1. وظیفه

یک ولت متر دیجیتال را برای اندازه گیری ولتاژ DC انتخاب کنید (شکل 2).

1) با در نظر گرفتن شرایط Rng و اندازه گیری.

1. داده های اولیه

گزینه 87

قرائت ولت متر 0.92 ولت

تغییر ولتاژ منبع تغذیه + 10٪

خطای اندازه گیری مجاز (2.5%
جریان مدار 2.87 میلی آمپر
درجه حرارت محیط+35(S.

2. محاسبه خطای حاصل

اول از همه، اجازه دهید Rng را تعریف کنیم

Rng = Ux / I = 0.92/2.87 = 320.5 OM

از آنجایی که این مقدار چندین مرتبه کمتر از مقاومت ورودی ولت مترهای دیجیتال است، ما یک انتخاب اولیه از دستگاه را بر اساس مقدار انجام می دهیم (پایه.

هنگام اندازه گیری 0.92 ولت در ولت متر V7-16، حد اندازه گیری تنظیم می شود.
1 V. برای زمان تبدیل 20 میلی ثانیه، حد خطای پایه مجاز برابر است با

و برای زمان تبدیل 2 میلی ثانیه ما آن را دریافت می کنیم

این مقادیر بسیار کمتر هستند (اضافی = (2.5%)، بنابراین ما خود را با محاسبه خطاهای اندازه گیری باقی مانده برای این دستگاه خسته نمی کنیم.
تقریباً همان عدد ناچیز در هنگام تجزیه و تحلیل ویژگی های ولت متر F203 به دست می آید.

(پایه = 0.208٪

در صورت استفاده از دستگاه V7-22 حد اندازه گیری را روی 2 ولت قرار می دهیم.

ولت متر Shch4313. با تنظیم محدوده اندازه گیری روی 0.5 - 5 ولت، به این نتیجه می رسیم

مقدار به دست آمده از خطای اصلی بسیار نزدیک به مقدار مجاز (2.5 (2.72) است، اما در نتیجه محاسبات بعدی، شرط ((P) ((add.)) برقرار نیست، بنابراین این ولت متر نیز وجود ندارد. مناسب.
سپس بیایید نزدیکترین ولت متر دیگر را امتحان کنیم - V7-22.

اجازه دهید خطای اضافی دستگاه ناشی از تغییرات ولتاژ تغذیه را تعیین کنیم. با تجزیه و تحلیل مشخصات فنی دستگاه، به این نتیجه می رسیم که تغییر ولتاژ تغذیه مشخص شده + 10 ولت، حد بالای مجاز (+22 ولت) مقدار ولتاژ نرمال در شبکه منبع تغذیه ولت متر است. بدین ترتیب

مرحله بعدی تعیین است خطای اضافیدستگاه ناشی از افزایش دمای کارکرد (35+ (C) است. با عطف به مشخصات فنی این ولت متر، متوجه می شویم که خطای اضافی دستگاه ناشی از انحراف دما از نرمال است.
(20(2C()) تا دمای عملیاتی شدید (از 10- تا 40+ درجه سانتیگراد)، برای هر 10(C) تغییر دما از نصف حد مجاز خطای پایه تجاوز نمی کند.
با توجه به موارد فوق، دریافت می کنیم:

(t = (0.5(پایه + 0.25*(پایه = (0.75(پایه

اجازه دهید با استفاده از فرمول خطای ناشی از عدم تطابق بین خصوصیات شی و دستگاه را تعیین کنیم

با توجه به اینکه برای این محدوده امپدانس ورودی 100 MOhm است، آن را بدست می آوریم

تصحیح این خطای سیستماتیک

قرائت های ولت متر تصحیح شده است

Uv = 0.92 + 0.0000029 = 0.9200029

تقریباً خطا در تعیین تصحیح برابر با خطا در تعیین است
Rng. از آنجایی که مقادیر I، Rng، ( کوچک هستند، خطا در تعیین تصحیح مقداری از مرتبه دوم کوچکی است و می توان از آن صرف نظر کرد.
و فقط در حال حاضر، با انتخاب احتمال اطمینان P = 0.95; k = 1.1 و با در نظر گرفتن

ما آن را دریافت می کنیم

شرط ((Р) ((افزودن انجام شد (0.79 شکل مطلق نمایش خطا

((P) = (0.79*0.9200029*10-2 = (0.0072 = 0.007 V، P = 0.95

نتیجه اندازه گیری ولتاژ با استفاده از ولت متر V7-22 انتخاب شده را می توان به صورت زیر ارائه کرد:

U = 0.92 (0.007 V؛ P = 0.95؛ TRUE.

