мет. Метрология, стандартизация и сертификация

• Название: Метрология, стандартизация и сертификация
• Дата: 18.10.2019
• Размер: 263 Kb.
• Имя файла: мет.docx
• Тип: Методические указания; #90774
• страница: 9 из 11

вых

(7.3)



v



Bx.l R\

А

At

1

а

б

Рис. 7.3

, Д^вих - U_bM , &! - кр Ад,,

^{5т 5ли}и ⁺⁸Д^вы* ⁺

45

где 8д, 8д{/_вых, бд, - относительные погрешности измерения соответст­вующих напряжений и интервала времени (см. лаб. раб. 4, разд. «Применение осциллографа для измерения параметров сигналов»).

Лабораторная работа 8.

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Цель работы - изучение средств и методов измерения параметров элек­трических цепей; оценка результатов и погрешностей измерений.

Задание

1. Ознакомиться со средствами измерений параметров электрических цепей в лабораторной работе и соответствующими инструкциями пользователей. Получить у преподавателя конкретное задание по используемым средст­вам измерений и объектам измерений.

2. Измерить и оценить погрешности результатов измерений сопротивления ре­зисторов, встроенных в лабораторный модуль, следующими приборами:

- измерителем импеданса («измерителем иммитанса»),

- универсальным электронным волкмегром в режиме измерения сопротивления,

- универсальным цифровом вольтметром в режиме измерения сопротивления,

- комбинированным магнитоэлектрическим измерительным прибором (тес­тером) в режиме измерения сопротивления (режиме омметра).

Погрешности результатов измерений оценить непосредственно при выполнении работы но имеющимся в лаборатории метрологическим харак­теристикам используемых средств измерений. Провести сравнительный ана­лиз полученных результатов.

3. Измерить емкость С и тангенс угла потерь tg 5 конденсатора, индуктив­ность L и добротность Q катушки измерителем импеданса по параллель­ной и последовательной схемам замещения; оценить погрешности резуль­татов измерений.

Описание и порядок выполнения работы

Измерение сопротивлений. Объекты измерений — резисторы и используе­мые средства измерений указываются преподавателем.

-46-

Измерение сопротивлений проводится по методике, представленной в инст­рукциях пользователя соответствующих приборов. Результаты измерений должны быть представлены в виде:

R_x = R_np±AR, (8.1)

где Лпр ^— сопротивление измеряемого резистора, определяемое по шкале прибо­ра, AR - абсолютная погрешность измерения сопротивления.

Погрешности результатов измерений определяются непосредственно при выполнении работы в лаборатории на основании указанных в инструкциях классов точности или предельных значений инструментальных погрешностей средств измерений; см. также введение и [1].

Дополнительно поясним оценку погрешностей для ряда омметров, имеющих неравномерную шкалу с диапазонами показаний 0 - со, со - 0. В таких приборах традиционное цонятие «нормирующее значение шкалы», выраженное в единицах измерений - омах, не имеет смысла. За нормирующее значение /.д’ принимают геометрическую длину шкалы, выраженную в делениях любой рав­номерной шкалы, имеющейся у данного прибора, например шкалы для измере­ния напряжения или тока (рис. 8.1).

AL А£

0 | ; | I Т 1 I I I : jijv, дел. (шкала для измерения V или I)

0 1 1 j-L—Li-ilj 1 со (шкала для измерения R)

Рис. 8.1 '

В таких приборах класс точности имеет особое обозначение

кл тг 2 5 4 0

у , например ^ ^ . Численное значение класса точности при таком его

представлении означает максимальную допустимую приведенную погреш­ность омметра, в данном случае определяемую как отношение максимально допустимой абсолютной погрешности прибора, выраженной в делениях, к длине L_n шкалы омметра в тех же делениях.

Отсюда следует двухступенчатая процедура оценки погрешности ре­зультата измерений сопротивления омметрами по его классу точности. Сна­чала определяют предельную абсолютную погрешность прибора, выраженную в делениях любой равномерной шкалы:

47

Al = ---ⁿ, (8 2)

100

где Lh - нормирующее значение равномерной шкалы, выраженное в делениях шкалы, например Lp = 30 делений.

На рисунке показаны «выпрямленные шкалы» и некоторое положение ука­зателя - стрелки при измерении сопротивления, а также интервалы ±ДL пре­дельной абсолютной погрешности измерений, в делениях шкалы, определяемые в соответствии с (8.2). Для определения погрешностей в единицах измерения сопротивления - Омах, границы этого интервала переносятся (визуально или с помощью магазина сопротивлений) на неравномерную шкалу измерения Л и по этой шкале определяются в общем случае неравные погрешности ЛЛ1 и ДЯ2.

