Измерение параметров пассивных элементов электрический цепей, напряжения и токов - файл n1.doc

Измерение параметров пассивных элементов электрический цепей, напряжения и токов
Скачать все файлы (1354.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc1355kb.01.02.2014 08:44скачать

n1.doc

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Измерение напряжения и токов
Цель: Ознакомление с принципом действия и устройством приборов для измерения напряжения и тока. Исследование их основных метрологических характеристик и приобретение практических навыков работы с измерительными приборами.
Общие сведения
Основные технические характеристики приборов для измерения напряжения и тока: диапазон измерения напряжения и тока, погрешность измерения, диапазон работы частот, входное сопротивление, время одного измерения или число измерений в единицу времени, чувствительность или цена делений.

Диапазон измерений представляет собой область значений напряжения или тока, измеряемых нормированной погрешностью.

Полный диапазон:



где Umax и Umin – максимальные и минимальные значения измеряемого напряжения.

Рабочий диапазон:



Полный и рабочий диапазоны измерений прибора обычно измеряют в децибелах, по формулам:


Порядок выполнения работы
1. Определение основной погрешности, вариации показаний и поправки вольтметра выполняют по схеме, изображенной на рисунке 1. В качестве проверяемого прибора используется вольтметр типа МПЛ-46, а образцовый служит цифровой вольтметр типа В2-23.

Перед проведением эксперимента В2-23 включают в сеть и выждав 10ч15 мин., производят калибровку вольтметра И2-23.


Рисунок 1
Для выполнения программы проверяемый вольтметр МПЛ-46 устанавливают на диапазон 15 В и измеряют напряжение на всех оцифрованных делениях шкалы, изменяя входное напряжение регулируемого источника ТЭС-13. Измерение напряжения производят дважды. Действительные значения на оцифрованных делениях шкалы проверяемого вольтметра определяют как среднее значение двух измерений:



Расчет погрешностей измерения.

Абсолютная погрешность:



Относительная погрешность:



Приведенная погрешность:



где Uном. – номинальное значение проверяемого напряжения.

Абсолютное значение вариации:



Приведенное значение вариации:



Поправку вольтметра вычисляют по формуле:



Из полученных значений Yп и Yв необходимо выбрать большее и сравнить их с классом точности Кп проверяемого вольтметра. Если Yпmax и Yвmax окажутся Кп, то проверяемый вольтметр нельзя использовать с указанным классом точности.
Таблица 1

Показания

измерит.

прибора


Uном


0


1


2


3


4


5


6


7


8


9


10


11


12


13


14


15

Показания

образц.

прибора

U’обр

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

U’’обр

0

1,1

2,1

3,1

4,15

5,1

6,15

7,2

8,2

9,2

10,15

11,2

12,2

13,25

14,25

15,2

Действ.

значения

напряжен.

Uср

0


1,05


2,05


3,05


4,075


5,05


6,075


7,1


8,1


9,1


10,075


11,1


12,1


13,125


14,125


15,1

Погреш.

граду-

ировки

?U

0

0,05

0,05

0,05

0,075

0,05

0,075

0,1

0,1

0,1

0,075

0,1

0,1

0,125

0,125

0,1

?

0

5

5

5

7,5

5

7,5

10

10

10

7,5

10

10

12,5

12,5

10

Yп

0

0,33

0,33

0,33

1

0,67

0,5

0,67

0,67

0,67

0,5

0,67

0,67

0,83

0,83

0,67

Поправка

П

0

-0,05

-0,05

-0,05

-0,075

-0,05

-0,075

-0,1

-0,1

-0,1

-0,075

-0,1

-0,1

-0,125

-0,125

-0,1

Вариация

показаний

?Uобр

0

1,15

2,15

3,15

4,23

5,15

6,23

7,2

8,2

9,2

10,15

11,2

12,2

13,25

14,25

15,2

Yв

0

7,6

14,3

21

28,2

34,3

41,5

48

54,7

61,3

67,7

74,7

81,3

88,3

95

103


Определение чувствительности и цены деления выполняют на всех поддиапазонах вольтметра МПЛ-46 и электронного вольтметра В3-38. Чувствительность приборов рассчитывается по формуле:



где Nном. – номинальное число делений шкалы прибора.

