Тема- Разработка методики выполнения измерений переменного напряжения сложной формы на выходе резест

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Министерство  образования  Российской  Федерации

СЕВЕРО – ЗАПАДНЫЙ  ЗАОЧНЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра метрологии

КУРСОВАЯ  РАБОТА

ПО  МЕТОДАМ  И  СРЕДСТВАМ  ИЗМЕРЕНИЙ,  

ИСПЫТАНИЙ  И  КОНТРОЛЯ

         Тема: « Разработка методики выполнения измерений переменного напряжения  сложной  формы  на  выходе  резестивного  делителя  напряжения » 

Выполнил: студент  

Курс:  IV

Факультет:  Радиоэлектроники

Специальность: 1908

Шифр: ------15

Проверил  преподаватель:  Э.И. Медякова  

             

Санкт – Петербург  

2004

 

СОДЕРЖАНИЕ

                   ВВЕДЕНИЕ                                                                      с. 3

  1.    РАЗРАБОТКА  ОСНОВНЫХ  ЭТАПОВ  МВИ           с. 4

  1.1  Формирование  исходных  данных              с. 4

  1.2  Выбор  методов  и  средств  измерений                         с. 4

  2.     РАЗРАБОТКА  ДОКУМЕНТАЦИИ                             с. 11

         ЛИТЕРАТУРА                                                                 с. 15

ВВЕДЕНИЕ

Методика выполнения измерений (МВИ) – технологический процесс измерений, выполнение которого с соблюдением всех требований, содержащихся в описании аттестованной МВИ, гарантирует получение результатов измерений с качеством, удовлетворяющим для него нормам.

        Получение результатов измерений с известной точностью, не превышающей допускаемых пределов, является важнейшим условием обеспечения единства измерений. Таким образом, МВИ, отвечающие современным требованиям, играют решающую роль в обеспечении единства измерений.  

        МВИ определяют качество измерений, разрабатываются и применяются с целью обеспечения измерений физических величин с точностью, правильностью и достоверностью, удовлетворяющих регламентированным для них норм.

        Существует два вида МВИ: типовая и индивидуальная.

        Типовая МВИ – МВИ, рассчитанная на применение любого экземпляра СИ и вспомогательных технических средств, характеристики которых удовлетворяют требованиям описания МВИ.

        Индивидуальная МВИ -  МВИ, рассчитанная на применение конкретных экземпляров СИ и вспомогательных технических средств и при определении показателей качества которой учитывались индивидуальные свойства этих экземпляров.

Целью данной курсовой работы является получение практических навыков разработки МВИ, основными этапами которой являются:

•  формирование исходных данных для разработки МВИ;
•  выбор методов и средств измерений (далее – СИ);
•  разработка описания МВИ;
•  оформление результатов разработки МВИ.

При разработке МВИ одним из основных исходных требований является требование к точности измерений.

1.  РАЗРАБОТКА  ОСНОВНЫХ  ЭТАПОВ  МВИ

1.1  Формирование  исходных  данных

Измеряемая  величина: 

напряжение  переменного  тока  на  выходе  резистивного  делителя  напряжения,  применяемого  в  лабораторном  практикуме.

Характеристики измеряемых величин:

Напряжение, В, не более                  ..............3,0

Пределы допустимого относительного отклонения

показаний СИ от измеряемого значения

напряжения, %, не более                 ............ ± 1,5  

Значение  напряжения:   средневыпрямленное

Форма  сигнала:  ОПИ (однополярные прямоугольные импульсы)  

                             со  скважностью 3

Частота сигнала, кГц,  не более                                ………. 5,0                      

     

Условия измерений:

•  диапазон температуры окружающего воздуха, К,  ............288-298
•  относительная влажность воздуха, %      .............50 – 80

Характеристики объекта измерений

( R1=R2=R ), Ом, не более               ............. 105

1.2  Выбор методов и средств измерений

Поставленная  измерительная  задача  может  быть  решена  при  использовании  различных  средств  измерений  (вольтметра  и  осциллографа).

Поставленные  нормы  точности  показывают, что  средневыпрямленное  значение  может  быть  измерено  с  помощью  осциллографа  прецизионного  (цифрового),  например  С 1-112.  Однако  при  расчете  средневыпрямленного  значения  по  показанию  осциллографа  соответствующего  амплитудному  значению  будет  допущена  существенная  ошибка.  Поэтому предпочтитель-ней  применить  соответствующий  вольтметр  переменного  тока.  Как  известно  эти  вольтметры  строятся  с  применением  различного  вида  детекторов,  причем  шкалы  их  градуируются  по-разному.  По  этому  показания  любого  подобного  вольтметра  должно  быть  проанализировано,  в  результате  чего  могут  быть  указаны  пределы,  в  которых  находится  исследуемое  значение  напряжения  сложной  формы.