برای محدوده اندازه گیری در نظر گرفته شده (0-2 ولت) ولت متر انتخاب شده در شکل. 2.1 و شکل 2.2 نمودارهایی از تغییرات در حدود خطای اصلی دستگاه و خطای اندازه گیری حاصل (برای شرایط داده شده) را به ترتیب به صورت نسبی (شکل 2.1) و مطلق نشان می دهد.
(شکل 2.2) نمایش خطا

از تجزیه و تحلیل نمودارها به دست می آید که مقدار اندازه گیری شده Ux با دقت دست کم گرفته شده در نیمه اول محدوده قرار می گیرد. بنابراین، استفاده از ولت متر V7-22 توصیه نمی شود.

بر اساس ملاحظات اقتصادی، می توان فرض کرد که از یک ولت متر با کلاس دقت درشت تر از B7-22 استفاده می شود، اما به دلیل ترکیب مطلوب Ux و Upr، شرایط اندازه گیری مشخص شده را برآورده می کند. در این حالت، اندازه گیری 0.92 ولت باید در محدوده 0 تا 1.5 ولت انجام شود.
هنگام محاسبه حد خطای پایه مجاز این دستگاه، برای آن همان مقدار را در نظر می گیریم (پایه در نقطه عملکرد محدوده، که در بالا (0.58٪) به دست آمد.

این مقدار با فرمول زیر تعیین می شود:

برای حد بالایی محدوده، فرض کنید

این بدان معنی است که برای ولت متر پیشنهادی به دست می آوریم:

هنگام استفاده از این ولت متر برای Ux = 0.92 V در Upr = 1.5 V، (bas = 0.57 است که عملاً با مقداری که در بالا محاسبه کردیم تفاوتی ندارد. بنابراین نیازی به انجام محاسبات بیشتر نیست.

محاسبه حد خطای مجاز اصلی ولت متر پیشنهادی توسط نمودارهای ارائه شده در شکل نشان داده شده است.
2.3، که در آن a محدودیت‌ها (پایه برای V7-22، و b محدودیت‌ها هستند (پایه برای ولت متر پیشنهادی.

مطابق با الزامات استانداردها، فرمول خطای اصلی به دست آمده در بالا باید به صورت زیر تبدیل شود:

در نتیجه، برای ولت متر پیشنهادی یک کلاس دقت به دست می آوریم

با انجام تبدیل های مشابه فرمول (مبنای ولت متر V7-22، کلاس دقت 0.35/0.2 را برای آن به دست می آوریم. بر اساس امکان سنجی اقتصادی (همه چیزهای دیگر برابر هستند)، در تولید ترجیح داده می شود از یک دستگاه کمتر دقیق کلاس 0.5/0.1.

-----------------------

خطای نتیجه اندازه گیری تا حد زیادی به خطای ابزار اندازه گیری بستگی دارد که مهم ترین مؤلفه ای است که کیفیت اندازه گیری ها به آن بستگی دارد.

مشخصات فنیکه بر نتایج و خطاهای اندازه گیری تأثیر می گذارد نامیده می شود مشخصات مترولوژیکی ابزار اندازه گیریبسته به مشخصات و هدف ابزار اندازه گیری، مجموعه ها یا مجموعه های مختلفی از ویژگی های اندازه گیری استاندارد می شوند. مطابق با استاندارد، مشخصات اندازه‌شناسی ابزار اندازه‌گیری برای تعیین نتیجه اندازه‌گیری و برآورد ویژگی‌های جزء ابزاری خطای اندازه‌گیری، محاسبه ویژگی‌های اندازه‌شناسی کانال‌های سیستم‌های اندازه‌گیری و انتخاب بهینهابزار اندازه گیری

خطای اندازه گیری ابزاری- خطای ناشی از نقص ابزار اندازه گیری. این خطا به نوبه خود معمولاً به خطای اصلی ابزار اندازه گیری و خطای اضافی تقسیم می شود.

خطای اصلی ابزار اندازه گیری- این خطا در شرایطی است که به عنوان عادی پذیرفته شده است، یعنی. در مقادیر نرمالتمام مقادیر موثر بر نتیجه اندازه گیری (دما، رطوبت، ولتاژ تغذیه و غیره):

Δ=aیا Δ=(a+bx)، (1.1)

جایی که Δ و ایکسدر واحدهای کمیت اندازه گیری شده بیان می شود.

