Elektrinių dydžių matavimas ir jų paklaida

Data: 2000 02 08
Dėstytojai: doc. Žvirblis, doc. Giedrys

1.Darbo užduotis. Išmatuoti srovės stiprumus, įtampas. Apskaičiuoti varžas. Rasti absoliutines ir santykines matavimų paklaidas. Naudojantis gautaisiais rezultatais užpildyti lentelę.

2.Teorinė dalis. Voltamperinė charakteristika – tai priklausomybė, parodanti kaip kinta srovės stiprumas tiriamoje varžoje keičiant įtampa tarp jos galų. Srovę matuojame ampermetru, o įtampą – voltmetru. Varžą apskaičiuojame naudodami Omo dėsnį grandinės daliai:

Toks varžos nustatymo metodas vadinamas voltmetro ir ampermetro metodu. Kiekvienas matavimas atliekamas tam tikru tikslumu. Matavimo paklaida apibūdina išmatuoto dydžio vertės nuokrypą nuo tikrosios arba tikimybinės (matematinio viidurkio) vertės. Nuokrypos absoliutinis dydis vadinamas absoliutine paklaida. Ji nusakoma procentais išreikštu prietaiso absoliutinės paklaidos santykiu su viršutine matavimo riba. Žinant prietaiso tikslumo klasę ir viršutinę matavimo ribą galima surasti prietaiso absoliutinės paklaidos vertę:

DI = (Tikslumo klasė ´ Viršutinė matavimo riba) / 100%

Matavimo tikslumas paprastai įvertinamas santykine matavimo paklaida – d. Ji išreiškiama absoliutinės prietaiso paklaidos santykiu su išmatuoto dydžio verte. Išreiškiant santykinę matavimo paklaidą procentais, gauta vertę dauginama iš šimto:

d = (DI / Išmatuotas dydis) ´ 100%

Naudojame rodyklinius arba skaitmeninius matavimo prietaisus. Matavimo prietaiso vienos padalos veertė n0 randama ribinę vertę xrib dalijant iš skalės padalų skaičiaus N;

n0 = xrib / N

Išmatuoto dydžio skaitinė vertė:

x= n0 * n

n – rodyklės rodomų padalų skaičius.
Matuojant skaitmeniniais prietaisais padalos vertės nustatinėti nereikia. Šie prietaisai iš karto parodo tikrąsias matuojamų dydžių vertes. Tačiau ir ši

iuo atveju, matavimo tikslumas priklauso nuo viršutinės matavimo ribos parinkimo. Naudojant voltmetro ir ampermetro metodą, varžos R vertė nėra tiesiogiai išmatuojama. Jos nustatymo tikslumas priklauso nuo įtampos ir srovės matavimo tikslumo. Todėl varžos matavimo absoliutinė paklaida išreiškiama kaip netiesioginio matavimo paklaida:

DR = ± R (DU / U + DI / I)

čia U, I, R – išmatuotos įtampos, srovės ir varžos reikšmės, DU, DI, DR – absoliutinės paklaidos.
Tikslumo klase vadiname procentais išreikštą matuojamojo dydžio absoliutinės paklaidos Dx su xrib:

Tikslumo klasės: dr = 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0;

Absoliutinė sisteminė matavimo paklaida lygi:

Dx = (dr * xrib)/100;
Santykinė sisteminė paklaida:
dx = Dx/x = Dx/n0 * n , arba dx = (Dx/x)*100% ;

Dydžio z = f(x,y) ribinės paklaidos formulė:

3.Aparatūra ir darbo metodas. Šiame darbe naudojami prietaisai: reguliuojamas nuolatinės įtampos šaltinis, voltmetras, ampermetras, tiriamasis laidininkas. Prietaisai sujungti atsižvelgiant į jų gnybtų polius: apeinant grandinę, šaltinio teigiamas poolius tiesiogiai ar per kitus grandinės elementus turi būti sujungtas su teigiamu matavimo prietaiso poliumi, o neigiamas – su neigiamu. Nustatoma nulinė išėjimo įtampa. Naudojantis gautaisiais rezultatais užpildoma lentalė.

4.Darbo rezultatai.
Darbo rezultatų lentelė:

Nr. I, (A) U, (V) R, (W) DI / I DU / U DR / R
1. 0,2 2 10 0,0225 0,03 0,0525
2. 0,4 6,5 16,25 0,0281 0,03077 0,5887
3. 0,6 6 10 0,0125 0,01667 0,02917
4. 0,9 9 10 0,04 0,011 0,051

5.Išvados. Tiksliam matavimui reikia pasirinkti tokį prietaisą arba tokias matavimo ribas, kad matuojant rodyklė kuo daugiau atsilenktų (bent 2 / 3 skalės). Todėl tiksliam srovių ir įtampų matavimui naudojami prietaisai su perjungiamomis ribomis. Pakeitus matavimo ribas, pasikeičia absoliutinės paklaidos ir padalos vertės. Prietaiso skalės padalos vertė parodo, ki

iek matuojamojo dydžio tenka vienai padalai.

6.Literatūra:
1. G.Adlys “Elektros laboratoriniai darbai” Kaunas 1987m.
2. V.Ilgūnas, K.Bernatonis, S.Joneliūnas “Fizinio eksperimento rezultatų apdorojimo pagrindai” Kaunas 1988m.

Leave a Comment