Для  обеспечения  правильности  и  точности  показаний  в  данном  случае  должны  быть  учтены  типовые  метрологические  характеристики  используемого  вольтметра.

Далее  рассмотрим  три  характерных  типа  вольтметра:

 

1.  Вольтметр  с  детектором  средневыпрямленного  значения,  шкала  которого  проградуирована  в  среднеквадратических  значениях  напряжения  синусоидальной  формы.
2.  Вольтметр  с  амплитудным  детектором,  шкала  которого  проградуирована  в  среднеквадратических  значениях  напряжения  синусоидальной  формы.
3.  Вольтметр  с  детектором  среднеквадратического  значения,  показания,  которого  всегда  соответствуют  среднеквадратическому  значению  напряжения  любой  формы.

                 Рис. 1  Схема  измерительной  установки

Построим  временной  график  исследуемого  сигнала.

 

           

 

Рис. 2  Временной  график  исследуемого  сигнала.

Выведем  соотношения  для  всех  трех  вариантов  используемых  вольтметров.

1.  В  случае  применения  вольтметра  с  детектором  средневыпрямленного  значения, шкала  которого  проградуирована  в  среднеквадратических  значениях  напряжения  синусоидальной  формы  справедливо  следующее  выражение:

    (1)

     (2)     

             

где   -  коэффициент  амплитуды,      -  коэффициент  формы

                                            ===

                                 (3)  

Амплитудное  значение  всего  напряжения  определяется  по  формуле:

                                                                                      (4)

                                                (5)

Из  формулы  (3)  вычисляем

                                                           (6)

2.  В  случае  применения  вольтметра  с  амплитудным  детектором,  причем  шкала  вольтметра проградуирована  в  среднеквадратических  значениях  напряжения  синусоидальной  формы  справедливо  следующее  выражение:

   (7)
 отсюда:      

                    (8)     

 следовательно:

   (9)

3. Проанализируем  показания  вольтметра  с  детектором  среднеквадратического  значения.  Подобные  вольтметры  всегда  дают  показания  соответствующие  среднеквадратическому  значению  напряжения  любой  формы:

       (10)

Искомое  средневыпрямленное  значение  всего  сигнала  определяется  согласно  выражению:

(11)

Анализируя  три  полученных  выражения,  выбираем  вольтметр  с  детектором  средневыпрямленного  значения.  Однако  следует  учесть,  что  это  расчетное  значение  определенное  по  показанию  пока  ещё  не  учитывает  характеристики  точности  и  правильности  показаний.  Средневыпрямленное  значение  может  быть  представлено  в  виде  пределов  

которых  оно  может  находиться  с  учетом  основных  метрологических  характеристик  используемого  вольтметра.  

Класс  точности  средства  измерения  (вольтметра)  определяет  величину  максимального  допустимого  абсолютного  отклонения  показания  вольтметра  от  измеряемого  значения  (±ε).

Абсолютная  детерминированная  поправка  к  показаниям  вольтметра  (),  должна  быть  определена  с  учетом  входного  сопротивления    вольтметра  Rвх .  С  учетом  выше- сказанного   эти  пределы  могут  быть  представлены  в  виде  выражения:

                                                (12)

Далее  выберем  вольтметр,  исходя  из  поставленных  требований  к  характеристикам  точности.

Поскольку  δ  1,5% ,  то  можно  сделать  вывод,  типовые  стрелочные  вольтметры  не  подходят.  Следовательно,  необходимо  использовать  цифровой  вольтметр.

Выбираем  вольтметр  В 7-40  с  классом  точности  в  режиме  измерения  переменного  напряжения  0,6/0,1.  Этот  вольтметр  имеет  следующие  пределы  измерений  выбираемые  автоматически:

                               0,2 ; 2 ; 20 ; 200 ; 2000 В

Следовательно,  при  необходимости  снятия  показаний  3В;

                                   %

что  удовлетворяет  поставленным  требованиям.