خطای مطلق دستگاهتفاوت بین قرائت ابزار و مقدار واقعی مقدار اندازه گیری شده نامیده می شود:

تصحیح ابزارتفاوت بین مقدار واقعی کمیت اندازه گیری شده و قرائت ابزار است. از نظر عددی، تصحیح برابر است با خطای مطلق گرفته شده با علامت مخالف:

=-Δx . (1.3)

خطای اضافیزمانی اتفاق می‌افتد که مقادیر کمیت‌های تأثیرگذار با مقادیر عادی متفاوت باشد. معمولاً اجزای جداگانه خطای اضافی متمایز می شوند، به عنوان مثال، خطای دما، خطای ناشی از تغییر ولتاژ تغذیه و غیره.

خطای مربوطهابزار اندازه گیری - خطای ابزار اندازه گیری که به صورت نسبت خطای مطلق به مقدار واقعی بیان می شود. کمیت فیزیکی، در محدوده اندازه گیری

. (1.4)

جایی که Δx - خطای مطلق;

x p- قرائت ابزار

خطا کاهش یافته استابزار اندازه گیری - خطای نسبی که با نسبت خطای مطلق دستگاه اندازه گیری به مقدار استاندارد تعیین می شود. یک مقدار استاندارد یک مقدار پذیرفته شده معمولی است که برابر با حد بالایی اندازه گیری، یا محدوده اندازه گیری، یا طول مقیاس و غیره است. به عنوان مثال، برای یک میلی ولت متر یک دماسنج ترموالکتریک با محدودیت های اندازه گیری 200 و 600 درجه مقدار استاندارد C
x N = 400 0 C . خطای داده شده را می توان با فرمول تعیین کرد

. (1.5)

جایی که x n -ارزش استاندارد.

به عنوان مثال، مقادیر خطای مطلق، نسبی، کاهش یافته یک پتانسیومتر با حد بالایی اندازه گیری 150 درجه سانتی گراد در x n = 120 درجه سانتیگراد، مقدار واقعی دمای اندازه گیری شده ایکس = 120.6 درجه سانتیگراد و مقدار نرمال کننده حد اندازه گیری بالایی x n = بر این اساس 150 درجه سانتیگراد خواهد بود Δx p = - 0.6 درجه سانتیگراد، δ = - 0,5 %, γ = - 0,4 %.

حد مجاز خطاابزار اندازه گیری - بزرگترین خطای ابزار اندازه گیری که در آن می توان آن را مناسب و مجاز دانست. اگر از حد تعیین شده فراتر رود، ابزار اندازه گیری برای استفاده نامناسب باقی می ماند.

حدود خطای پایه کاهش یافته مجاز، تعیین شده توسط فرمول (1.5)،

جایی که پ - خلاصه عدد مثبت، انتخاب شده از محدوده: 1.0 10 n ; 1.5 10 n ; 1.6 10 n ; 2 10 n ; 2.5 10 n ; 3 10 n ; 4 10 n ; 5 10 n ; 6 10 n (جایی که n=1; 0; -1؛ -2 و غیره.).

برای اندازه گیری ابزارهای مورد استفاده در تمرین روزمره، مرسوم است که آنها را به کلاس های دقت تقسیم کنید.

کلاس دقت ابزار اندازه گیری - مشخصه تعمیم یافته ابزارهای اندازه گیری، تعیین شده توسط حدود خطاهای اساسی و اضافی مجاز، و همچنین سایر ویژگی های ابزار اندازه گیری که بر دقت تأثیر می گذارد، که مقادیر آنها در استانداردهای انواع خاصی از ابزار اندازه گیری تعیین شده است. .

کلاس دقت ابزارهای اندازه گیری ویژگی های آنها را از نظر دقت مشخص می کند، اما نشانگر مستقیمی از دقت اندازه گیری های انجام شده با استفاده از این ابزار نیست.

کلاس های دقت بر اساس استانداردهای حاوی الزامات فنیبه ابزار اندازه گیری، تقسیم بر دقت. ابزار اندازه گیری باید الزامات مشخصه های اندازه شناسی تعیین شده برای کلاس دقت اختصاص داده شده به آنها را هم در زمان خروج از تولید و هم در حین کار برآورده کنند.

حدود خطاهای اضافی مجازدر قالب یک مقدار کسری از حد خطای اصلی مجاز برای کل منطقه کاری کمیت تأثیرگذار یا بازه آن، نسبت حد خطای اضافی مجاز مربوط به فاصله مقدار به این بازه تنظیم می شود. یا به صورت وابستگی حد مجاز خطای مربوطهاز تابع نفوذ اسمی یا محدود کننده. حدود تمام خطاهای مجاز اصلی و اضافی در بیش از دو رقم قابل توجه بیان نمی شود و خطای گرد هنگام محاسبه حدود نباید از 5٪ تجاوز کند.

