ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИЗМЕРЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ И ПЕРЕМЕННЫХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ Цель работы- изучение пр
Работа добавлена на сайт samzan.net:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗМЕРЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ И ПЕРЕМЕННЫХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ
Цель работы: изучение приборов и методов измерений токов, напряжений и сопротивлений в электрических цепях.
Приборы и оборудование: регулируемый источник постоянного напряжения, генератор переменного тока типа Г3-34, вольтметр В7-15, комбинированный вольтметр-амперметр М-253, вольт-метр В7-16, переменный резистор Р-33.
Общие сведения
Используемые в электрорадиотехнических устройствах токи и напряжения существенно различаются по своим характеристикам. Для постоянного тока (напряжения), т.е. тока не изменяющегося во времени, исчерпывающими являются сведения о его абсолютной величине и направлении. Для адекватной характеристики переменных токов (напряжений) вводится значительно больше параметров, число которых зависит от формы электрического сигнала (рис. 1).
Переменный ток промышленной частоты имеет синусоидальную форму (рис. 1а) и характеризуется мгновенным, среднеквадратическим (действующим) значением, амплитудой и фазой.
i = Im sin (t + ), (1)
где i и I - соответственно мгновенное и амплитудное значения тока, - циклическая частота, t - время, - угол фазового сдвига.
Рис. 1. Форма переменного напряжения: а - синусоидальная, б - несинусоидальная, в - треугольная, г- меандр, д- прямоугольный импульс
Мгновенное значение тока i (или напряжения U) наблюдают на экране осциллографа, среднеквадратическое значение измеряется соответствующим амперметром или вольтметром, амплитуда обычно вычисляется по измеренному среднеквадратическому значению.
Амплитудой напряжения Um (тока Im) называют максимальное значение синусоидального напряжения. Среднеквадратическое (действующее) значение определяется как:
(2)
где Т=2/ - период переменного тока.
Для синусоидального напряжения (тока)
(3)
Связь между амплитудой и среднеквадратическим значением при любой форме изменения мгновенных значений определяется формулой
U = Um/KA , (4)
где КA - коэффициент амплитуды (для синусоидального напряжения (тока) ).
В практике измерений применяют также средневыпрямленное значение напряжения (тока)
(5)
Для измерения токов и напряжений широко используются как аналоговые, так и цифровые измерительные приборы (ИП). Аналоговые приборы можно разделить на две группы: приборы непосредственной оценки и приборы сравнения (приборы уравновешивающего преобразования).
Среди аналоговых приборов непосредственного преобразования выделяют электромеханические и электронные ИП. Структурная схема электромеханического измерительного прибора показана на рис. 2. Она включает в себя электромеханический измерительный преобразователь (магнитоэлектрического, электромагнитного, электродинамического, электростатического или других типов), отсчетное устройство и входное устройство. Электромеханический измерительный преобразователь преобразует измеряемую электрическую величину (ток, напряжение) в механическую (перемещение подвижной части механизма), доступную для восприятия органами чувств человека. Отсчетное устройство предназначено для отсчитывания значения перемещения подвижной части преобразователя и связанного с ним значения измеряемой величины. Входное устройство электромеханического ИП представляет собой обычный масштабный преобразователь (делитель, шунт, трансформатор и т.д.). Возможно использование в измерительной цепи преобразователей рода величины (термоэлектрического, выпрямительного и др.).
Рис.2. Структурная схема электромеханического ИП
Существенно расширить возможность электромеханических ИП (повысить чувствительность, увеличить входное сопротивление, расширить диапазон рабочих частот и т.д.) позволяет использование в ИП электронных усилителей-преобразователей. Такие ИП называют аналоговыми электронными измерительными приборами, их упрощенная структурная схема показана на рис. 3.
Рис.3. Структурная схема аналогового электронного вольтметра
Для повышения точности измерения напряжения в цепях постоянного тока, особенно в тех случаях, когда величина измеряемого напряжения (Ux) мала, как, например ЭДС термоэлектрического преобразователя, или велико внутреннее сопротивление источника напряжения, применяют компенсационный метод измерения напряжения. Сущность этого метода заключается в сравнении напряжения Ex с известным напряжением Uэт. В схеме на рис. 4 Ex сравнивается с напряжением, падающим на калибровочном потенциометре Rэт. Напряжение Uэт в случае, когда Ex=Uэт определяется выражением: Uэт=Ex=IэтRэт, где Iэт – эталонный источник тока. При этом нуль-индикатор (НИ) регистрирует отсутствие тока в измерительной цепи и, следовательно исключается методическая ошибка, обусловленная влиянием измерительного прибора на объект измерения.
