювання результатів експерименту з поданням результату вимірювання.
Завдання:
Для еквівалентної схеми споживача з параметрами Re1, Re2, яка живиться від регульованого джерела живлення (РДЖ) з вихідною напругою U, розрахуйте орієнтовні значення напруги Ux та струму Ix, які потрібно виміряти.
Відповідно до орієнтовних значень Ix та Ux виберіть межі вимірювань Ік та Uк наявних на робочому місці аналогових амперметра і вольтметра. Аналогічно виберіть контрольний вольтметр Vк, за показом якого встановлюють напругу живлення U.
Відповідно до орієнтовного значення Ux виберіть межу вимірювання Uk1u наявного цифрового вольтметра.
Відповідно до орієнтовного значення Іх виберіть опір резистора RN та межу вимірювання Uk2u цього ж цифрового вольтметра для непрямого вимірювання струму Іх за спадом напруги на резисторі RN. Методична похибка δм вимірювання струму за рахунок ввімкнення опору RN послідовно в коло не повинна перевищувати заданого значення δм.доп.
Розв’язання задачі:
U = 15 B
Re1 = 0.2 кОм
Re2 = 0.3 кОм
δм.доп. = 0.3 %
Ix – орієнтовне значення струму
Ix = U / (Re1 + Re2 ) = 15 B / (0.2*103 + 0.3*103) Ом = 15 B / 0.5*103 Ом = 0,03*10-3 A = 30мА
Ux – орієнтовне значення напруги на резисторі Re2
Ux = Ix* Re2 = (30*10-3) A*(0.3*103)Ом = 9 B
Ік та Uк – границі вимірювань значень амперметра та вольтметра відповідно
Ік = 30 мА, Uк = 15 B
Uk1u – границя вимірювання цифрового вольтметра
Uk1u = 10 В
RN – номінальний опір резистора
δм = (RN / (RN + Re1 + Re2))*100%
RN < (δм.доп.*( Re1 + Re2)/100%) / (1 + δм.доп. /100%) = 1,5 Ом
Вибираємо RN = 1 Ом
Перевіряємо на допустиму потужність
PN = Ix2*RN = (30*10-3)2*1 = 0,0009
0,0009 < 1 Вт, тобто RN вибрали правильно.
Uk2u – границя вимірювання цифрового вольтметра. Вона вибирається за очікуваним значенням URN
URN = Ix*RN = 30 B
Uk2u = 15 B
Схема експерименту:
ЦВ
РДЖ
URN
Re1
Ix
ЦВ
RN
Re2 Re2 М ЦВ
Ux
Таблиці:
Вимірювання струму аналоговим амперметром
№ п/п
Орієнтовне значення струму
Іх, мА
Відлік амперметра
NA
Стала шкали
СА, мА
Показ амперметра
ІА, мА
Гран. відн. похибка
δА, %
Гран.абс.похибка
∆А, мА
Результат вимірювання, мА
Методична похибка,
δм, %
1.
30
140
30/150
75
±0.5
±0.15
75±0.15
0.12
ІА = NA* СА
І1 = 150*(30/150) = 150*0.5 = 75 (мА)
γ = 0,2 %
δА = ±γ* (Ік/ІА)
δА1 = ±0.2*(75/30) = ±0,5 %
∆А = ±(γ*Ік)/100% = ±(0,2*75)/100% = ± 0.15(мА)
δм = (RA/(R1 + R2 + RA))*100% = (0.29/(100+150+0.29))*100%=0.12 %
Вимірювання напруги аналоговим вольтметром
№ п/п
Орієнтовне значення напруги
Ux, В
Відлік вольтметра
NV
Стала шкали
СА, В
Показ вольтметра
UV, В
Гран. відн. похибка
δV, %
Гран. абс. похибка
∆V, В
Результат вимірювання, В
Методична похибка%
1.
9
70
15/150
7
±0.214
±0.015
7±0.015
0.4
UV = NV* СV
U1 = 70* (15/150) = 70*0.1 = 7 (B)
γ = 0,2 %
δV = ±γ* (Uk/UV)
δV1 = ±0.2*(7.5/7) = ±0.214 %
∆V = ±(γ*Uk)/100% = ±(0.2*7.5)/100% = ±0.015 (B)
δм = ((R2/RV)/(1+R2R1+R2/RV))*100% = 0.4%
Технічні характеристики приладів:
№ п/п
Назва приладу
Тип (система
Межа вимірювання
Клас точності
Заводський номер
Рік виготовлення
Вхідний опір
1.
вольтметр
∩
15 В
0,2
М 2017
1986
15000 Ом
2.
амперметр
∩
30 мА
0,2
М 2015
1989
0,29 Ом
3.
цифровий вольтметр
┌┐
10 В
В7-2
Висновок:
В ході даної лабораторної роботи я набула практичних навичок вимірювань напруги та сили постійного струму аналоговими приладами та навчилася опрацьовувати результати експерименту з поданням результату вимірювання.
