образец. Обработка. Цифровые измерительные приборы

• Название: Цифровые измерительные приборы
• Анкор: образец
• Дата: 18.01.2022
• Размер: 161.39 Kb.
• Имя файла: Обработка.docx
• Тип: Отчет; #334961

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра физики


отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Метрология»

Тема: ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ.

Студент гр. 7501		Исаков А.О.
Преподаватель		Орлова Н. В.

Санкт-Петербург

2019

Цель работы:

Изучение методов экспериментального определения метрологических характеристик цифровых приборов, а также их применения для измерения физических величин и оценка погрешностей результатов измерений.

Краткое задание:

1. Ознакомиться с инструкцией по применению исследуемого цифрового измерительного прибора (ЦИП).

2. Определить шаг квантования (квант) исследуемого ЦИП в режиме омметра для различных пределов измерения.

3. Экспериментально определить следующие метрологические характеристики цифрового измерительного прибора в режиме омметра:

– статическую характеристику преобразования; построить график зависимости показания Rп прибора от значений R измеряемых сопротивлений Rп = F(R);

– погрешности квантования для начального участка статической характеристики преобразования; построить график погрешности квантования;

– инструментальную погрешность по всему диапазону измерений для выбранного предела измерений; построить график инструментальной погрешности, определить аддитивную и мультипликативные составляющие инструментальной погрешности.

4. Измерить сопротивления ряда резисторов и оценить основную погрешность результатов измерения.

Основные теоретические положения:

Основные метрологические характеристики цифрового измерительного прибора (ЦИП):

1. 
   Статическая характеристика преобразования
   
2. 
   Шаг квантования (квант, единица младшего разряда)
   
3. 
   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 х_п=Nq, где N – десятичное целое число, q – шаг квантования (квант) величины х. отсюда следует ступенчатая форма представления статической характеристики преобразования.

Статическая характеристика преобразования идеального ЦИП получается при квантовании измеряемой величины путем отождествления её с ближайшим по значению уровнем квантования. Определяется значением единицы младшего разряда показаний, равным кванту q.

Значение кванта q для идеального ЦИП связано с пределом измерений х_max и максимальным числом N_max уровней квантования:



Статическая характеристика преобразования реального ЦИП отличается от статической характеристики идеального из-за наличия инструментальных погрешностей ЦИП.

В общем случае абсолютная основная погрешность ЦИП , где х_п-показание ЦИП, х-действительное значение измеряемой величины. Эта погрешность для реального ЦИП включает и методическую погрешность квантования, и инструментальную погрешность.

Абсолютная инструментальная погрешность определяется для конкретных показаний ЦИП х_п=Nq , где x_N – значение входной величины, при котором происходит смена показаний x_п ЦИП.
Спецификация применяемых средств измерения

Наименование средства измерений	Диапазоны измерений, постоянные СИ	Характеристики точности СИ, классы точности	Рабочий диапазон частот	Параметры входа (выхода)
	Измерение сопротивления
Вольтметр универсальный цифровой GDM-8135	200Ом-2000 кОм 20 МОм	Пределы макс. абсолют. погрешности		IR < 1 мА IR < 0,1 мкА
		0,002 Rизм+ 1 ед.мл.разр. 0,005 Rизм+ 1 ед.мл.разр.

Таблица результатов измерений и расчётов

1. 
   Таблица 1
   

ΔR=Rп-R – абсолютная основная погрешность
Пример расчета : ΔR=1-1,14=-0,14
Графики

2. 
   Таблица 2
   

График


По графику можем определить аддитивную и мультипликативную составляющие абсолютной инструментальной погрешности:

3. 
   Таблица 3
   

Абсолютная погрешность измерения ΔR вычисляется как
0,002Rизм + 1 ед.мл.разряда для 200 Ом – 2000 кОм

0,005Rизм + 1 ед.мл.разряда для 20 Мом
Пример расчета:

,

при (1 ед.мл.разряда)
Относительная погрешность измерения, % :


Пример расчета:




Выводы

Проведя обработку полученных результатов, было установлено, что относительная погрешность измерений не зависит от диапазона измерений, а абсолютная основная и инструментальная погрешности практически не меняют своих значений (т.е. они постоянные).