Преобразователи электрических и неэлектрических величин

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕ-ЗАОЧНЫЙ

КАФЕДРА ”УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ”

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2

По дисциплине: «МЕТРОЛОГИЯ».

ТЕМА: «Преобразователи электрических и неэлектрических величин».

ВЫПОЛНИЛ:

ПРИНЯЛ:

2010

Цель работы: ознакомиться с методикой расчета простейшего преобразователя (резистивный делитель напряжения) и определения коэффициента преобразования; приобретение практических навыков работы с современными измерителями тока, напряжения, сопротивления.

Приборы и оборудование: источник постоянного тока В5-50, вольтметр универсальный, В7-26, вольтметр универсальный В7-27, набор реостатов типа РСП.

Основные понятия

По функциональномуназначению средства измерений делят на группы: меры, измерительные преобразователи,  измеритель­ные приборы, а также измерительные информационные системы и измерительные комплексы. Преобразователем называется устройство, преобразующее по определенному закону входнуювеличину Х и выходную У. В зависимости от рода измеряемой величины и выходе измерительные преобразователи делят на преобразователи электрических и неэлектрических величин.

Электрические преобразователи характеризуются: 1) входной величиной, 2) выходной величиной, 3) уравнением преобразования, 4) диапазон входной и выходной величин,  5) чувствительностью,  6) погрешностью.

Чувствительность определяются по закону:

Разность значения действительной и номинальной функции преобразования при одном и том же значении входной величины определяет абсолютную погрешность преобразователя по выходу:

Относительная погрешность преобразователя по выходу:

Резистивный делитель напряжения.

 

                                              R₁

                       U

                                                                        U_н    

                                                R₂

Рис. 1

Масштабное преобразование напряжения (x=U; y=U_n)

При  R_n >> R₂

 

Методика эксперимента

Рассмотрим простейший масштабный преобразователь - резистивный делитель напряжения (рис.1). Схема состо­ит из источника постоянного тока , в качестве реостата используется одна из набора реостатов типа КСП. Для измерения напряжения и сопротивления применяются универсальные волы-метры В7-26, В7-27А.  Для расчета коэффициента преобра­зования используем обозначения сопротивление R₁и R₂. В ка­чества нагрузки делителя выступает вольтметр с внутренним со­противлением R_н.

Порядок выполнения работ

1.  Соберем схему и ползунок установим примерно на 1/3 хода.

2.  Вольтметром В7-27А измерим сопротивление плеч реостата и данные занесём в таблицу.

3.  На источнике питания Б5-50 установим напряжение и включим источник питания и с помощью вольтметра определим напряжение на входе преобразователя.

4.  Вольтметром В7-27А измерим на выходе преобразователя U_n. И результаты измерения запишем U  и U_n в таблицу.

5.  Задавая на источнике питания различные напряжения U₁, U₂,…U_n произведем не менее 7 измерений и запишем результаты в таблицу.

Обработка результатов измерений

1.  Определим расчетным путем теоретическое значение коэффициента преобразования К₀ по данным значениям R₁и R₂, пологая внутреннее сопротивление вольтметра В7-27А равным 10 Мом.

2.  По данным таблицы найти  

и определим ,

где n – количество опытов в серии измерений.

3.  Найдем абсолютную и относительную погрешность измерения К,

 по формулам      

принимая К₀ за истинное значение величины коэффициента преобразования.

4.  По данным таблицы получим серию значений К и произведем статистическую обработку как для прямого измерения, приняв доверительную вероятность равно Р=0.95. Результат представим в виде

5.  Построим график  с угловым коэффициентом К_n наиболее близким к величине К₀.

Вывод: в ходе работы мы определили коэффициент преобразования тремя различными способами и выяснили, что все три результата примерно равны. А также приобрели практические навыки работы с современными измерительными приборами.