Цену деления определяют по формуле:


Таблица 2

Номинальное напряжение подддиапазона, Uном.


10


20


30

Номинальное число делений, Nном.

11

21

31

Чувствительность, S

0,909

0,952

0,967


Определение входного сопротивления вольтметров выполняется по схеме, изображенной на рисунке 2. Входное сопротивление измеряют для двух вольтметров типа МПЛ-46 и В2-23 на всех поддиапазонах измерений.



Рисунок 2

Включаем последовательно в сеть сопротивление Rм. Увеличиваем сопротивление магазина до тех пор, пока показание вольтметра не уменьшится на 20ч50%. Входное сопротивление вычисляют по формуле:



где U1 – измеренное напряжение при Rм=0 Ом, U2 - измеренное напряжение при Rм=R0. Если установить U2=0,5∙U1, то Rвх.= R0.
Таблица 3

Номинальное напряжение подддиапазона, Uном.


7


15


30

Напряжение перегрузки поддиапазона, Uп

7,2

15,15

30,1

Цена деления, ?Uм

0,1

0,1

0,1


Примечание. При изменении Rвх. Цифрового вольтметра В2-23 на всех диапазонах использовать сопротивление R0=100 кОм. Мощность потребляемую входной цепью вольтметра рассчитывают по формуле:



Результаты измерений вычислим для вольтметров МПЛ-46 и В2-23 и сведем в таблицу 4.
Таблица 4

Тип вольтметра

Входное сопротивление и мощность на поддиапазонах

Uном.1=7 В

Uном.2=15 В

Uном.3=30 В

Rвх., Ом

Pвх., Вт

Rвх., Ом

Pвх., Вт

Rвх., Ом

Pвх., Вт

МПЛ-46

7,3

357,7

15,25

3434,25

30,4

27360

В2-23

5,4

264,6

8,8

1980

17,6

15840


Вывод: Ознакомились с принципом действия и устройством измерительных приборов. Используя в качестве измерения два разных вольтметра (стрелочный и цифровой) пришли к выводу, что у первого относительно второго имеется погрешность. Рассчитали относительную и абсолютную погрешность по напряжению, а также приведенную погрешность. Соответствующие результаты были занесены в таблицу. Определили чувствительность и цену деления на всех поддиапазонах цифрового вольтметра.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Измерение параметров пассивных элементов электрический цепей
Цель: Ознакомление с методами и средствами измерения сопротивления, индуктивности и емкости на постоянном и переменном токе. Привитие навыков работы с измерительными приборами и определение их метрологических характеристик.
Порядок выполнения работы
1. Измерение параметров элементов косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра.

2. Измерение сопротивления мостом постоянного тока.

3. Измерение параметров элементов мостом переменного тока.

4. Измерение параметров элементов резонансным методом.

5. Измерение параметров элементов цифровыми приборами.
Общие положения
Характеристики и параметры компонентов электрических сетей. Электрическая цепь представляет собой совокупность соединенных друг с другом элементов. Параметры пассивных элементов делят на основные и производные. К основным элементам относят: сопротивление резисторов, емкость компенсаторов, индуктивность. К произвольным параметрам относятся: добротность, постоянная времени, тангенс угла потерь. Главные параметры соответствуют основному назначению элемента, а паразитные параметры обусловлены несовершенством конструкции этих элементов. С учетом паразитных параметров резисторы, конденсаторы и катушки характеризуются некоторыми эффективными значениями сопротивления, емкости и индуктивности соответственно, которые зависят от частоты тока. В связи с этим эффективные значения параметров элементов необходимо измерить на рабочих частотах, чтобы избежать большой погрешности измерений.





Таблица 1

Установленное значение сопротивления


5


22


47


100


470

Напряжение источника,

U1, мВ


5


5


10


10


20

Напряжение,

U2, мВ




51,2

47,8

21,8

9,7

Ток I, мА




227

212

97

43

Измеренное значение сопротивления,

, Ом





0,247


0,273


0,328


0,691

Погрешность,

?к, %




10,23

4,81

2,28

1


Вывод: Ознакомились с методами и средствами измерения сопротивления, индуктивности и емкости на постоянном и переменном токе. Привили навыки работы с измерительными приборами и определение их метрологических характеристик.

Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации