Лабораторная работа №2

Цель работы: изучение особенностей использования СИ с различными способами нормирования пределов допускаемой основной погрешности.

Особенности СИ определяют способ нормирования пределов допускаемой основной погрешности:

Диапазон измерений — область значений величины, в пределах которых нормированы допускаемые пределы погрешности. Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу или сверху (слева и справа), называют соответственно нижним или верхним пределом измерений.

Порог чувствительности — наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала. Например, если порог чувствительности весов равен 10 мг, то это означает, что заметное перемещение стрелки весов достигается при таком малом изменении массы, как 10 мг.

Класс точности СИ — обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых (основной и дополнительной) погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в НД. При этом для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам, в совокупности отражающим уровень точности СИ данного класса. Например, для вольтметров нормируют предел допускаемой основной погрешности и соответствующие нормальные условия; пределы допускаемых дополнительных погрешностей; пределы допускаемой вариации показаний; невозвращение указателя к нулевой отметке. У плоскопараллельных концевых мер длины такими характеристиками являются пределы допускаемых отклонений от номинальной длины и плоскопараллельности; пределы допускаемого изменения длины в течение года. У мер электродвижущей силы (нормальных элементов) нормируют пределы допускаемой нестабильности ЭДС в течение года.

Обозначение классов точности осуществляется следующим образом.

Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме абсолютной погрешности СИ, то класс точности обозначается прописными буквами римского алфавита. Классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, присваиваются буквы, находящиеся ближе к началу алфавита.

Для СИ, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме относительной погрешности, обозначаются числами, которые равны этим пределам, выраженным в процентах. Так, класс точности 0,001 нормальных элементов свидетельствует о том, что их нестабильность за год не превышает 0,001%. Обозначения класса точности наносят на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводят в НД. СИ с несколькими диапазонами измерений одной и той же физической величины или предназначенным для измерений разных физических величин могут быть присвоены различные классы точности для каждого диапазона или каждой измеряемой величины. Так, электроизмерительному прибору, предназначенному для измерений напряжения и сопротивления, могут быть присвоены два класса точности: один как вольтметру, другой как омметру.

Задание:

Собираем следующую схему:

где Rx – сопротивление, Е – источник тока, А – амперметр класса точности 1 с пределом измерения = 5 мА, с ценой деления = 0,01мА.

Строим таблицу показаний реального амперметра класса точности 1.0 для суммарного сопротивления цепи R в диапазоне от 10 кОм до 1 кОм:

Суммарное сопротивление R (Ом)

Ток I (мА)

10

0,99

8

1,24

6

1,65

4

2,24

2

4,99

Абсолютная погрешность рассчитывается по формуле:

Д = (Xo – Xиз)*100%/Xo,

где Хо – идеальное значение,

Хиз – реальное значение.

Относительная погрешность рассчитывается по формуле:

д = Д/Хо,

Точность измерения определяется по формуле:

Т = 1/ д.

Результаты вычислений заносим в таблицу:

Д (%)

д (%)

Т

1

1

1

1

0.8

1.25

1

0.6

1.6

1

0.44

2.27

1

0.2

5

График зависимости абсолютной погрешности от показаний амперметра:

График зависимости относительной погрешности от показаний амперметра: