ELEKTRINIŲ DYDŽIŲ MATAVIMAS - IR MATAVIMO PAKLAIDOS

ELEKTRINIŲ DYDŽIŲ MATAVIMAS

IR MATAVIMO PAKLAIDOS

Darbo užduotis: Išmokti įvertinti elektrinių dydžių matavimo sistemines paklaidas.

Teorinė dalis. Laboratoriniams darbams dažniausiai naudoja arba rodyklinius, arba skaitmeninius matavimo prietaisus. Įtampos kritimą matuoja voltmetrais, kilovoltmetrais (1 kV = = 10³ V), milivoltmetrais (1 mV = 10^-3 V) ir kt.

Elektros srovės stiprumą dažniausiai matuoja ampermetrais, miliampermetrais (1 mA = 10^-3 A) ir mikroampermetrais (1 mA = 10^-6 A).

Varžą matuoja ometrais, kiloometrais (1 kW W), megometrais (1 MW W

Šie prietaisai būna skirti nuolatinei srovei (ženklas ), arba kintamajai srovei (ženklas ~ ), arba ir nuolatinei ir kintamajai (ženklas ).

Didžiausią matuojamo dydžio vertę x_rib , kurią tuo prietaisu galima matuoti, vadiname ribine. Ją parodo arba prietaiso skalė, arba ji pažymėta prie prietaiso gnybtų, arba ją rodo matavimo prietaisų ribų perjungimo rankenėlė.

Matavimo prietaiso vienos padalos vertė n₀ randama ribinę vertę x_rib dalijant iš skalės padalų skaičiaus N, t.y.

. (1)

Išmatuoto dydžio skaitinė vertė

; (2)

čia n – rodyklės rodomų padalų skaičius.

Praktikoje naudojami įvairaus tikslumo matavimo prietaisai. Matavimo tikslumą apibūdina redukuotoji santykinė paklaida dr, kitaip vadinama prietaiso tikslumo klase. Ja vadiname procentais išreikštą matuojamo dydžio absoliutinės paklaidos Dx santykį su x_rib , t.y. dydį

. (3)

Yra skiriamos 7 rodyklinių prietaisų tikslumo klasės:

dr 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 ir 4 .

Prietaisai, kurių tikslumo klasė dr = 0,1; 0,2 bei 0,5 vadinami preciziniais. Jie naudojami tiksliems laboratoriniams matavimams. Technikoje naudojami vadinamieji techniniai prietaisai (dr = 1,0; 1,5; 2,5 ir 4). Tikslumo klasė nurodoma prietaiso skalėje. Jeigu ji skalėje nepažymėta, tai tokio prietaiso santykinė redukuotoji paklaida didesnė kaip 4 % ir absoliutinę paklaidą Dx prilyginame mažiausios padalos vertei n₀. Matavimo prietaisą būtina teisingai (vertikaliai ar horizontaliai) pastatyti. Kaip tai padaryti, matosi iš jo konstrukcijos, arba nurodyta prietaiso skalėje.

Laikomasi nuostatos, kad rodyklinio prietaiso absoliutinė sisteminė matavimo paklaida Dx visur skalės ribose yra vienoda. Ji įvertinama iš prietaiso tikslumo klasės apibrėžimo (3):

. (3a)

Tuomet santykinė sisteminė paklaida yra

, arba % (procentinė); (4)

čia x – išmatuotoji dydžio vertė.

Skaitmeninių prietaisų sisteminės paklaidos įvertinamos pagal specialias empirines formules.

Darbo aprašymas

Darbe pateiktos 4 schemos. Varianto Nr.36. Kiekvienam variantui „išmatavę” srovės stiprumą I bei įtampos kritimą U, apskaičiuojame rezistoriaus varžą R = U/I .

Kiekvienam variantui įvertinę srovės stiprumo bei įtampos kritimo nustatymo absoliutines paklaidas DI ir DU, apskaičiuojame santykines paklaidas DI/I bei DU/U

Dydžio ribinės paklaidos formulė

;

čia Dx ir Dy yra tiesiogiai matuojamų dydžių x ir y paklaidos. Pagal šią formulę gauname varžos R = U/I ribinės paklaidos formulę ir kiekvienam atvejui įvertiname DR/R . Matavimų bei skaičiavimų rezultatus surašome lentelėje.

Remdamiesi matavimo prietaisų tikslumo klase, analizuojame paklaidas DR/R

Braižome voltamperinę charakteristiką I = f (U) rezistoriaus, su kuriuo „atlikome” matavimus.

Išvados:

Atlikus „matavimus“ ir skaičiavimus matome, kad visais atvejais į grandinę buvo pajungtos vienodo dydžio varžos.

Literatūra.

A. Tamašauskas Fizikos laboratoriniai darbai. – Kaunas. Technologija. 2002