В наличии имеются три вольтметра:
- первый вольтметр класса точности cd=0,50,2 с диапазоном шкалы до 10 мВ;
- второй вольтметр класса точности 0,5 с диапазоном шкалы до 10 мВ;
- третий вольтметр класса точности 0,2 с диапазоном шкалы до 20 мВ.
Какие из предложенных приборов подойдут для измерения заданного значения напряжения Ux=5 мВ, при условии, что погрешность измерения не превысит заранее установленное значение δx=6 % ?
Решение
В общем виде предел абсолютной погрешности ∆ находится из формулы:
γ=±∆XN*100%, (1)
где γ – класс точности; XN – предел измерения.
В свою очередь, предел инструментальной относительной погрешности определяется следующим образом:
δ=±∆Xизм*100%, (2)
где Xизм – результат измерения.
Но для первого вольтметра при используемом способе задания класса точности его относительная погрешность определяется следующим образом:
δ=±c+d*XNXизм-1, (3)
где XN=Umax=10 мВ – предел измерения; Xизм=Ux=5 мВ- показание вольтметра.
Кроме того, в соответствии с данными условия:
c=0,5 и d=0,2.
Получаем:
δ1=±0,5+0,2*105-1=±0,7 %.
В соответствии с формулой (1) получаем следующие значения абсолютных инструментальных погрешностей для второго и третьего вольтметров:
∆2=γ2*Uн2100%=±0,5*10100=±0,05 мВ;
∆3=γ3*Uн3100%=±0,2*20100=±0,04 мВ.
По формуле (2) определяем соответствующие инструментальные относительные погрешности для каждого из вольтметров:
δ2=±∆2Ux*100%=±0,055*100=±1,0 %;
δ3=±∆3Ux*100%=±0,045*100=±0,8 %.
Таким образом, для измерения заданного напряжения Ux=5 мВ подойдет любой из предложенных приборов, так как во всех трех случаях полученные относительные погрешности не превышают по абсолютному значению заданной δx=6 %.