Абсолютное  отклонение  показания  от  измеренного  значения  определяется  по  формуле:

                          В

Определим  величину  абсолютной  поправки  к  показаниям  вольтметра,  для  чего  выведем  формулу.  Напряжение  на  выходе  делителя  при  Rвх → ∞   определим  по  формуле:

 

                                                                 (13)

При  Rвх ,  экспериментально  определяем  значение  этого  напряжения:

                                                     (14)

Относительная  поправка  к  показаниям  вольтметра  определяется  по  формуле:

                                                                  (15)

Далее  по  этому  аналитическому  выражению  построим  график  зависимости:  

	0,01	01	1	10	100
%	0	5	34	74	98

          Рис.3  График  зависимости    

У  вольтметра  В 7-40 ,  Rвх   должно  быть  не  менее  1 Мом.  Предположим,  что  у  данного  экземпляра  вольтметра   Rвх  составляет  Rвх=1,2 Мом.  Тогда  отношение    .  

Определяем  по  графику  рис. 3  величину  .
Переход  от  относительной  детерминированной  поправки  к  абсолютной  производится  согласно  зависимости:

                                  

С  учетом  вышесказанного,  измеряемое  средневыпрямленное  значение  напряжения  сложной  формы  на  выходе  резистивного  делителя  напряжения  находится  в  пределах:

           ( 4,05 + 0,13 ) – 0,03  UCВ   ( 4,05 + 0,13 ) + 0,03  (В)

                                          4,15  UCВ   4,21    (В)

2.  РАЗРАБОТКА  ДОКУМЕНТАЦИИ

Методика выполнения измерений

НАПРЯЕНИЯ  СЛОЖНОЙ  ФОРМЫ  НА  ВЫХОДЕ

РЕЗИСТИВНОГО  ДЕЛИТЕЛЯ  НАПРЯЖЕНИЯ

1.  Вводная часть.

Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерений    переменного  напряжения  сложной  формы  на  выходе  резистивного  делителя  напряжения  методом вольтметра в рабочих условиях.

2.   Нормы точности и правильность измерений.

Реализация данной МВИ обеспечивает выполнение измерений   переменного  напряжения  сложной  формы  с максимально допустимым отклонением показания от измеряемой величины,  не  более   ± 1,5 %

3.   Средства измерений и вспомогательные устройства.

При проведении измерений применяют СИ, технические характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1.

№ п/п	Наименование измеряемой величины	Наименование СИ	Тип	Метрологические характеристики
				Цена  деления	Класс точности
1.	Переменное напряжение сложной  формы	Вольтметр	В 7-40	Единица  младшего   кода	0,6/01

4.   Метод измерений.

Измерение переменного  напряжения  сложной  формы выполняют методом непосредственной оценки, реализованным с помощью вольтметра       В 7-40 .  Значение переменного  напряжения  сложной  формы  является результатом прямых измерений с помощью вольтметра.

5.  Требования безопасности.

-  При выполнении измерений переменного  напряжения  сложной  формы необходимо соблюдать  «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утверждённые Госэнергонадзором.

-  По  требованиям  безопасности  вольтметр  В 7-40  относится  к  классу  защиты  Ι .

-  К  работе  с  вольтметром  допускаются  лица  изучившие  работу  вольтметра  и  его  составных  частей  и  прошедшие  проверку  знаний  по  технике  безопасности  при  работе  с  электроустановками  напряжением  до  1000 В  (с  делителем – свыше  1000 В).

-  Перед  включением  вольтметр  необходимо  заземлить,  для  чего  зажим  защитного  заземления  «          »  на  задней  панели  вольтметра  подсоединить  к  контуру  защитного  заземления.

-  Подключение  к  вольтметру  и  отключение  измерительных  кабелей  производится  только  при  обесточенных  электрических  цепях.

-  Лица,  допущенные  к  работе  должны  проходить  ежегодную  проверку  знаний  по  технике  безопасности.

6.   Требования к квалификации операторов.

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, имеющие среднетехническое,  неполное высшее образование, прошедшие инструктаж в соответствии со стандартом предприятия, изучившие техническую документацию на применяемые СИ.

7.   Условия выполнения измерений.

При проведении измерений и при подготовке к ним необходимо соблюдать условия, приведённые в таблице 2.

Таблица 2

№  п/п	Измеряемая величина	Наименование влияющих величин
1	Напряжение	Номинальное напряжение сети	Предельное отклонение
		220 В	±10%
		Частота напряжения питания	Предельное отклонение
		50 Гц	±0,5 Гц
		Температура окружающей среды	Предельное отклонение
		200С	±100С
		Влажность	Предельное отклонение
		65%	±15%
		Рабочая область частот
		20Гц÷100КГц

8.  Подготовка к выполнению измерений.