نشانه‌های کلاس‌های دقت برای صفحه‌ها، پانل‌ها و محفظه‌های ابزار اندازه‌گیری اعمال می‌شود و در اسناد نظارتی و فنی آمده است.

مثال

ده لامپ روشنایی یکسان به صورت موازی به هم متصل شده اند. جریان هر لامپ Il = 0.3 A است. خطاهای مطلق و نسبی آمپرمتر متصل به قسمت بدون انشعاب مدار را در صورتی که قرائت آن I 1 = 3.3 A باشد تعیین کنید.

1. جریان در قسمت بدون انشعاب مدار

2. خطای مطلق

3. خطای نسبی

.

وظایف

1. دما در ترموستات با یک دماسنج فنی با مقیاس 0...500 درجه سانتی گراد با خطای مجاز پایه 4± درجه سانتی گراد اندازه گیری شد. اندازه گیری دماسنج 346 درجه سانتیگراد بود. همزمان با دماسنج فنی، یک دماسنج آزمایشگاهی با گواهی تایید در ترموستات غوطه ور شد. قرائت دماسنج آزمایشگاهی 352 درجه سانتیگراد، تصحیح طبق گواهی 1 درجه سانتیگراد بود. تعیین کنید که آیا مقدار واقعی خطا در خوانش دماسنج فنی خارج از محدوده خطای پایه مجاز است یا خیر.

2. یک اندازه گیری حرارتی-EMF با استفاده از یک پتانسیومتر خودکار کلاس 0.5، درجه بندی HK با مقیاس 200 ... 600 درجه سانتی گراد انجام شد. نشانگر در دمای 550 درجه سانتیگراد است. حداکثر خطای نسبی را در اندازه گیری ترمو-EMF با پتانسیومتر در دمای 550 درجه سانتی گراد تخمین بزنید. شرایط کار عادی است.

3. خطای نسبی در اندازه گیری ولتاژ 100 ولت را با استفاده از ولت متر کلاس دقت 2.5 برای ولتاژ نامی 250 ولت تعیین کنید.

4. آمپرمتر با حد بالای اندازه گیری 10A جریان 5.3 A با مقدار واقعی آن برابر 5.23 A نشان داد. خطاهای کاهش یافته مطلق، نسبی و نسبی آمپرمتر و همچنین تصحیح مطلق را تعیین کنید.

5. هنگام بررسی آمپرمتر با حد اندازه گیری 5A در نقاط مقیاس: 1; 2 3; 4 و 5A قرائت های زیر از دستگاه استاندارد به دست آمد: 0.95; 2.06; 3.05; 4.07 و 4.95 الف. خطاهای کاهش یافته مطلق، نسبی و نسبی را در هر نقطه از مقیاس و کلاس دقت آمپرمتر تعیین کنید.

6. هنگام بررسی آمپرمتر فنی، قرائت های ابزار زیر به دست آمد: آمپرمتر تایید شده 1-2-3-4-5-4-3-2-1A،

حرکت نمونه به سمت بالا l.2-2.2-2.9-3.8-4.8 A

آمپرمتر 4.8-3.9-2.9-2.3-1.1 A به سمت پایین حرکت می کند.

خطاهای کاهش یافته مطلق و نسبی و همچنین تغییرات در قرائت ابزار را بیابید. تعیین کنید که می توان آن را به کدام کلاس دقت طبقه بندی کرد.

7. بررسی ولت متر در مقایسه با قرائت های یک دستگاه استاندارد نتایج زیر را نشان داد:

متولی نمونه

دستگاه، دستگاه V، V

هنگام افزایش در هنگام کاهش

بزرگترین کلاس کاهش نسبی خطا و دقت را تعیین کنید.

8. خطای نسبی اندازه گیری ولتاژ را در صورتی تعیین کنید که قرائت ولت متر کلاس 1.0 با حد اندازه گیری 300 ولت 75 ولت باشد.

9. اگر یک ولت متر با حد اندازه گیری 300 ولت کلاس 2.5 100 ولت را نشان دهد، خطاهای اندازه گیری مطلق و نسبی را تعیین کنید.

10. برای اندازه گیری ولتاژ، از دو ولت متر استفاده می شود: V 1 (U nom = 30 V؛ Kv = 2.5) و V 2 (U nom = 150 V؛ Kv = 1.0). تعیین کنید که کدام ولت متر ولتاژ را با دقت بیشتری اندازه گیری می کند اگر ولتاژ اول 29.5 ولت باشد و دیگری - 30 ولت.

آژانس آموزش فدرال

مؤسسه آموزشی دولتی

آموزش عالی حرفه ای

"دانشگاه فنی دولتی ایژفسک"

موسسه آموزش حرفه ای مستمر

دستورالعمل های روش شناسی

برای انجام کارهای آزمایشگاهی

"تعیین خطای ولت متر دیجیتال با اندازه گیری مستقیم"

در رشته "مترولوژی، استانداردسازی و اندازه گیری های فنی"

برای دانشجویانی که در تخصص 210201 "طراحی و فناوری تجهیزات رادیویی الکترونیکی" تحصیل می کنند.

ایژفسک 2006

دستورالعمل های روش شناسی

برای انجام کارهای آزمایشگاهی

"تعیین خطای ولت متر دیجیتال با اندازه گیری مستقیم"

در رشته "مترولوژی، استانداردسازی و اندازه گیری های فنی"

برای دانشجویانی که در تخصص 210201 "طراحی و فناوری تجهیزات رادیویی الکترونیکی" تحصیل می کنند.

گردآوری شده توسط: Yu.M. Pepyakin، O.V. Solomennikov

داده ها دستورالعمل هابرای دانشجویان دانشکده مهندسی ابزار هنگام انجام کارهای آزمایشگاهی "تعیین خطای ولت متر دیجیتال با اندازه گیری های مستقیم" در رشته "مترولوژی، استانداردسازی و اندازه گیری های فنی" در نظر گرفته شده است.

سوالات تستی برای آمادگی برای کارهای آزمایشگاهی ارائه شده است.

1-هدف کار

کسب مهارت در سازماندهی و انجام کارهای اندازه شناسی با استفاده از مثال تعیین (نظارت) خطای ولت متر دیجیتال با استفاده از روش اندازه گیری مستقیم.

2. آماده شدن برای کار(مشق شب)

مطالب نظری مرتبط با این کار را از ادبیات مطالعه کنید.

پاسخ سوالاتی را که ممکن است پرسیده شود آماده کنید.

تعاریف ارائه دهید:

خطاهای مطلق، نسبی و کاهش یافته،

اجزای سیستماتیک و تصادفی خطا،

احتمال اطمینان و فاصله اطمینان خطای تصادفی،

خطاهای اصلی و اضافی،

خطاهای افزایشی و ضربی

3 اطلاعات نظری مختصر:

روش های اندازه گیری:

هنگام اندازه گیری از روش های مختلفی استفاده می شود (GOST 16263-70) که مجموعه ای از تکنیک ها برای استفاده از اصول و وسایل مختلف فیزیکی است. در اندازه گیری های مستقیم، مقادیر یک کمیت فیزیکی از داده های تجربی پیدا می شود.

خطاهای اندازه گیریمفاهیم و تعاریف اساسی.

هنگام تجزیه و تحلیل مقادیر به دست آمده در طول اندازه گیری، دو مفهوم باید متمایز شود: مقادیر واقعی مقادیر فیزیکی و تظاهرات تجربی آنها - نتایج اندازه گیری.

مقادیر واقعی مقادیر فیزیکی مقادیری هستند که به طور ایده‌آل ویژگی‌های یک شی معین را هم از نظر کمی و هم از نظر کیفی منعکس می‌کنند. آنها به ابزار علم ما وابسته نیستند و حقیقت مطلق هستند.

نتایج اندازه گیری تخمین تقریبی مقادیر مقادیر یافت شده توسط اندازه گیری است؛ آنها نه تنها به آنها بستگی دارند، بلکه به روش اندازه گیری، به ابزار فنی که اندازه گیری ها با آن انجام می شود، و به ادراک ناظر حامل بستگی دارد. از اندازه گیری ها

تفاوت بین نتایج اندازه گیری X" و مقدار واقعی A کمیت اندازه گیری شده، خطای اندازه گیری مطلق نامیده می شود.

اما از آنجایی که مقدار واقعی A کمیت اندازه گیری شده ناشناخته است، خطاهای اندازه گیری نیز ناشناخته هستند، بنابراین برای به دست آوردن حداقل اطلاعات تقریبی در مورد آنها، لازم است به جای آن مقدار واقعی در فرمول (1) جایگزین شود. از ارزش واقعی

مقدار واقعی یک کمیت فیزیکی مقدار آن است که به صورت تجربی پیدا می شود و آنقدر به مقدار واقعی نزدیک است که برای یک هدف معین می توان از آن استفاده کرد.

