Цель работы

Цель работы:

Изучение методов экспериментального определения метрологических характеристик цифровых приборов, а также их применения для измерения физических величин и оценка погрешностей результатов измерений.

Спецификация используемых средств измерений.

Вольтметр универсальный цифровой GDM-8135

Измеряемая величина	Пределы максимальной абсолютной погрешности	РРабочая полоса частот	Диапазоны измерений	Параметры входа
Постоянное напряжение	0.001 Uизм +1 ед. мл. разряда		200мВ-200 В	RВХ³10 МОм
Переменное напряжение	0.005 Uизм +1 ед. мл. разряда 0.01 Uизм +1 ед. мл. разряда 0.02 Uизм +1 ед. мл. разряда 0.05 Uизм +1 ед. мл. разряда	40 Гц – 1 кГц 1-10 кГц 10-20 кГц 20-40 кГц	200мВ-200 В	RВХ³10 МОм СВХ<100 пФ
Постоянный ток	0.002 Iизм +1 ед. мл. разряда 0.005 Iизм +1 ед. мл. разряда		200 мкА –200 мА 2000 мА-20 А	UA<0,22 В
Переменный ток	0.005 Iизм +1 ед. мл. разряда 0.01 Iизм +1 ед. мл. разряда 0.02 Iизм +1 ед. мл. разряда	40 Гц – 1 кГц 1-10 кГц 10-20 кГц	200 мкА –200 мА 200 мкА –200 мА 200 мкА –200 мА	UA<0,22 В
Сопротивление	0.002 Rизм +1 ед. мл. разряда 0.005 Rизм +1 ед. мл. разряда		200Ом–2000 кОм 20 МОм	IR<1мА IR<0,1мкА

Измерения и вычисления.

№ рез.	Диапазон измерений	Значение кванта для диапазона измерений, Ом	Пок-я ЦИП Rп, кОм	Абс пог-ть измерения ∆R, кОм	Относительная погрешность измерения, %	Результат измерения Rп±DR, кОм
	200 Ом	0,1	0,1182	0,0003	0,25	0,1182±0,0003
2 кОм	1	0,118	0,001	0,85	0,118±0,001
20 кОм	10	0,11	0,01	9	0,11±0,01
200 кОм	100	0,1	0,1	100	0,1±0,1
2000 кОм	1000	0
20 МОм	10000	0
	200 Ом	0,1
2 кОм	1	1,145	0,003	0,26	1,145±0,003
20 кОм	10	1,14	0,02	0,88	1,14±0,01
200 кОм	100	1,1	0,1	9,1	1,1±0,1
2000 кОм	1000	1
20 МОм	10000	0
	200 Ом	0,1
2 кОм	1
20 кОм	10
200 кОм	100
2000 кОм	1000
20 МОм	10000	6230	40	0,64	6230

Пример вычисления абсолютной погрешности измерения для предела измерений 200 Ом:

∆R=0,002*Rп+1ед. мин. разр.=0,002*0,1182+0,0001=±0,0003Ом

Значение относительной погрешности измерений для предела 200 Ом:

Таблица измерений сопротивлений для построения графика

№ измер.	Rп, кОм	R, кОм
1	0,001	0,001
2	0,002	0,0022
3	0,003	0,0032
4	0,004	0,0042
5	0,005	0,0053
6	0,006	0,0063
7	0,007	0,0072
8	0,008	0,0083
9	0,009	0,0093

№ измер.	RпN, кОм	RN, кОм	DRиN, кОм
1	0,001	0,014	-0,0135
2	0,002	0,024	-0,0225
3	0,003	0,034	-0,0315
4	0,004	0,044	-0,0405
5	0,005	0,055	-0,0505
6	0,006	0,065	-0,0595
7	0,007	0,074	-0,0675
8	0,008	0,085	-0,0775
9	0,009	0,095	-0,0865

Пример вычисления абсолютной инструментальной погрешности для измерения №1:

DRиN=RпN-0,5*q-RN=0,001-0,5*0,001-0,014=-0,0135

Сумма аддитивной и мультипликативной погрешности определенная графически составила:

Вывод:

Измеряя сопротивления на различных пределах и исходя из полученных значениях погрешностей для этих пределов можно сделать вывод, что максимальная точность измерения достигается, если измеренное значение находится в диапазоне пределов измерений и занимает максимальное количество разрядов индикатора. На графике статической характеристики преобразования ЦИП мы видим, что график основной абсолютной погрешности измерения сопротивления имеет пилообразную форму – это обусловлено наличием шага квантования для ЦИП. Графическое определение мультипликативной составляющей погрешности измеряемой величины является затруднительным ввиду недостаточности количества измерений и малых значений отклонения измеряемой величины.