Исследование макета измерительного преобразователя приращения сопротивления в код

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический университет

Электромеханический факультет

Кафедра Измерительных информационных технологий

Отчет по лабораторной работе №4.

Исследование макета измерительного преобразователя приращения сопротивления в код.

Выполнили                                                         студенты гр. 3023/1:    

                                                                            Андреев Р. В.

                                                                            Беляев Н. А.

                                                                            Шарапов И. А.

Проверил                                                   ________ Малыгина Н. В.

Санкт-Петербург

             2008 г.

1. Перечень использованных средств измерений.

Таблица 1

№ п/п	Наименование прибора	Тип средства измерений	Измеряемая величина	Предел измерен.	Собств. сопр.	Предел допуск. осн. погр.
1	Вольтметр	электромагнитный	напряжение	15 В	167 Ом	0.5
2	Ампервольтметр	цифровой	напряжение	100 В	107 Ом	0
3	Магазин сопротивлений	МСР60М	сопротивление	100 кОм	-	0.05
4	Мост	Р329	сопротивление	100 кОм	-	0.05

2. Цели работы.

2.1. Исследование свойств аналоговой части составного двухкомпонентного измерительного преобразователя “приращение сопротивления - код”.

2.2. Овладение основными приемами метрологических испытаний измерительных преобразований сопротивления, используемых в современных измерительных информационных системах.

2.3. Ознакомление с методами и приемами обработки результатов экспериментов при метрологических испытаниях преобразователя в режиме диалога с компьютером.

3. Программа работы.

3.1. Определение метрологических характеристик аналогового преобразователя “приращение сопротивления - напряжение” методом “по мере” в нормальных условиях.

Исходные данные:  

Е₀=4 В

Предел измерения АЦП – 1 В

Количество циклов экспериментов -  n=3                                  

R₀=3000 Ом

R₁=297.93 Ом

R₂=1000 Ом

R₃=100 Ом

Входное сопротивление АЦП в диагонали моста – R₄=9912 Ом                     

Аддитивная составляющая погрешности АЦП – 0.01591 В

U_диаг= -0.1598 В  

P=Q=0.95       

Таблица 2

Результаты измерений и обработки данных

№	R, Ом	ΔR	Uv, В	Uк, В	Ū,В	U, В	Δi, В	Si, В	Δai, В
1	2400	-600	-0,115	-0,1598	-0,1374	-0,1428	0,0054	0,0000020	0,00542
2	2600	-400	-0,069	-0,0716	-0,0703	-0,0952	0,0249	0,0025660	0,050344
3	2800	-200	-0,031	-0,0313	-0,03115	-0,0476	0,0165	0,0000020	0,01647
4	3000	0	-0,0004	0,0014	0,0005	0,0000	0,0005	0,0000020	0,00052
5	3200	200	0,044	0,0417	0,04285	0,0476	-0,0048	0,0010140	0,005305
6	3400	400	0,0843	0,082	0,08315	0,0952	-0,0121	0,0025660	0,013394
7	3600	600	0,121	0,1198	0,1204	0,1428	-0,0224	0,0025660	0,003044

Значение оценки коэффициента преобразования:

 К=2.38_*10^-4 В/Ом

Выражение для характеристики преобразования:

 U=2.38_*10^-4_*ΔR

Значение дисперсии погрешности определения коэффициента преобразования:

  S_к=9.090889_*10^-18 В/Ом

Значение предельной погрешности:

  ΔR= S_к*t,

    где t – коэффициент Стьюдента

    при k=7 и Q=0.95: t=2.57

  ΔR= 9.090889_*10^-18 _*2.57=2.336358_*10^-17 В/Ом

График полученной характеристик преобразования, средние значения напряжения, граничные значения результатов измерений выходного напряжения изображены на рис. 1.

График, представляющий состав абсолютных погрешностей преобразователя, изображен на рис. 2.

Двучленная формула, описывающая предельную основную относительную погрешность преобразователя:

где Δ_а=max Δ_аi – оценка характеристики аддитивной погрешности,  Δ_а=0.01591 В

Рис.1. Характеристика преобразования и обработанные результаты измерений

Рис. 2. Предельные значения абсолютной погрешности преобразования.

4. Выводы.

Вычисленные характеристики преобразования совпали с экспериментальными с достаточной степенью точности. Было установлено, что их расхождение тем меньше, чем меньше разность сопротивлений ΔR. На основе вычисленных погрешностей преобразователя можно сделать вывод о том, что основную часть предельной абсолютной погрешности преобразователя в ходе всего эксперимента составляет её аддитивная составляющая.