خطای مطلق گرفته شده با علامت مخالف را تصحیح دستگاه اندازه گیری می نامند.

خطای اندازه گیری نسبی: - نسبت خطای مطلق به مقدار واقعی. به عنوان یک قاعده، در٪ تعیین می شود.

خطای مطلق یک ولت متر با فرمول تعیین می شود:

, (3)

جایی که

- قرائت ولت متر، V؛

- قرائت یک دستگاه برای بررسی ولت متر یا یک دستگاه دیجیتال برای کنترل و پردازش اطلاعات اندازه گیری (TSUUOII)، V؛

خطای نسبی ولت متر با فرمول تعیین می شود:

, (4)

اندازه گیری با استفاده از ابزار اندازه گیری الکتریکی، مانند هر اندازه گیری دیگر، با برخی خطاها انجام می شود. همانطور که مشخص است، خطای اندازه گیری با خطای مطلق مشخص می شود.

خطای مطلق مقداری است برابر با مقدار مطلق تفاوت بین مقادیر اندازه گیری شده و واقعی کمیت اندازه گیری شده:

(14)

دقت اندازه گیری معمولاً نه با خطای مطلق، بلکه با خطای نسبی ارزیابی می شود - که به صورت درصدی از خطای مطلق به مقدار واقعی مقدار اندازه گیری شده بیان می شود:

(16)

و از آنجایی که تفاوت بین مقادیر و معمولاً نسبتاً کوچک است، می توانیم چنین فرض کنیم

(17)

برای ارزیابی دقت ابزارهای اندازه گیری الکتریکی، خطای کاهش یافته استفاده می شود که با عبارت زیر تعیین می شود:

(18)

در اینجا مقدار مقیاس اسمی دستگاه است، یعنی حداکثر مقدار مقیاس در حد اندازه گیری انتخاب شده دستگاه. خطای داده شده کلاس دقت دستگاه را تعیین می کند.

اعدادی که کلاس دقت دستگاه را نشان می‌دهند نشان‌دهنده بزرگترین خطای مجاز کاهش یافته در درصد است
یعنی در حین عملکرد عادی، حداکثر مقدار خطای داده شده نباید از کلاس دقت بیشتر شود.

برای مثال، اگر آمپرمتر دارای حد اندازه گیری باشد ، و حداکثر خطای مطلق دستگاه باید باشد ، سپس خطای داده شده برابر خواهد بود با:

از آنجایی که کلاس دقت برابر با بزرگترین خطای مجاز کاهش یافته است، کلاس دقت چنین دستگاهی برابر با 1 است که در قسمت جلوی دستگاه نشان داده شده است. این خطا فقط دقت خود دستگاه را مشخص می کند، اما دقت اندازه گیری را مشخص نمی کند.

مثالی از محاسبه خطای اندازه گیری با توجه به کلاس دقت دستگاه را در نظر می گیریم. طبق تعریف، می‌توانیم خطای نسبی را در اندازه‌گیری قدرت جریان پیدا کنیم

(19)

نتیجه این است که خطای مطلق در اندازه گیری قدرت جریان:

(20)

سپس مقدار خطای نسبی زیر را بدست می آوریم:

(21)

در اینجا کلاس دقت است، خطای مطلق اندازه گیری در یک حد معین است، حداکثر مقدار فعلی است، مقدار فعلی اندازه گیری شده است، خطای نسبی اندازه گیری است.

با تعمیم فرمول (21) به هر اندازه گیری دیگر، می توانیم رابطه بین کلاس دقت دستگاه و بزرگترین خطای مطلق دستگاه را بنویسیم:

(22)

به عنوان مثال، اگر یک ولت متر با حد اندازه گیری کلاس دقت در مورد اول 25 ولت و در مورد دوم 60 ولت را نشان می دهد، سپس خطای مطلق برای هر اندازه گیری یا برای هر نقطه از مقیاس برابر خواهد بود:

با این حال، خطاهای نسبی برای نتایج اندازه گیری های مختلف متفاوت خواهد بود:

بدین ترتیب برای تعیین خطاهای اندازه گیری وسایل اندازه گیری الکتریکی، ابتدا خطای مطلق بر اساس کلاس دقت بر اساس فرمول (22) تعیین می شود و سپس بر اساس خطای مطلق به دست آمده و نتیجه اندازه گیری، خطای نسبی محاسبه می شود.

