Выбрать цифровой вольтметр для измерения напряжения постоянного тока

Задание

Выбрать цифровой вольтметр для измерения напряжения постоянного тока (рис. 1) с учётом Rнг и условий измерения.

Вариант 90[pic 1]

Исходные данные

Показания вольтметра — 205 В

Вариация напряжения в сети питания — -7,5%

Допускаемая погрешность измерения — ±1,0%

Сила тока в цепи — 0,452 мА

Температура окружающей среды — +40° С.

Расчет результирующей погрешности.

Прежде всего определим Rнг: Rнг = Ux / I = 205 / 0,452 = 454 кОм

Так как это значение на несколько порядков меньше входных сопротивлений цифровых вольтметров, то осуществляем предварительный выбор прибора по значению δосн.

При измерении 205 В на вольтметре В7-16, предел измерения устанавливается 1000 В. Для времени преобразования 20 мс, предел допускаемой основной погрешности будет равен [pic 2].

А для времени преобразования 2 мс получим, что [pic 3].

Эти значения  в полтора раза меньше чем δдоп=±1,0%,то остановим свой выбор на этом приборе .

       При анализе характеристик вольтметра Ф203 получится такое же несущественное число:

 [pic 4].

Так как это значение больше ,чем δдоп =±1,0, то расчет остальных составляющих погрешности измерения для этого прибора является нецелесообразным.

В случае использования прибора В7-22 предел измерений установим равным 1000 В.

[pic 5].

Вольтметр Щ4313. Установив диапазон измерений 50 — 500 В, получим, что [pic 6].

Полученное значение основной погрешности больше ,чем δдоп =±1,0, то расчет остальных составляющих погрешности измерения для этого прибора является нецелесообразным.

Попробуем наиболее близкий вольтметр — В7-16. [pic 7].

Определим дополнительную погрешность прибора, вызванную вариацией напряжения питания. Анализируя технические характеристики прибора приходим к выводу, что    заданная вариация напряжения питания    -7,5В является допускаемым нижним пределом (-4,4В) нормального значения напряжения в сети питания вольтметра. Таким образом: δпит=0

Следующим шагом будет определение дополнительной погрешности прибора, вызванной повышенной (+40°С) рабочей температурой. Обратившись к техническим характеристикам данного вольтметра узнаём, что дополнительная погрешность прибора, вызванная отклонением температуры от нормальной (220±4,4С°) до крайних значений рабочих температур (от -10 до +40°С), не превышает половины предела допускаемой основной погрешности на каждые 10°С изменения температуры.

 Исходя из вышесказанного получим:

δт=±0,5δосн+0,25δосн=±0,75δосн,

δт=0,443%.

Определим погрешность из-за несоответствия свойств объекта и прибора по формуле, B учитывая, что при данном диапазоне входное сопротивление составляет 10 МОм получим, что [pic 9]В. Поправка для этой систематической погрешности ∇=+8,9.[pic 8]

Исправленное значение показаний вольтметра: Uv=205+8,9=213,9. Приближённо погрешность определения поправки равна погрешности определения Rнг. Так как значения I, Rнг, ∇ являются маленькими, то погрешность определения поправки является величиной второго порядка малости и ею можно пренебречь.