Оценка погрешностей прототипа вольтметра на базе микроконтроллера ATmega8 и виртуальной модели вольтметра в среде Proteus

Аннотация

Рассмотрены особенности разработки прототипов и виртуальных моделей средств измерений. Исследованы погрешности двух вольтметров постоянного тока – прототипа на макетной плате и его виртуальной модели. Прототип вольтметра реализован на микроконтроллере ATmega8 с четырёхразрядным индикатором, виртуальная модель разработана в среде Proteus и полностью повторяет принципиальную схему прототипа. В качестве эталонных средств калибровки вольтметров использованы источник питания GW Instek GPC и лабораторный мультиметр VOLTCRAFT MXD. Оценены абсолютная и относительная погрешности прототипа и виртуальной модели вольтметра в диапазоне 0–6 В. Установлено, что в диапазоне 0–1 В высокая относительная погрешность измерения напряжения прототипом вольтметра обусловлена влиянием погрешности установки напряжения источника питания, а также отклонениями от номиналов действительных значений параметров элементов схемы. Минимальная относительная погрешность измерения напряжения прототипом вольтметра составила менее 1 % в диапазоне 5–6 В. Проведён сравнительный анализ результатов оценки погрешностей прототипа и виртуальной модели вольтметра и сделан вывод о сравнимой точности виртуальной модели и реального прототипа при равных параметрах качества электроэнергии. Полученные результаты будут полезны при исследованиях качества напряжения на этапах разработки прототипов и виртуальных моделей средств измерений других типов.