باید در نظر داشت که هر دستگاه، حتی بهترین آن، مقداری خطا در اندازه گیری دارد. با توجه به درجه دقت، دستگاه ها به 8 کلاس تقسیم می شوند: 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1 1.5; 2.5; 4، و دقیق ترین دستگاه دارای کلاس 0.05 است. هر چه مقدار اندازه گیری شده به مقدار اسمی دستگاه نزدیکتر باشد، خطا کمتر می شود. بنابراین ترجیحاً از ابزارهایی استفاده شود که در حین اندازه گیری فلش در نیمه دوم ترازو قرار گیرد.

سفارش کار

بخش آزمایشی این کار شامل انجام وظایف زیر است:

1. مقدار مقاومت محدود کننده را به صورت تجربی بر اساس مقادیر داده شده جریان و ولتاژ تعیین کنید.

2. تعیین مشخصات ابزارهای اندازه گیری الکتریکی و ارزیابی خطاهای اندازه گیری مستقیم جریان، ولتاژ و مقاومت.

3. مقادیر مقاومت را بیابید و خطاهای اندازه گیری مقاومت دستگاه ها را محاسبه کنید.

4. تجزیه و تحلیل خطاهای اندازه گیری و توصیف عناصر تنظیم اندازه گیری مورد استفاده.

برای تکمیل این وظایف باید انجام دهید اقدامات زیر:

1. تنظیمات اندازه گیری را مطابق با شکل 11 جمع آوری کنید.

BC-24

V

آ

آر

در اینجا BC یک یکسو کننده 24 است، V یک ولت متر است، A یک آمپرمتر، R یک مقاومت متغیر است (ذخیره مقاومت یا رئوستات)

2. تنظیم کننده ولتاژ یکسو کننده را در سمت چپ قرار دهید، حداکثر مقاومت را روی مقاومت متغیر تنظیم کنید، مقیاس های آمپرمتر و ولت متر را با حداکثر مقدار اندازه گیری شده انتخاب کنید.

3. پس از بررسی مدار توسط معلم یا دستیار آزمایشگاه، مقادیر ولتاژ و جریان را از معلم دریافت کنید.

4. یکسو کننده را به شبکه وصل کنید، کلید ضامن "ON" را روشن کنید و تنظیم کننده ولتاژ یکسو کننده را روی ولتاژ مشخص شده تنظیم کنید. در ولت متر، مقیاسی را انتخاب کنید که با ولتاژ مشخص شده مطابقت دارد.

5. به تدریج مقاومت مجله مقاومت را کاهش دهید، مقدار فعلی تعیین شده توسط معلم را تنظیم کنید، مقیاس آمپرمتر را مطابق با این مقدار فعلی تغییر دهید.

6. مقدار مقاومت نصب شده را اندازه گیری کنید. خطا در اندازه گیری مقاومت را تعیین کنید. خطای نسبی ذخیره مقاومت R-33 با فرمول محاسبه می شود:

(23)

در اینجا تعداد دهه های ذخیره مقاومت است و مقدار مقاومت نصب شده بر حسب اهم است.

7. مشخصات ابزارها، نتایج اندازه گیری ها و محاسبات را در جداول 4، 5، 6 قرار دهید.

جدول 4

اندازه گیری ولتاژ

در اینجا مقدار ولتاژ اندازه گیری شده است. - مقدار ولتاژ نامی (حد بالای ولتاژ اندازه گیری شده در محدوده ولتاژ مورد استفاده). - شماره کاملتقسیمات مقیاس ولت متر; - قیمت تقسیم برای محدوده اندازه گیری ولتاژ انتخاب شده؛ - حساسیت ولت متر برای محدوده اندازه گیری انتخاب شده؛ کاهش خطا (کلاس دقت دستگاه)؛ - خطای مطلق اندازه گیری ولتاژ؛ - خطای نسبی اندازه گیری ولتاژ.

جدول 5

اندازه گیری جریان

در اینجا مقدار جریان اندازه گیری شده است.

مقدار جریان نامی (حد بالای جریان اندازه گیری شده در محدوده مورد استفاده)؛ - تعداد کل تقسیمات مقیاس آمپرمتر؛ - قیمت تقسیم برای محدوده اندازه گیری فعلی انتخاب شده؛ - حساسیت آمپرمتر برای محدوده اندازه گیری انتخاب شده؛ - کاهش خطا (کلاس دقت دستگاه)؛ - خطای مطلق اندازه گیری جریان؛ - خطای نسبی در اندازه گیری جریان.

