Для измерения сопротивления косвенным методом использовались два прибора: амперметр и вольтметр магнитоэлектрической системы.
Измерение сопротивления производилось при температуре t приборами группы А, Б или В. Данные приборов, их показания, а также группа приборов и температура окружающего воздуха, при которой производилось измерение сопротивления:
- предел измерения вольтметра Uн=300 В;
- ток полного отклонения стрелки прибора при Uн – Imax=0,001 A;
- класс точности вольтметра γдU=1,0 %;
- показания вольтметра U=240 В;
- предел измерения амперметра Iн=1,5 A;
- напряжение полного отклонения стрелки прибора при Iн – Umax=0,1 B;
- класс точности амперметра γдI=1,0 %;
- показания амперметра I=1,3 A;
- группа приборов – А;
- температура – t=25 ℃.
Определить:
1. Величину сопротивления Rx' по показаниям приборов и начертитьxсхему.
2. Величину сопротивления Rx с учетом схемы включения приборов.
3. Наибольшие возможные (относительную γx и абсолютную ∆R) погрешности результат измерения этого сопротивления.
4. В каких пределах находятся действительные значения измеряемого сопротивления.
Решение
Приближенное значение сопротивления, согласно закону Ома, определится следующим образом:
Rx'=UI=2401,3=184,615 Ом.
При измерении сопротивления методом двух приборов – амперметра и вольтметра применяются две схемы:
- первая схема (рисунок 11.1) используется в тех случаях, когда
Rx'RA<RVRx';
- вторая схема (рисунок 11.2) используется в тех случаях, когда
Rx'RA>RVRx'.
Рисунок 11.1.
Рисунок 11.2.
Для того, чтобы определить величину сопротивления Rx с учетом схемы включения приборов, предварительно рассчитываем внутренние сопротивления амперметра и вольтметра:
RA=UmaxIн=0,11,5=0,067 Ом.
RV=UнImax=3000,001=300000 Ом.
Так как выполняется условие:
Rx'RA=184,6150,067=2755,4>RVRx'=300000184,615=1625 ,
то используем схему по рисунку 11.2.
Имеем:
UR=U-I*RA;
Rx=URI=U-I*RAI=UI-RA=2401,3-0,067=184,548 Ом.
Наибольшие относительные погрешности измерения приборов будут складываться из заданной класса точности прибора и допускаемого изменения показаний приборов в зависимости от группы по температуре и класса точности прибора, приведенного в таблице 11.1:
±γ=±γд±γt.
Таблица 11.1.
Класс точности прибора Допускаемое изменение показаний приборов на каждые 100С отклонения от t=200С для различных групп, %
А Б В
0,05 ±0,05 - -
0,1 ±0,1 - -
0,2 ±0,2 ±0,15 ±0,15
0,5 ±0,5 ±0,4 ±0,3
1,0 ±1,0 ±0,8 ±0,5
1,5 ±1,5 ±1,2 ±0,8
2,5 ±2,5 ±2,0 ±1,2
4,0 ±4,0 ±3,0 ±2,0
В частности:
- для вольтметра
±γU=±γдU±γtU=±1,0±0,5*1,0=±1,5 %;
- для амперметра
±γI=±γдI±γtI=±1,0±0,5*1,0=±1,5 %.
Относительная погрешность результата измерения сопротивления при косвенном методе измерения:
±γR=±γU*UнU±γI*IнI=±1,5*300240±1,5*1,51,3=±3,606 %.
Абсолютная погрешность результата измерения сопротивления:
∆R=±γR100%*Rx=±3,606100%*184,548=6,655 Ом.
Действительные значения измеряемого сопротивления находятся в пределах:
Rx-∆R<Rд<Rx+∆R;
184,548-6,655<Rд<184,548+6,655;
177,9 Ом<Rд<191,2 Ом.