Рис.4. Принципиальная схема измерения напряжения компенсационным методом
Цифровые измерительные приборы (ЦИП) - приборы, в которых измеряемая величина преобразуется в цифровой код, а затем в соответствии с цифровым кодом представляется на отсчетном устройстве в цифровой форме. ЦИП, как и аналоговые ИП, делятся на приборы прямого преобразования и приборы сравнения. Структурная схема приборов первого типа представлена на рис. 5. Она включает в себя входное устройство, преобразующее измеряемую величину к виду, удобному для нормальной работы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). С входа АЦП информация об измеряемой величине в виде цифрового кода поступает в буферное устройство, где осуществляется дальнейшая ее обработка (например, выполнение операций усреднения, изменения кода для согласования АЦП с индикатором и т.д). Управление ЦИП осуществляется с помощью устройства управления.
Обладая всеми достоинствами аналоговых электронных измерительных приборов, ЦИП имеют существенные преимущества, например, более высокую точность измерений, удобное для оператора представление информации, автоматический выбор диапазона измерений и т.д.
Рис. 5. Структурная схема ЦИП прямого преобразования
При проведении практических измерений токов и напряжений желательно располагать предварительной информацией об измеряемой величине: напряжении, форме сигнала, частоте и т.д. с тем, чтобы сделать правильный выбор измерительного прибора и предела измерений. Если информация об измеряемой величине минимальна, то следует начать измерения, установив предел измерений, соответствующий максимальному значению напряжения (тока). Затем определить оптимальный предел, на котором и проводить измерения.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с назначением и техническими данными используемых стандартных приборов, освоить приемы работы с ними.
2. Собрать схему (рис. 6). По указанию преподавателя в качестве источника напряжения использовать стабилизированный источник питания типа ИСН-3 или генератор синусоидальных напряжений типа Г3-34 (Г3-102 или др.). В качестве переменного резистора - магазин сопротивлений Р-33. В точках 1 и 2 измерить силу тока и напряжение U12, используя для этого поочередно (в соответствующих режимах) измерительные приборы: М-253, В7-15 и В7-16.
Рис. 6. Схема измерительной цепи: Е – источник напряжения с внутренним сопротивлением r, R- переменный резистор
Измерения проводить в следующей последовательности:
3. В качестве источника Е использовать источник постоянного тока ИСП-3, напряжение на котором установить равным 10 В.
4. Изменяя сопротивление R1 от 10000 Ом до 100 Ом (промежуточные значения R1 = 5000, 2000, 1000, 500, 200, 150, 110 Ом), измерить зависимость силы тока в цепи от величины R1.
5. Изменяя сопротивление R1 в последовательности, указанной в пункте 4, измерить зависимость напряжения U12 от величины R1.
6. Подключить в качестве источника Е генератор Г3-34, установив на нем частоту f=1 кГц и напряжение U=1 В. Установить сопротивление R1=100 Ом.
7. Изучить зависимость показаний вольтметров М 253, В7-15 и В7-16 от частоты. Измерения проводить при значениях f=20, 40, 60, 100 Гц, 1, 5, 10, 20, 50, 100, 150 и 200 кГц.
8. Провести измерения в соответствии с указаниями в пункте 7, R1=100 кОм.
9. Полученные результаты отразить в таблицах и в виде графиков соответствующих зависимостей.
10. По данным измерений I (R1) определите внутреннее сопротивление источника постоянного тока.
Контрольные вопросы
1. Основные типы электромеханических преобразователей. Принцип действия электромеханических преобразователей.
2. Особенности измерительных входных цепей ИП при измерении напряжений и токов.
3. Как расширить пределы измерения используемых в лабораторной работе ИП по напряжению и току?
4. Объясните полученные в эксперименте функциональные зависимости I(R1); U(R1) и U(f) и их различия в случаях измерений различными ИП.
5. Как с помощью вольтметра измерить силу тока?
6. Чем определяется основная погрешность при измерениях приборами М-253, В7-15 и В7-16?
- Перечислите и поясните основные величины, характеризующие переменный ток синусоидальной формы.
- Поясните принцип действия вольтметра компенсационного типа.
- Изобразите структурную схему вольтметра компенсационного типа для измерения напряжения синусоидальной формы.
- Изобразите и поясните структурные схемы АЦП с время-импульсным преобразованием, частотным преобразованием и поразрядным уравновешиванием.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения / Ф.В. Кушнир. Л.: Энергоатомиздат, 1983. 320 с.