•  убедиться в отсутствии механических повреждений в случае транспортирования прибора в условиях повышенной влажности или низких температур;
•  убедиться в наличии действующих сертификатов калибровки у применяемого СИ;
•  установить прибор  в горизонтальное положение;
•  установить  тумблер  СЕТЬ  в  положение  ВКЛ. ; 
•  перед  измерением  прогреть  прибор  в  течении  10  минут;
•  при  измерении  ~U  подключить  к  гнездам  « U, R »  и  « О »  кабель  К2;
•  нажать  на  передней  панели  переключатель  рода  работ  соответствующий  ~U;

9.  Выполнение измерений.

Для  проведения  измерений  переменного  напряжения  необходимо  выполнить  следующие  операции:

•  подготовить  вольтметр  к  измерениям  согласно,  подраздела 8;
•  провести  отсчет  показаний  по  индикаторному  табло.  

10.  Обработка результатов измерений.

Обработка результатов измерений переменного  напряжения  сложной  формы производится согласно методике проведения однократного измерения:

1.  Анализ априорной информации (об измеряемой величине, о влияющих факторах и т.д.);
2.  Получение одного значения отсчёта  ;
3.  Определение  средневыпрямленного  значения  показания  прибора

                                                          , В

где    -  скважность.

1.  Определение максимально возможного абсолютного  отклонения  результата однократного измерения    от значения измеряемой величины.

                                       ,  В  ,

где   -  относительное  отклонение  показаний  от  измеряемого  значения  напряжения .

4.  Определение  абсолютной  детерминированной  поправки  к  показаниям  вольтметра  (),  должна  быть  определена  с  учетом  входного  сопротивления    вольтметра  Rвх .

                                                      ,  В

где   -  относительная  поправка  к    показаниям  вольтметра  

                                                 ,   %                              

1.  Определение пределов, в которых находится значение измеряемой  величины.

 ,  В

11.   Оформление результатов измерений.

Результаты измерений оформляются протоколом.

ПРОТОКОЛ  № _______

от «___ » ________200__г.

измерений переменного  напряжения    сложной  формы

на  выходе  резистивного  делителя  напряжения

Применяемые СИ:               вольтметр  В 7-40  инв. №  ____________

Условия проведения

измерений:         t окр.  ср.           ___________оС

                 влажность         ____________%

  

	Результат проведения измерения
Показания  вольтметра
Средневыпрямленное  значение  показания  вольтметра
Абсолютное  отклонение  результата однократного измерения    от значения измеряемой величины.
Абсолютная  детерминированная  поправка  к  показаниям  вольтметра  () .
Пределы, в которых находится значение измеряемой  величины

Измерения произвел:___________________________

ФИО   должность

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Виноградов Г.А. Основы электротехники. – Л.: Изд-во Энергия, 1992
2.  Спектр. Электрические измерения
3.  Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология. – М.: Высшая школа, 1993
4.  ГОСТ Р 8.563-96 «ГСИ. Методики выполнения измерений»
5.  МИ 1967-89 «ГСИ. Выбор методов и средств измерений при разработке методик выполнения измерений. Общие положения»
6.  МИ 2377-98 «ГСИ. Разработка и аттестация методик выполнения измерений»

1. Дизайн и его виды. Тесты
2. тематики Національного університету водного господарства та природокористування
3. Надотряд Clupeomorpha Отряд Clepeiformes Семейство Engraulidae
4. Планирование сбытовой политики предприятия
5. на тему- Страховой продукт как основной инструмент работы страховщика Студентка Сунгурова Мари
6. ВАРІАНТ 1. Завдання 1
7. Венесуэла
8. Методические основы анализа финансовой отчетности
9. по теме- Воспитание тружеников села ХХI века в условиях модернизации естественнонаучного образования.html
10.  Краткая физикогеографическая характеристика бассейна озера
11. Бакалавр информационной безопасности
12. тема государственной службы включает в себя следующие виды- государственная гражданская служба; во
13. Функций семьи столько сколько видов потребностей в устойчивой повторяющейся форме она удовлетворяет
14. Экономический эффект от создания проектируемого оборудования для восстановления деталей двигателей методом железнения натиранием
15. Автоматизация финансово-экономического отдела ТОО БАК
16.  Понятие состава преступления- совокупность предусмотренных уголовным законом объективных и субъективны
17. Фючерсні контракти
18. Учет затрат
19. Економіка та підприємництво
20. вариант характеристики предложения является правильным знаки препинания не расставлены Одно лишь остава

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе