Министерство просвещения Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный профессионально-педагогический университет» Институт инженерно-педагогического образования Кафедра инжиниринга и профессионального обучения в машиностроении и металлургии ОТЧЁТ о выполнении практической работы «Оценка погрешности, вносимой измерительной системой» по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля» образовательной программы профиля «Машиностроение и материалообработка (Инжиниринг обеспечения качества машиностроения)» направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) Вариант _4_ Выполнил обучающийся группы ЗМС-302С Борцов Н.Ю. шифр группы Фамилия И.О. обучающегося 11.04.2023 дата сдачи отчёта Проверил доцент кафедры ИММ должность преподавателя Бухаленков В.В. Фамилия И.О. преподавателя Оценка оценка дата Екатеринбург 2023 подпись преподавателя 1. Универсальная формулировка задания практической работы «Оценка погрешности, вносимой измерительной системой при измерении э.д.с.» В представлениях эквивалентной цепи источника питания, имеющего э.д.с. Еист и внутреннее сопротивление ri , определите, какие значения разности потенциалов Uнагр покажет электромеханический измерительный прибор – вольтметр – с разными сопротивлениями Rнагр измерительной катушки (или рамки). Индивидуальные комбинации исходных данных – значений Еист , ri и Rнагр –представлены в таблице в разделе 2. В каждый индивидуальный вариант задания входят три комбинации. Изобразите измерительную электрическую схему. Рассчитайте значения показаний вольтметра для трех комбинаций значений исходных данных. Оцените величину полученных расхождений – абсолютной и относительной погрешности – между э.д.с. источника и показаниями вольтметра для трёх комбинаций значений Еист , ri и Rнагр . Охарактеризуйте связь между величиной погрешности и соотношением внутреннего сопротивления источника э.д.с. и внешней нагрузки. Занесите результаты расчётов и оценки в пустые ячейки таблицы в разделе 2. 2. Комбинации исходных данных и результаты решения поставленных задач Таблица – Индивидуальные комбинации исходных данных, результаты расчётов и оценки Комбинации исходных данных № № Измева- из- ряери- ме- мая ан- ре- э.д.с. та ния Еист, В 4 Внутреннее сопротивление источника ri, Ом Сопротивление нагрузки Результаты расчётов и оценки Ток в цепи I,А Rнагр, Ом Падение напряжения на нагрузке Uнагр, В (показания вольтметра как измеренное значение э.д.с. Абсолютная погрешность ∆, В Относительная погрешност δ, % Соотношение внутреннего и внешнего сопротивлений ri/ Rнагр 10 36 9 2400 0,014 35,865 0,144 0,4% 0,004 11 36 9 600 0,059 35,647 0,540 1,5% 0,015 12 36 9 9 2,000 18,000 18,000 50% 0,500 3. Решение Ток I через нагрузку Rнагр равен: Измерение №10 I = Измерение №11 I = Измерение №12 I = 𝐸ист 36 = =0,014А 𝑅нагр + 𝑟𝑖 2400+9 𝐸ист 36 = 𝑅нагр + 𝑟𝑖 600+9 𝐸ист = 36 𝑅нагр + 𝑟𝑖 9+9 =0,059А =2А Следовательно, разность потенциалов (падение напряжения) Uнагр на нагрузке Rнагр выражается в виде: Измерение №10 Uнагр = I ∙ Rнагр = Еист ∙ Измерение №11 Uнагр = I ∙ Rнагр = Еист ∙ Измерение №12 Uнагр = I ∙ Rнагр = Еист ∙ Rнагр 𝑅нагр +𝑟𝑖 Rнагр 𝑅нагр +𝑟𝑖 Rнагр 𝑅нагр +𝑟𝑖 =36 2400 2400+9 =36 600 =35,865В =35,467В 600+9 =36 9 9+9 =18,000В Таким образом, нагрузка, подсоединенная к цепи, изменяет разность потенциалов от Еист до Uнагр . Чем больше величина Rнагр по отношению к ri , тем величина Uнагр ближе по значению к Еист . Отсюда следует условие максимальной передачи по напряжению: ri << Rнагр . Видно, что нагрузка, подключенная к цепи, приводит к появлению погрешности: ● абсолютной Измерение №10 = Еист - Uнагр = Еист (1 - 𝑅нагр 2400 )=36(1)=0,144В 𝑅нагр +𝑟𝑖 2400+9 Измерение №11 = Еист - Uнагр = Еист (1 - 𝑅нагр 600 )=36(1)=0,540В 𝑅нагр+𝑟𝑖 600+9 Измерение №12 = Еист - Uнагр = Еист (1 - 𝑅нагр 9 )=36(1- )=18,000В 𝑅нагр+𝑟𝑖 9+9 ● относительной Измерение №10 = Измерение №11 = Измерение №12 = Еист Еист Еист =1- 𝑅нагр 2400 =1= 0,004 𝑅нагр +𝑟𝑖 2400+9 =1- 𝑅нагр 600 =1=0,015 𝑅нагр +𝑟𝑖 600+9 =1- 𝑅нагр 9 =1- =0,5 𝑅нагр +𝑟𝑖 9+9
