ПОВЕРКА АНАЛОГОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА. ИТС_Лаб2. Отчет по лабораторной работе 2 поверка аналогового измерительного прибора

• Название: Отчет по лабораторной работе 2 поверка аналогового измерительного прибора
• Анкор: ПОВЕРКА АНАЛОГОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА
• Дата: 27.02.2023
• Размер: 121.87 Kb.
• Имя файла: ИТС_Лаб2.docx
• Тип: Отчет; #956686

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций
Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и
информатики»

(СибГУТИ)

Кафедра инфокоммуникационных систем и сетей (ИКСС)
10.05.02 Информационная
безопасность телекоммуникационных
систем, специализация Защита
информации в системах связи и
управления
(очная форма обучения)
отчет

по лабораторной работе №2
«ПОВЕРКА АНАЛОГОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА»
Выполнил:

студент ИБ,

гр. АБ-97 / М.Д.Торопынин/

«__» _________ 2022 г. (подпись)
Проверил:

Преподаватель каф. ИКСС / Д.Д. Калмыкова/

«__» _________ 2022 г. (подпись)
Новосибирск 2022

1. Цели работы

1.1. Изучить методы поддержания единства измерений.

1.2. Изучить способы нормирования погрешностей средств измерений.

1.3. Изучить методику обработки результатов измерений с многократными наблюдениями.

1.4. Приобрести практические навыки измерения напряжения аналоговыми вольтметрами.

1.5. Освоить методику оценки случайной составляющей погрешности (неопределенности) средств измерений.

1.6. Приобрести навыки оценки погрешности средств измерений по метрологическим характеристикам.

2. Программа лабораторной работы

2.1. Провести многократные наблюдения напряжения аналоговыми вольтметрами для определения зависимости погрешности (неопределенности) вольтметра от его показаний.

2.2. Оценить случайную и систематическую составляющие погрешности единичных измерений аналоговым вольтметром путем обработки полученных результатов наблюдений.

2.3. Найти границы суммарной погрешности единичных измерений аналоговым вольтметром и отобразить их графически в зависимости от показания вольтметра.

2.4. Вычислить пределы основных допускаемых абсолютных погрешностей вольтметра, отобразить их на графике фактических границ суммарной погрешности аналогового вольтметра.

2.5. Произвести сравнение результатов экспериментальных исследований погрешности аналогового вольтметра с метрологическими характеристиками прибора. Сделать вывод о пригодности вольтметра к применению.

3. Состав лабораторной установки

При выполнении лабораторной работы используется компьютерная модель лабораторного стенда, которая включает в себя:

1. Аналоговый вольтметр.

2. Образцовой вольтметр.

3. Регулируемый источник напряжения.


Таблица 4.1

Основные метрологические характеристики аналогового вольтметра

Тип вольтметра	Аналоговый электронный
Тип преобразователя	Пиковый преобразователь
Вид градуировки	В среднеквадратических значениях для гармонического сигнала
Нормальные условия эксплуатации	Температура +20 5С; атмосферное давление 750  30мм рт. ст., относительная влажность не более 90%.
Диапазон частот	От 20 Гц до 100 кГц.
Пределы измерения напряжения, В	Могут быть выбраны равными: 0,1; 0,3; 1; 3; 10; 30; 100 и 300 В
Входное сопротивление, Ом	Более 1 МОм
Входная емкость, пФ	Менее 10 пФ
Пределы допускаемой основной погрешности измерения либо класс точности	Предел допускаемой приведенной погрешности равен 2.5%
Пределы допускаемых дополнительных погрешностей	-

Таблица 4.2

Основные метрологические характеристики образцового вольтметра

Тип вольтметра	Электромагнитный
Тип преобразователя	Среднеквадратических значений
Вид градуировки	В среднеквадратических значениях, градуировка справедлива для произвольной формы сигнала
Нормальные условия эксплуатации	Температура +20 5С; атмосферное давление 750  30мм рт. ст., относительная влажность не более 90%
Диапазон частот	От 20 Гц до 1 кГц.
Пределы измерения напряжения, В	Могут быть выбраны равными 0.3, 1, 3 или 15 В
Входное сопротивление, Ом	На пределе 15 В более 10 кОм
Входная емкость, пФ	менее 100 пФ;
Пределы допускаемой основной погрешности измерения либо класс точности	Предел допускаемой приведенной погрешности равен 0.5%
Пределы допускаемых дополнительных погрешностей	-

4. 
   Вид модели лабораторного стенда
   

Рисунок 1 – Вид модели лабораторного стенда

1 - электромагнитный вольтметр; 2 - электронный аналоговый вольтметр;

3 - генератор сигналов; 4 - ползунковый переключатель.

Схема соединения приборов при выполнении работы соответствует рисунку 2.
Схема соединений приборов на лабораторном стенде

4. 
   Измерительные задачи
   

Задача № 1. Определить пределы допускаемых абсолютной и относительной погрешностей прибора класса точности , если показание прибора U_n, конечное значение шкалы U_к, а измерения выполнены в нормальных условиях. Запишите результат измерения в соответствии с нормативными документами в двух формах: с указанием абсолютной и относительной погрешностей. Значения , U_п, U_к приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные для варианта №06

Величина	, %	Uп, В	Uк, В
Значение	2	0,25	0,3

Решение задачи:

1. 
   Предел допускаемой абсолютной погрешности вычисляется по формуле:
   

Δ_пред =

2. 
   Предел допускаемой относительной погрешности определяется по формуле:
   

Таким образом, имеем:


Запишем результат измерения в соответствии с МИ 1317-2004:

U= (0,250 ± 0,006) В;

U= 0,250 В ± %;

Р=0,997;

Условия измерения нормальные.

Задача № 2. Определить пределы допускаемых абсолютной и относительной погрешностей прибора, обозначение класса точности которого приведено в таблице 2, а также показание прибора R_п и конечное значение его диапазона измерений R_к. Запишите результат измерения сопротивления в двух формах: с указанием абсолютной и относительной погрешностей.
Таблица 2 - Исходные данные для варианта №06

Величина	Условное обозначение класса точности, %	Rп, кОм	Rк, кОм
Значение	0,2/0,05	0,4358	5

Решение задачи

1. 
   Так как класс точности обозначен как 0,2/0,05, то предел допускаемой относительной погрешности определяется по формуле:
   

= 0,723657 % 0,73 %
_{Проверим погрешность округления:}

2. 
   Определим предел допускаемой абсолютной погрешности:
   

_{Проверим погрешность округления:}

3. 
   Запишем результат измерения в соответствии с МИ 1317-2004:
   

R_п= ( ± ) Ом;

R_п= Ом ± 0,73 %;

Р=0,997; Условия измерения нормальные.

Задача № 3. Определить оценки среднего квадратического отклонения результата измерения и результата наблюдения, если результат измерения представлен выражением: U= 42,86Bδ, %; P; N; при нормальных условиях измерения, где N – число наблюдений, P – доверительная вероятность, δ – доверительные границы относительной погрешности.

Значения δ % , Р и N приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Исходные данные для варианта №06

Величина	δ, %	P	N
Значение	1,6	0.9	12

Решение задачи

1. 
   Для определения оценки среднего квадратического отклонения (СКО) результата измерения необходимо определить доверительные границы случайной погрешности результата измерения. Воспользовавшись формулой, определим предел допускаемой абсолютной погрешности:
   

Таким образом, имеем:

2. 
   С помощью заданных значений N и Р по таблице коэффициентов Стьюдента определяем:
   

tα(n)-коэффициент Стьюдента при N=12 и Р=0,9.

tα(n)=1,8

3. 
   Определим оценку СКО результата измерения:
   

4. 
   Оценку среднего квадратического отклонения результата наблюдения найдем, используя формулу:
   

Ответ: ; = ; P=0,9; Условия измерения нормальные.

4. 
   Выполнение лабораторной работы
   

Таблица 4 - Исходные данные для варианта №06

Величина	U1, В	U2, В	U3, В	f, Гц	n
Значение

Таблица 5 – Результаты наблюдений и расчета составляющих основной погрешности исследуемого вольтметра

i	U1 =				U2 =						U3 =
	U0i В	i В	В	∙10-3 В2	U0i В		i В		В	∙10-3 В2	U0i В		i В	В	∙10-3 В2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

U, В