Измерение напряжений

Министерство образования и наук Украины

 

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт»

 

Кафедра автоматики и управления в технических системах

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

«Измерение напряжений»

по дисциплине «Основы метрологии»

 

Выполнили студенты группы ИА-21

Руденко А.С

Варченко Ю.О.

 

 

Исходные данные:

№ варианта …………………………  
Типы приборов………………   М1106,Щ1516
Кратность расширения предела измерения  

 

 

 

 

К-2012

 

Определение внутреннего сопротивления прибора

 

Для вольтметра М1106:

 

На пределе измерения 750 В:

показания вольтметра: U = 400 В;

показания амперметра: І = 1,6 мА;

Rвн = U / I =468 кОм;

Р = I2 * R = 1.2 Вт.

 

 

Исследование типов сигналов

  Рис 1.Результаты измерений синусоидального напряжения

Исследуемый вольтметр измеряет среднеквадратичное значение напряжения.

 

Амплитуда напряжения есть максимальное по модулю значение мгновенного напряжения за весь период колебаний:

Для гармонических (синусоидальных) колебаний напряжения мгновенное значение напряжения выражается как:

Для сети переменного синусоидального напряжения со среднеквадратичным значением 220 В амплитудное равно приблизительно 311,127 В.

 

Среднее значение напряжения

 

Среднее значение напряжения (постоянная составляющая напряжения) определяется за весь период колебаний, как:

Для чистой синусоиды среднее значение напряжения равно нулю.

 

Среднеквадратичное значение напряжения

Среднеквадратичное значение (устаревшее наименование: действующее, эффективное) наиболее удобно для практических расчётов, так как на линейной активной нагрузке оно совершает ту же работу (например, лампа накаливания имеет ту же яркость свечения, нагревательный элемент выделяет столько же тепла), что и равное ему постоянное напряжение:

 

В технике и быту при использовании переменного тока под термином «напряжение» имеется в виду именно эта величина, и все вольтметры проградуированы исходя из её определения. Однако конструктивно большинство приборов фактически измеряют не среднеквадратичное, а средневыпрямленное (см. ниже) значение напряжения, поэтому для несинусоидального сигнала их показания могут отличаться от истинного значения.

 

Средневыпрямленное значение напряжения

Для синусоидального напряжения справедливо равенство:

Расширение предела измерения

 

 

Для вычисления добавочного сопротивления используем формулу Rд=Rв(n - 1), где n определяет, во сколько раз необходимо расширить пределы измерения вольтметра.

Rд=150(3 - 1)=200 Ом.

 

Вывод: на лабораторной работе мы исследовали различные типы напряжения, научились вычислять добавочное сопротивление и внутреннее сопротивление прибора.