ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3. Предел 150 В. Относительная погрешность
1,5150
11, 25%;
0
20
δ
⋅
= =
погрешность шунтирования
100
1, 64%.
1 3000/50
ош
δ
= =
+
Тогда δ
Σ
=11,25%+1,6%=12,9%.
В результате, минимальная обшая относительная погрешность
измерения будет на пределе 60 В. Она равна 8,5% Можно уменьшить
эту ошибку путем исключения систематической погрешности шунтиро-
вания (17). При этом два измерения необходимо производить на шка-
ле с наименьшей погрешностью, определяемой классом точности при-
бора. Это шкала 30 В.
З а д а ч а 5. Универсальным вольтметром с характеристика-
ми, приведенными в задаче 4, измерено постоянное напряжение на
резисторе R
1
=50 кОм (R
2
>>R
1
). На пределе 30 В прибор показал
U
в
=19 В, а на пределе 60 В – U
в
=19,7 В. Определить, какое
измерение выполнено с меньшей общей погрешностью.
Р е ш е н и е. Из решения задачи 4 видно, что минимальная
погрешность измерения на пределе 60 В меньше, чем на пределе
30 В, следовательно, результат измерения на этом пределе (19,7 В)
более точен, чем полученный результат на пределе 30 В.
2. ВОЛЬТМЕТРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
2.1. Аналоговые вольтметры непосредственной оценки
Структурная схема аналогового вольтметра постоянного тока
непосредственной оценки представлена на рис. 5, где приняты сле-
дующие обозначения: ВУ – входное устройство, ИМ – измерительный
механизм, П – преобразователь, ОУ – отсчетное устройство. Входное
устройство и измерительный преобразователь преобразуют измеряемую
величину U
x
в некоторую промежуточную, воздействующую на из-
мерительный механизм. В качестве измерительного механизма могут
быть использованы магнитоэлектрические, электромагнитные или элек-
тростатические приборы. В вольтметрах, используемых для радиоиз-
мерений, применяют, как правило, магнитоэлектрические измеритель-
ные механизмы. Эти механизмы обладают высокой чувствительностью
(существуют приборы с отклонением стрелки на всю шкалу при токе
0,1 - 0,01 мкА). Класс точности магнитоэлектрических приборов мо-
жет быть не хуже 0,1, а в некоторых случаях – и 0,05.
16
Рис. 5 Рис. 6
Простейшим вольтметром непосредственной оценки является при-
бор, использующий магнитоэлектрический механизм с последователь-
но соединенным добавочным резистором. Схема подобного вольтметра
на несколько пределов измерения представлена на рис. 6. Добавоч-
ные резисторы необходимы для преобразования измеряемого напряже-
ния в пропорциональный ему ток, необходимый для работы ИМ. Значе-
ние сопротивления R для измерения напряжения U
x
определяется по
формуле
/( ),
0
I U R R
М
= +
где I
0
– ток полного отклонения, R
М
- сопротивление измеритель-
ного механизма. Для приведенной на рис. 6 схемы в качестве R не-
обходимо брать R
1
, R
1
+R
2
или R
1
+R
2
+R
3
. При этом для каждо-
го R пределы измерения напряжений различны.
Погрешность измерения складывается из погрешности измеритель-
ного механизма и погрешностей добавочных резисторов.
Вольтметры, построенные по схеме рис. 5,имеют равномерную
шкалу, обладают большой чувствительностью, достаточно высокой точ-
ностью и широким диапазоном измеряемых величин (от микровольт до
тысяч вольт). Однако существенным недостатком подобных вольтмет-
ров является их низкое входное сопротивление.
Подобного недостатка не имеют электронные вольтметры. Элект-
ронные вольтметры строятся по структурной схеме, представленной
на рис. 5, где в качестве измерительного преобразователя исполь-
зуется усилитель постоянного тона. Для повышения входного сопро-
тивления используют катодный, эмиттерный или истоковый повторитель.
К усилителям постоянного тока предъявляются такие требования, как
высокая линейность амплитудной характеристики, постоянство коэф-
фициента усиления, малый температурный и временной дрейфы нуля.
С целью удовлетворения перечисленным требованиям применяют мосто-
вые балансные схемы. Однако удовлетворить этим требованиям в пол-
ной мере на практике не удается. Так, нестабильность нулевого
уровня приводит к уменьшению чувствительности электронных вольт-
метров. В целом электронные вольтметры, обладая большим входным
17
3. Предел 150 В. Относительная погрешность
⋅
1,5150
δ0 = = 11, 25%;
20
погрешность шунтирования
Рис. 5 Рис. 6
100
δ ош = = 1, 64%.
1+3000 / 50
Простейшим вольтметром непосредственной оценки является при-
Тогда δΣ=11,25%+1,6%=12,9%.
бор, использующий магнитоэлектрический механизм с последователь-
В результате, минимальная обшая относительная погрешность
но соединенным добавочным резистором. Схема подобного вольтметра
измерения будет на пределе 60 В. Она равна 8,5% Можно уменьшить
на несколько пределов измерения представлена на рис. 6. Добавоч-
эту ошибку путем исключения систематической погрешности шунтиро-
ные резисторы необходимы для преобразования измеряемого напряже-
вания (17). При этом два измерения необходимо производить на шка-
ния в пропорциональный ему ток, необходимый для работы ИМ. Значе-
ле с наименьшей погрешностью, определяемой классом точности при-
ние сопротивления R для измерения напряжения Ux определяется по
бора. Это шкала 30 В.
формуле
З а д а ч а 5. Универсальным вольтметром с характеристика-
ми, приведенными в задаче 4, измерено постоянное напряжение на I 0 = U /( RМ + R ),
резисторе R1=50 кОм (R2>>R1). На пределе 30 В прибор показал где I0 – ток полного отклонения, RМ - сопротивление измеритель-
Uв=19 В, а на пределе 60 В – Uв =19,7 В. Определить, какое ного механизма. Для приведенной на рис. 6 схемы в качестве R не-
измерение выполнено с меньшей общей погрешностью. обходимо брать R1, R1+R2 или R1+R2+R3. При этом для каждо-
Р е ш е н и е. Из решения задачи 4 видно, что минимальная го R пределы измерения напряжений различны.
погрешность измерения на пределе 60 В меньше, чем на пределе Погрешность измерения складывается из погрешности измеритель-
30 В, следовательно, результат измерения на этом пределе (19,7 В) ного механизма и погрешностей добавочных резисторов.
более точен, чем полученный результат на пределе 30 В. Вольтметры, построенные по схеме рис. 5,имеют равномерную
шкалу, обладают большой чувствительностью, достаточно высокой точ-
2. ВОЛЬТМЕТРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА ностью и широким диапазоном измеряемых величин (от микровольт до
тысяч вольт). Однако существенным недостатком подобных вольтмет-
2.1. Аналоговые вольтметры непосредственной оценки ров является их низкое входное сопротивление.
Подобного недостатка не имеют электронные вольтметры. Элект-
Структурная схема аналогового вольтметра постоянного тока ронные вольтметры строятся по структурной схеме, представленной
непосредственной оценки представлена на рис. 5, где приняты сле- на рис. 5, где в качестве измерительного преобразователя исполь-
дующие обозначения: ВУ – входное устройство, ИМ – измерительный зуется усилитель постоянного тона. Для повышения входного сопро-
механизм, П – преобразователь, ОУ – отсчетное устройство. Входное тивления используют катодный, эмиттерный или истоковый повторитель.
устройство и измерительный преобразователь преобразуют измеряемую К усилителям постоянного тока предъявляются такие требования, как
величину Ux в некоторую промежуточную, воздействующую на из- высокая линейность амплитудной характеристики, постоянство коэф-
мерительный механизм. В качестве измерительного механизма могут фициента усиления, малый температурный и временной дрейфы нуля.
быть использованы магнитоэлектрические, электромагнитные или элек- С целью удовлетворения перечисленным требованиям применяют мосто-
тростатические приборы. В вольтметрах, используемых для радиоиз- вые балансные схемы. Однако удовлетворить этим требованиям в пол-
мерений, применяют, как правило, магнитоэлектрические измеритель- ной мере на практике не удается. Так, нестабильность нулевого
ные механизмы. Эти механизмы обладают высокой чувствительностью уровня приводит к уменьшению чувствительности электронных вольт-
(существуют приборы с отклонением стрелки на всю шкалу при токе метров. В целом электронные вольтметры, обладая большим входным
0,1 - 0,01 мкА). Класс точности магнитоэлектрических приборов мо-
жет быть не хуже 0,1, а в некоторых случаях – и 0,05.
17
16
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- …
- следующая ›
- последняя »
