LUCRAREA NR

LUCRAREA 3DETERMINAREA CARACTERISTICILOR METROLOGICE ALE UNUI VOTMETRU ANALOGIC

I. PARTEA TEORETIC:

Caracteristicile metrologice descriu comportarea aparatului n raport cu mrimea de msurat, cu mediul ambiant i cu operatorul uman, fr a da informaii asupra construciei sau principiului de funcionare al aparatului.

Schema funcional restrns a unui aparat de msurat este prezentat n Fig.1.

(1, (2, ... (n perturbaii externe

(1, (2, ... (r perturbaii interne

c1, c2, ... cq comenzi

Y = f(X) reprezint caracteristica static ideal

- reprezint caracteristica static real

Mrimi perturbatoare externe: temperatura, presiunea, umiditatea, intensitatea cmpurilor electrice sau magnetice, etc.

Mrimi perturbatoare interne: zgomote generate de rezistoare, semiconductoare, transformatoare, frecrile n lagre, etc.

Comenzi: alegerea domeniului de msur, calibrarea intern, reglarea zeroului etc.

Experimental pot fi determinate urmtoarele caracteristici metrologice ale voltmetrelor analogice:

1. Domeniul (intervalul) de msurare: este intervalul cuprins ntre Umin i Umax. La majoritatea voltmetrelor valorile minime de la intrare Umin i de la ieire amin sunt zero, unde U este mrimea de intrare (de msurat) iar a este mrimea de ieire (deviaia unghiular pe scara gradat n diviziuni). Exist i voltmetre cu zero la mijloc, la care valoarea minim este egal i de semn contrar valorii maxime, Umin = -U i Umax = +U. Valorile maxime Umax i amax sunt stabilite prin nsi construcia aparatelor, depirea valorii maxime la intrare neputnd fi sesizat la ieire, periclitndu-se securitatea aparatului respectiv.

2.Sensibilitatea S: reprezint raportul ntre variaia mrimii de ieire i variaia corespunztoare a mrimii de intrare. Pentru o caracteristic static liniar:

(1)

(2)

n figura alaturat este prezentatm caracteristica static liniar a unui voltmetru analogic.

Fig.1

3.Constanta C: este inversul sensibilitii

(3)

Pentru o caracteristic static liniar :

(4)

4.Consumul propriu: reprezint puterea consumat de aparat la limita maxim a domeniului de msurare. n cazul voltmetrelor de curent continuu consumul propriu se exprim n W, iar n cazul celor de curent alternativ se exprim de obicei n VA (putere aparent).

Deseori, consumul propriu n cazul voltmetrelor se exprim prin inversul curentului absorbit de aparat la limita maxim a domeniului de msur, mrime denumit numrul de /V.

(5)

Consumul propriu al voltmetrului este cu att mai mic, cu ct curentul absorbit din circuitul de msur este mai mic, deci cu ct numrul de /V este mai mare.

5. Timpul de rspuns (timpul tranzitoriu): este intervalul de timp din momentul aplicrii la bornele voltmetrului a unei tensiuni de valoare constant, pn n momentul cnd acul indicator ocup o poziie stabil pe scara gradat.

6. Precizia: este caracterizat prin indicatorul denumit clas de precizie deinit ca, raportul dintre eroarea maxim admisibil Umax i valoarea maxim Umax, care se poate msura cu voltmetrul respectiv, multiplicat cu 100.

(6)

II. PARTEA EXPERIMENTAL:

Se vor detrmina principalele caracteristici metrologice ale unui voltmetru industrial de c.a., de tip feromagnetic.

1. Domeniul de msurare: Se vor stabili limitele superioare (Umax) i inferioare (Umin) ce se pot msura cu voltmetrul respectiv.

2. Sensibilitatea: Se determin sensibilitile pe fiecare domeniu de msurare cu ajutorul relaiilor 1 i 2.

3. Constanta: Se determin constantele pentru fiecare domeniu de msurare utiliznd relaia 3.

4. Consumul propriu: se realizeaz montajul din figura de mai jos.

-se pune voltmetru pe domeniul de 30V i se regleaz tensiunea sursei pn cnd voltmetru indic maxim. Se citete indicaia mili-ampermetrului;

-se repeta paii pentru domeniul de 75V.

5. Timpul de rspuns:

-n montajul prezentat anterior, se aduce indicaia voltmetrului la aproximativ jumtatea scrii gradate;

-se decupleaz sursa de tensiune i se cronometreaz timpul pn la oprirea oscilaiilor acului indicator;

-se cupleaz sursa de tensiune i se cronometreaz timpul pn la oprirea oscilaiilor acului indicator;

-se fac 5 astfel de msurtori.

6. Precizia: se realizeaz montajul din figura alturat.

V-este voltmetrul verificat; V0-este un voltmetru numeric etalon

Se vor compara indicaiile voltmetrului la toate diviziunile importante, cu indicaiile voltmetrului etalon. Rezultatele vor fi trecute n tabelul de mai jos. Pentru a pune n eviden erorile datorate histerezisului, se vor face cte dou msurtori: n sens cresctor al tensiunii i n sens descresctor.

U[V]20304050607075

Sens

cresctorU01[V]

U1[V]

Sens

descresctorU02[V]

U2[V]

U[V]

III. PRELUCRAREA REZULTATELOR:

1. Se calculeaz consumul propriu al voltmetrului (n VA) i numrul de /V:

Paparent=IvUmax(7)

(8)

2. Se evalueaz precizia voltmetrului, calculnd erorile absolute Uk=U-U0k (k=1,2). Se calculeaz eroarea absolut medie:

(9)Se calculeaz eroarea relativ maxim, raportat la limita maxim a domeniului de msur:

(10)unde |Umax| este valoarea maxim (n modul) al erorilor U.

Se ncadreaz voltmetrul n una din clasele de precizie standardizate (pentru aparatele industriale clasele de precizie standardizate sunt: 0,5; 1; 1,5; 2,5; 5; 10).

(11)

3. Se reprezint grafic dependena erorii absolute de valoarea tensiunii indicate: U=f(U) EMBED Word.Picture.8

EMBED Word.Picture.8

EMBED Word.Picture.8

EMBED Word.Picture.8

61

_1220691866.unknown

_1220697477.unknown

_1220697998.unknown

_1220698377.unknown

_1221539236.doc

Surs de tensiune

V0

V

_1220697808.unknown

_1220692547.doc

a[div]

U[V]

amax

Umax

0

a

U

_1220697142.doc

Surs de tensiune

mA

V

_1220691869.unknown

_1107754981.unknown

_1220691131.unknown

_1188286927.unknown

_1188283695.doc

Y=f(X)

(1

(2

(n

...

(r

(2

(1

c1

c2

cq

...

X

Y

...

Intrare

Ieire

Fig.1. Schema funcional a

unui aparat de msurat

_1107754856.unknown