- Атаманян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин / Э.Г. Атаманян. М.: Высшая школа, 1989. 383 с.
- Инструкции по эксплуатации приборов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
Цель работы: Ознакомление с принципом действия, метрологическими характеристиками осциллографов и основными методами осциллографических измерений напряжения, частоты, фазового сдвига, а также параметров импульсных сигналов. Получение практических навыков использования осциллографа для изучения параметров электрического сигнала.
Приборы и оборудование: осциллограф С1-68, генераторы сигналов специальной формы Г6-29, SFG-71013, лабораторные макеты.
Общие сведения
Электронный осциллограф - универсальный измерительный прибор, применяемый для визуального наблюдения и фотографирования электрических сигналов и измерения их параметров.
Принцип действия электронного осциллографа состоит в следующем. Сфокусированный электронный луч, проходя между горизонтально и вертикально отклоняющими пластинами X и Y, может отклоняться под действием напряжения, приложенного к пластинам, перпендикулярно плоскости пластин. Попадая на экран, луч оставляет светящееся пятно, которое, перемещаясь по экрану в соответствии с законом подаваемого на пластины X и Y напряжения, формирует изображение.
В том случае, когда напряжение на горизонтально-отклоняющих пластинах линейно изменяется в течение определенного промежутка времени (периода развертки Тр), то говорят, что осциллограф работает в режиме "линейной развертки". При этом на экране наблюдается изображение, соответствующее форме напряжения, подаваемого на вертикальные пластины. Однако, изображение будет устойчивым только в том случае, если период горизонтальной развертки (Тр) и период сигнала (Тс), отклоняющего луч в вертикальном направлении, являются кратными друг другу, т.е. Тр= n·Тс, где n = 1, 2, 3...(см. рис. 1). Кратность Тр и Тс достигается введением синхронизации либо от внешнего источника (внешняя синхронизация), либо самим напряжением сигнала (внутренняя синхронизация). Отметим, что в процессе синхронизации изменяется только период Тр, а скорость развертки остается неизменной величиной, задаваемой дискретно переключателем "время развертки", проградуированном в единицах времени () "пробега" лучом "единицы длины" экрана (обычно 1 см). Данным обстоятельством пользуются для определения периода T и частоты f исследуемого сигнала:
Т = l; f = 1/Т = 1/l, (1)
где l - расстояние между двумя эквивалентными точками изображения периодического сигнала.
Рис. 1. Временные зависимости напряжений сигнала (u)
и развертки (r): а) Тр= n·Тс (n = 2); б) Тр nТс
Таким же образом проводят измерения других временных и динамических характеристик сигнала (например, длительности импульса, скорости нарастания или спада напряжения и т.д.)
Кроме линейной на практике часто используют синусоидальную развертку. Она реализуется когда на X и Y пластины подаются синусоидальные напряжения с частотами f1 и f2, соответственно
Ux = Ux0 sin1t
и (2)
Uу = Uу0 sin (2t + ),
где Ux0 и Uу0 - амплитуды напряжений, подаваемых на X и Y пластины осциллографа, - сдвиг фаз между Ux и Uy, имеющий смысл в том случае, когда =2f.
Координаты луча (X, Y) на экране связаны с Ux и Uy через соответствующие коэффициенты чувствительности Kx и Ky (X = Ux Kx и Y = Uy Ky) каналов осциллографа. Учитывая это и преобразуя уравнение (2) для случая 12, можно получить следующее выражение, описывающее траекторию луча:
(3)
которое является уравнением эллипса (рис. 2) (А и В - максимальные значения отклонений луча в горизонтальном и вертикальном направлениях).
Рис. 2. Траектория луча осциллографа
Очевидно, что максимальное отклонение луча по горизонтали А = Ux0Кx, а по вертикали В = Uy0Кy. В моменты времени, определяемые условиями t=n и t=(1/2+n), где n=1, 2,…, луч пересекает координатные оси X и Y в точках: а= Asin и b = Вsin (рис. 2).
Этим обстоятельством пользуются на практике для определения сдвига фаз между напряжениями, подаваемыми на X и Y каналы осциллографа
(4)
Синусоидальную развертку можно также использовать для определения неизвестной частоты fx, путем сравнения ее с эталонной частотой (f0) образцового генератора. Практическое применение нашли метод фигур Лиссажу и метод меток.
Измерение f с помощью фигур Лиссажу заключается в том, что на входы X и Y отклоняющих систем подается напряжение измеряемой fx и образцовой f0 частот. При этом на экране осциллографа наблюдается фигура, которая остается неподвижной, если отношение частот равно отношению целых чисел fx/f0 или f0 /fx = n. (Частный случай n = 1 подробно рассмотрен выше.)
Для нахождения отношения частот fx/f0 (см. рис. 3) необходимо условно провести горизонтальную и вертикальную линии, которые пересекали бы фигуру, но не проходили бы
Рис. 3. Изображение фигуры Лиссажу
через ее узлы. Число горизонтальных nг и вертикальных nв пересечений находятся в соотношении nг/nв = fx/f0, откуда:
fx = f0(nг/nв) (5)
Для фигуры, приведенной на рис.3. fx = 2f0.
Порядок выполнения работы:
1. Проверить наличие заземления у стандартных приборов, используемых в работе. В случае отсутствия заземления сообщить об этом преподавателю.
2. Включить стандартные приборы в сеть и дать им прогреться 15-20 мин.
3. Произвести калибровку осциллографа согласно инструкции по эксплуатации.
Упражнение 1
Визуальное наблюдение и измерение параметров электрического сигнала электронным осциллографом в режиме "линейной развертки"
1. Собрать схему в соответствии с рис. 4. На осциллографе установить режим непрерывной (линейной) развертки. Частоту сигнала на выходе генератора установить равной 1 кГц, а амплитуду 1 В.
2. Используя ручку дискретного переключателя "усиление", установить оптимальные размеры изображения по вертикали. Затем, изменяя время развертки (ручка "Время/см"), получить на экране осциллограмму с кратностью в один или два периода напряжения генератора. Добиться устойчивости изображения, используя для этого ручки "стаб" и "уровень".
3. По осциллограмме определить размах, амплитуду, период и частоту наблюдаемого сигнала (Примечание: При измерении амплитудных значений интервалов времени ручки плавной регулировки "Усиление" и "Длительность" должны быть повернуты в крайнее положение по часовой стрелке "до щелчка".
4. Зарисовать осциллограмму на кальку, где указать время развертки, усиление канала Y, частоту, установленную на генераторе.
5. Собрать схему в соответствии с рис. 5.
Рис. 4. Функциональная схема измерительной установки для упражнения 1.
1) генератор сигналов специальной формы Г6-29, 2) осциллограф С1-68.
Рис. 5. Функциональная схема измерительной установки
1) генератор сигналов специальной формы Г6-29, 2) осциллограф С1-68.
6. Установить на выходе генератора напряжение с частотой ~ 100 Гц и амплитудой ~ 10 В.
7. Измерить следующие параметры импульсного сигнала (рис.6):
а) амплитуду - А;
б) длительность импульса - (длительность импульса измеряется по уровню 0,9 А);
в) период следования - Т;
г) скважность Q = T/;
д) время нарастания tн и время спада tс импульса, т.е. время, за которое напряжение либо возрастает от 0,1 до 0,9, либо, наоборот, убывает от 0,9 до 0,1 от своего максимального значения.
8. Зарисовать на кальку осциллограмму импульсного сигнала. Указать время развертки и усиление канала Y.
Рис.6. Определение параметров импульсного сигнала
Упражнение 2
Измерение фазового сдвига и частоты электрических сигналов осциллографическими методами
- Выполнить пункты 1 - 3 предыдущего задания. Установить амплитуду сигнала на выходе генератора минимальной.
- Собрать схему в соответствии с рис.7.
- Отключить генератор развертки осциллографа (Переключатель “X, x1, 0,2” перевести в положение “X”), ручками “” и “” установить световое пятно в центре экрана и отрегулировать его яркость, используя для этого ручку “Яркость”.
- Увеличить напряжение на выходе генератора (1), сделав его таким, чтобы размах изображения по горизонтали был немного меньше размеров экрана. Частоту генератора установить равной 200 Гц. Используя ручку "усиление", получить оптимальные размеры изображения по вертикали.
Рис.7. Блок-схема установки для выполнения упражнения "измерение сдвига фаз". 1 - генератор, 2 – лабораторный макет, 3- осциллограф
- Измерить величины максимального отклонения луча по горизонтали (АА) и вертикали (ВВ), как показано на рис. 2. Определить размеры отрезков аа и вв, отсекаемых на координатных осях X и Y траекторией луча. По формуле (4) рассчитать сдвиг фаз между напряжениями, подаваемыми на входы "X" и "Y" осциллографа.
- Последовательно, устанавливая частоту генератора равной 1000 Гц, 5000 Гц, 12000 Гц и 20000 Гц, произвести измерения , а наблюдаемые осциллограммы зарисовать на кальку.