جدول 6

اندازه گیری مقاومت

در اینجا مقدار مقاومت اندازه گیری شده است. - کاهش خطا (کلاس دقت ذخیره مقاومت)؛ - خطای مقاومت مطلق؛ - خطای نسبی در اندازه گیری مقاومت، با استفاده از فرمول (23) محاسبه می شود. - مقدار مقاومت محاسبه شده با استفاده از فرمول (26) محاسبه شده است. - مقدار محاسبه شده خطای مقاومت مطلق؛ - مقدار محاسبه شده خطای نسبی، طبق فرمول (27) محاسبه شده است.

8. یکسو کننده را از شبکه جدا کنید و ژورنال مقاومت را با یک رئوستات جایگزین کنید و آن را روی حداکثر مقاومت تنظیم کنید. ولت متر و آمپرمتر را روی حداکثر مقادیرمقادیر اندازه گیری شده؛

9. پس از بررسی مدار توسط معلم یا دستیار آزمایشگاه، یکسو کننده را روشن کنید، ولتاژ را مطابق جدول 4 تنظیم کنید و با استفاده از رئوستات، مقدار جریان مناسب را مطابق جدول 5 تنظیم کنید.

(24)

در اینجا مقاومت بخش مدار متشکل از یک ذخیره ساز مقاومت و یک آمپرمتر است.

(25)

در اینجا مقاومت آمپرمتر برای محدوده ولتاژ استفاده شده است. از فرمول (24) و (25) مشخص می کنیم:

(26)

خطای نسبی در اندازه گیری مقاومت محدود کننده با توجه به قوانین محاسبه خطا تعیین می شود اندازه گیری های غیر مستقیم. سپس با نادیده گرفتن خطای اندازه گیری مقاومت آمپرمتر، به دست می آوریم:

(27)

در اینجا خطاهای نسبی در اندازه گیری ولتاژ و جریان وجود دارد که در جداول 4 و 5 ارائه شده است.

11. داده های فنی دستگاه های مورد استفاده در کار را بنویسید (نوع دستگاه، نوع جریان، سیستم اندازه گیری، کلاس دقت، مقادیر اسمی (حد) مقدار اندازه گیری شده، تقسیم مقیاس و حساسیت، موقعیت مقیاس، قوانین برای اتصال دستگاه به مدار الکتریکی).

ملاحضات امنیتی

1. نصب فقط پس از بررسی توسط معلم یا دستیار آزمایشگاه روشن می شود.

2. در حین کار، دست زدن به قطعات زنده نصب ممنوع است.

3. پس از اتمام کار، ولتاژ یکسو کننده را به صفر برسانید و منابع برق را از شبکه برق جدا کنید.

4. سوالات تستی

1-عناصر اصلی مدار الکتریکی را نام ببرید.

2. طراحی و کاربرد رئوستات ها و آکوردهای فلاکس را توضیح دهید.

3. برای تنظیم ولتاژ و جریان از چه وسایلی استفاده می شود؟ اصل کارکرد این دستگاه ها چیست؟

4. وسایل اندازه گیری الکتریکی بر اساس چه پارامترهایی طبقه بندی می شوند؟

5. ساختار و اصل عملکرد دستگاه های سیستم مغناطیسی الکتریک را توضیح دهید.

6. مزایا و معایب دستگاه های سیستم مغناطیسی الکتریک را نام ببرید.

7. ساختار و اصل عملکرد دستگاه های سیستم الکترومغناطیسی را توضیح دهید.

8. مزایا و معایب دستگاه های سیستم الکترومغناطیسی را نام ببرید.

9. ساختار و اصل عملکرد دستگاه های سیستم الکترودینامیکی را توضیح دهید.

10. مزایا و معایب دستگاه های سیستم الکترودینامیک را نام ببرید.

11. چی نمادهادر قسمت جلوی ابزارهای اندازه گیری الکتریکی اعمال می شوند.

12. کلاس دقت دستگاه چقدر است؟

13. توضیح دهید که چگونه خطای مطلق و خطای نسبی هنگام اندازه گیری با استفاده از وسایل اندازه گیری الکتریکی تعیین می شوند.

14- قیمت تقسیم ترازو چه نام دارد؟

15. حساسیت دستگاه چیست؟

16. قوانین کار با تاسیسات برقی را توضیح دهید.

17- نحوه اتصال آمپرمتر و ولت متر در مدار الکتریکی را توضیح دهید.

18. فروشگاه مقاومت چگونه کار می کند؟

19. خطای مقاومت انتخاب شده روی مجله مقاومت چگونه تعیین می شود؟

20. خطای اندازه گیری های غیر مستقیم چگونه تعیین می شود؟

کار آزمایشگاهی №2