Для схем, изображенных на рис.1 а, б рассчитать методические и предельные инструментальные погрешности при измерении напряжения и тока при аддитивном нормировании погрешностей измерительных приборов.
Рисунок 1
Исходные данные:
E=11 В; R1=205 Ом; R2=385 Ом; R3=127 Ом; γV=1,5; γA=1,5;
Uн=20 В; Iн=250 мА; RV=2,8 кОм; RA=0,8 Ом.
Решение
Рассматриваем схему а).
Ток, протекающий в цепи до подключения вольтметра:
I'=ER1+R2=11205+385=0,0186 А.
Напряжение на резисторе R2:
UR2'=I'*R2=0,0186*385=7,161 В.
Ток, протекающий в цепи после подключения вольтметра:
I=ER1+R2*RVR2+RV=11205+385*2800385+2800=0,0202 А.
Фактическое напряжение на резисторе R2, которое покажет вольтметр:
UR2=E-I*R1=11-0,0202*205=6,859 В.
Абсолютная методическая погрешность измерения напряжения, возникающая из-за наличия у вольтметра конечного не равного ∞ внутреннего сопротивления:
∆мет=UR2-UR2'=6,859-7,161=-0,302 В.
Относительная методическая погрешность измерения напряжения, возникающая из-за наличия у вольтметра конечного не равного ∞ внутреннего сопротивления:
δмет=∆метUR2*100%=-0,3026,859*100%=-4,4 %.
Абсолютная инструментальная погрешность используемого вольтметра:
∆инстр=±γV*Uн100%=±1,5 %*20 В100 %=±0,3 В.
Относительная инструментальная погрешность используемого вольтметра:
δинстр=∆инстрUR2*100%=±0,3 В*100 %6,859 В=±4,4 %.
Рассматриваем схему б).
Ток, протекающий в цепи до подключения амперметра:
I'=ER3=11127=0,0866 А=86,6 мА.
Фактический ток, протекающий в цепи после подключения амперметра, то есть ток, который покажет амперметр:
I=ER3+RA=11127+0,8=0,0861 А=86,1 мА.
Абсолютная методическая погрешность измерения тока, возникающая из-за наличия у амперметра конечного не равного 0 внутреннего сопротивления:
∆мет=I-I'=86,1-86,6=-0,5 мА.
Относительная методическая погрешность измерения тока, возникающая из-за наличия у амперметра конечного не равного 0 внутреннего сопротивления:
δмет=∆метI*100%=-0,586,1*100%=-0,6 %.
Абсолютная инструментальная погрешность используемого амперметра:
∆инстр=±γA*Iн100%=±1,5 %*250 мА100 %=±3,75 мА.
Относительная инструментальная погрешность используемого амперметра:
δинстр=∆инстрI*100%=±3,75 мА*100 %86,1 мА=±4,4 %.