В этом случае результат измерения следует записать в виде:

г» п +М1

^R* ^-ЛпР-ДД2-

Измерение емкости и тангенса угла потерь конденсаторов, индук- тивпостн и добротности катушек. Объекты измерений указываются препо­давателем; для измерений применяют измеритель импеданса («измеритель иммитанса»). Результаты измерений по каждому параметру представляют в виде, аналогичном (8.1). Оценку погрешностей проводят в лаборатории по методике, указанной в описании прибора.

Лабораторная работа 9.

ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ, ПЕРИОДА И ФАЗЫ

Цель работы - ознакомление с методами и средствами измерения частоты, временных интервалов, фазового сдвига и с методикой оценки погрешностей результатов измерений.

Задание

1. Ознакомиться с инструкцией по применению цифрового частотомера для измерения частоты и периода.

2. Измерить частоту и период периодического сигнала по заданию препода­вателя с помощью универсального частотомера и оценить погрешность измерения.

3. Измерить частоту и период тех же сигналов осциллографом. Оценить по­грешности результатов измерения.

-48-

4. Сравнить результаты измерении предыдущих пунктов.

5. Измерить фазовый сдвиг между напряжениями на входе и выходе устрой­ства двумя способами с помощью электронно-лучевого осциллографа. Оце­нить погрешности результатов измерения. Сравнить точность измерений этими способами.

Описание и порядок выполнения работы

Измерение частоты и периода сигналов универсальным частотомером.

Соединить кабелем вход цифрового частотомера ЦЧ с выходом генератора сигналов ГС, как показано на рис. 9.1 сплошными линиями.

Цифровой частотомер позволяет измерять частоту и период периодических сигналов в диапа­зоне частот от 0,1 Гц до 120 МГц, уровень входно­го сигнала - от 20 мВ до 150 В. Рис. 9.1

Абсолютная погрешность измерения частоты или периода Д = ± [5 • 10 х * 2тм + к], где Х_юм - показания частотомера, к - шаг квантования измеряемой величины (определяется весом единицы младшего разряда частотомера).

Разрядность показаний (число цифр в показаниях частотомера) опреде­ляется временем измерения (счёта), выбираемым из ряда: 0,1; 1; 10 с.

Установить по заданию преподавателя значение частоты генератора в диапазоне 1 Гц ... 10 Мгц, задать время счета 0,1 с для частотомера, измерить частоту, а зачем период сигнала генератора. Не меняя частоты генератора, повторить измерения для времён счёта 1 и 10 с.

Повторить действия по измерению частоты и периода для других значе­ний частоты генератора (всего 5-6 значений).

Результаты измерения частоты и периода, а также оценки погрешностей измерения свести в таблицу.

Номер изме­ рения	Время счета, с	Показания прибора, Л (или Тх)	Абсолютная погрешность, А,Гц(или с)	Относительная погрешность, б,%	Результат измерения, Л±А,Гц (или Тх ± Д, с)
1	ОД
2	1
	10
п

Сделать выводы о влиянии времени счета на погрешность измерения частоты и периода.

-49-

ГС				I [ эло
ЦЧ				JBx.l Bx.2j

Измерение частоты и периода сигналов осциллографом. Подгото­вить осциллограф к работе в соответствии с инструкцией по применению.

Для измерения периода (рис. 9.1) сигнал с выхода генератора ГС следует подать на вход 1 канала СН1 осциллографа ЭЛО (на рисунке соединение изображено штриховой линией). Включить режим непрерывной синхрониза­ции AUTO по каналу СН1. Переключатель AC-GND-DC (закрытый вход - заземление - открытый вход) установить в среднее положение и регулиров­кой положения луча по вертикали POSITION! установить луч в середину эк­рана; затем переключатель установить в положение АС (закрытый вход). Дискретно меняя коэффициент отклонения VOLTS/DIV, установить размер видимого изображения сигнала по оси У в пределах экрана Регулировкой LEVEL (уровень синхронизации) добиться устойчивого изображения на эк­ране. Дискретным переключателем ТШЕ/DIV коэффициента развёртки кр ус­тановить такое его значение, при котором в пределах экрана по оси Xукладыва­ется от 1 до 2,5 периодов сигнала (рис. 9.2, а, сигнал t/j). Положение ручки плавного изменения коэффициента развёртки должно находиться в крайнем по часовой стрелке положении.