Основы электрорадиоизмерений. Арсёнов А.В - 35 стр.

UptoLike

35
рактеристиками и другими параметрами, влияющими на общую погрешность
измерения.
Дополнительные погрешности , возникающие при измерении ЭВ пере -
менного напряжения, появляются вследствие влияния входного сопротивле-
ния прибора , соединительных проводов , отклонения формы кривой измеряе-
мого напряжения от синусоидальной . Входное сопротивление Z
ВХ
определя-
ется параллельным соединением активного сопротивления R
ВХ
и емкости
C
ВХ
. Это сопротивление шунтирует участок цепи R
Н
(или Z
Н
), на котором из-
меряется напряжение, что вызывает дополнительную методическую погреш -
ность, для уменьшения которой нужно, чтобы Z
ВХ
>> Z
Н
. Обычно R
ВХ
вольт -
метра для измерения постоянного напряжения имеет значение более 10 МОм,
а у вольтметров переменного тока оно значительно меньше. Входное сопро -
тивление зависит от частоты , уменьшаясь с ее увеличением . В описании при -
бора указываются значения R
ВХ
и C
ВХ
вольтметра в зависимости от способа
измерения (через входные клеммы или выносные пробники ). Обычно эти ве-
личины указаны приближенно и для разных пределов измерения. Погреш -
ность измерения за счет шунтирующего действия Z
ВХ
можно определить, ес-
ли измеряемую цепь представить схемой , состоящей из эквивалентного гене-
ратора с Э . Д . С . холостого хода, равной измеряемому напряжению, и с внут-
ренним сопротивлением R
ЭК
, эквивалентным сопротивлению в точках под -
ключения вольтметра с входным сопротивлением Z
ВХ
(рис.5).
Рис.5. Схема для оценки методи-
че
ской погрешности измерения.
Рис.6. Схема экспериментального
определения погрешности
δ
.
Для этой схемы относительная погрешность измерения
δ
= (U
BX
- U
X
)/U
X
= =Z
BX
/(R
ЭК
+ Z
ВХ
) - 1. При чисто активном сопротивлении или при
R
ВХ
<<1/(
ω
C
ВХ
), что имеет место на низких частотах , Z
ВХ
~ R
ВХ
и
δ
~-
R
ЭК
/R
ВХ
, если R
ВХ
>> R
ЭК
. Если входное сопротивление имеет емкостный ха-
рактер, т.е. R
ВХ
>>1/(
ω
C
ВХ
), то при 1/(
ω
C
ВХ
) >> R
ВХ
δ
~ 1/2
(R
ЭК
ω
C
ВХ
)
2
.
При высоком входном сопротивлении в большей части частотного диапазона
выполняется условие R
ВХ
>> 3/(
ω
C
ВХ
), определяющее емкостный характер
входного сопротивления. Если R
ВХ
неизвестно, то погрешность
δ
можно оп-
ределить экспериментально (рис.6). Генератор должен иметь сопротивление
                                          35

рактери сти кам и и други м и парам етрам и , в ли яю щ и м и наоб щ у ю погреш ность
и зм ерени я.
       Дополни тельны е погреш ности , в озни каю щ и е при и зм ерени и Э В пере-
м енного напряж ени я, появ ляю тсяв следств и е в ли яни яв ходного сопроти в ле-
ни япри б ора, соеди ни тельны х пров одов , отклонени яф орм ы кри в ой и зм еряе-
м ого напряж ени яот си ну сои дальной . В ходноесопроти в лени еZВ Х определя-
ется параллельны м соеди нени ем акти в ного сопроти в лени я RВ Х и ем кости
CВ Х . Э то сопроти в лени еш у нти рует у часток цепи RН (и ли ZН ), накотором и з-
м еряетсянапряж ени е, что в ы зы в ает дополни тельну ю м етоди ческу ю погреш -
ность, дляу м еньш ени якоторой ну ж но, чтоб ы ZВ Х >> ZН . О б ы чно RВ Х в ольт-
м етрадляи зм ерени япостоянного напряж ени яи м еет значени еб олее10 М О м ,
а у в ольтм етров перем енного тока оно значи тельно м еньш е. В ходное сопро-
ти в лени езав и си т от частоты , у м еньш аясь сееу в ели чени ем . В опи сани и при -
б ора у казы в аю тся значени яRВ Х и CВ Х в ольтм етра в зав и си м ости от способ а
и зм ерени я(через в ходны еклем м ы и ли в ы носны епроб ни ки ). О б ы чно эти в е-
ли чи ны у казаны при б ли ж енно и для разны х пределов и зм ерени я. П огреш -
ность и зм ерени язасчет ш у нти рую щ его дей ств и яZВ Х м ож но определи ть, ес-
ли и зм еряем у ю цепь представ и ть схем ой , состоящ ей и з экв и в алентного гене-
ратора с Э .Д.С. холостого хода, рав ной и зм еряем ом у напряж ени ю , и св ну т-
ренни м сопроти в лени ем RЭ К , экв и в алентны м сопроти в лени ю в точках под-
клю чени яв ольтм етрасв ходны м сопроти в лени ем ZВ Х (ри с.5).




Ри с.5. Схем адляоценки м етоди -               Ри с.6. Схем а экспери м ентального
ческой погреш ности и зм ерени я.               определени япогреш ности δ.

      Дляэтой схем ы относи тельнаяпогреш ностьи зм ерени яδ ′ = (UBX - UX)/UX
= =ZBX/(RЭ К + ZВ Х ) - 1. П ри чи сто акти в ном сопроти в лени и и ли при
RВ Х <<1/( ω •CВ Х ), что и м еет м есто на ни зки х частотах, ZВ Х ~ RВ Х и δ ′ ~-
RЭ К /RВ Х , если RВ Х >> RЭ К . Е сли в ходное сопроти в лени е и м еет ем костны й ха-
рактер, т.е. RВ Х >>1/( ω •CВ Х ), то при 1/( ω •CВ Х ) >> RВ Х              δ ′ ~ 1/2•
(RЭ К • ω •CВ Х ) .
                 2

П ри в ы соком в ходном сопроти в лени и в б ольш ей части частотного ди апазона
в ы полняется у слов и е RВ Х >> 3/( ω •CВ Х ), определяю щ ее ем костны й характер
в ходного сопроти в лени я. Е сли RВ Х неи зв естно, то погреш ность δ ′ м ож но оп-
редели ть экспери м ентально (ри с.6). Генератордолж ен и м еть сопроти в лени е