- Построить график зависимости сдвига фаз от частоты по "экспериментальным точкам" вместе с зависимостью, рассчитанной по формуле:
,
полученной для схемы, изображенной на рис.8, где R = 2,8 кОм; С = 0,05 мкФ.
- Собрать схему согласно рис.8.
Рис.8. Блок-схема экспериментальной установки для определения частоты методом фигур Лиссажу:
1 - "эталонный" генератор, 2 - осциллограф, 3 - генератор "неизвестной" частоты
- Установить частоту сигнала образцового генератора (1) равной 1 кГц, а амплитуду такой, чтобы размах горизонтального отклонения луча был немного меньше ширины экрана.
- Используя либо ручку регулировки амплитуды выходного напряжения генератора (3), либо ручку "усиление" осциллографа (2), получить оптимальные размеры осциллограммы.
- Изменяя частоту генератора (3), получить на экране осциллографа устойчивые изображения траекторий лучей, имеющих 1, 2, 3 точки пересечения, а так же изображение эллипса. Зарисовать на кальку наблюдаемые осциллограммы.
- Пользуясь формулой (5), определить частоту fx "неизвестного" генератора (3). Сравнить полученное значение f x со значением, считанным со шкалы частот данного генератора.
Контрольные вопросы:
- Блок-схема универсального осциллографа и принцип его действия.
- Основные источники погрешностей осциллографических методов измерений.
- Основные виды осциллографических разверток.
- Методики измерений амплитудных, частотных и временных параметров электрического сигнала в режиме линейной (непрерывной) осциллографической развертки.
- С какой целью в технических характеристиках осциллографов приводят параметры входных цепей (сопротивление, емкость)?
- Можно ли использовать осциллограф с верхней граничной частотой 1 МГц для определения длительности фронта импульса сигнала с длительностью 10-6 с?
- В чем разница между входной емкостью осциллографа и емкостью разделительного конденсатора при "закрытом" входе осциллографа? В каких случаях их следует учитывать?
- Основные метрологические характеристики универсальных электронных осциллографов.
- Методы измерения фазовых сдвигов электрических сигналов.
- Методы измерения частот электрических сигналов.
- Чем определяется точность измерения частоты в методе фигур Лиссажу?
- Чем определяется точность осциллографического метода измерения сдвига фаз?
- Как, используя осциллограф, можно измерить: а) ток в электрической цепи; б) комплексное сопротивление участка электрической цепи?
- В диапазоне каких частот применяются осциллографические методы определения сдвига фаз?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения / Ф.В. Кушнир. Л.: Энергоатомиздат, 1983. 320 с.
- Атаманян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин / Э.Г. Атаманян. М.: Высшая школа, 1989.383 с.
- Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения / Б.В. Дворяшин. М.: Радио и связь, 1993. 319 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ РЕЗИСТИВНЫХ
ТЕРМОМЕТРОВ
Цель работы: освоение методов и получение практических навыков измерения сопротивлений резистивных термометров.
Приборы и оборудование: мост постоянного тока МО-61, вольтметр ВК2-20, универсальный вольтметр В7-23, универсальный источник питания, магазин сопротивлений, соединительные провода.
Общие сведения
Принцип действия термометров сопротивления основан на способности различных материалов (металлов, полупроводников) изменять свое сопротивление с изменением температуры. Параметр, характеризующий изменение электрического сопротивления с температурой, называют температурным коэффициентом электрического сопротивления, который сам является температурно-зависимой величиной.
В общем случае сопротивление чувствительного элемента может изменяться в пределах от десятых долей до нескольких тысяч Ом. Эквивалентная схема термометра сопротивления имеет вид, представленный на рис. 1.
Как видно из рисунка, помимо чувствительного элемента RТ эквивалентная схема термометра сопротивления содержит “паразитные” реактивные элементы: L, C1, CП1 и СП2. Однако, поскольку измерения сопротивления резистивного термометра (RT) обычно осуществляют либо на постоянном токе, либо на переменном токе низкой частоты, то реактивными составляющими полного сопротивления зачастую пренебрегают.
Рис. 1. Эквивалентная схема термометра сопротивления:
СВ1 и СВ2 - емкости выводов, С1 - эквивалентная емкость резистора, L - эквивалентная индуктивность, Rт - сопротивление терморезистора
Существуют различные методы измерения электрического сопротивления в зависимости от его абсолютной величины и требуемой точности измерения. Наиболее распространенными среди них являются метод вольтметра-амперметра, метод непосредственной оценки с помощью омметра и мостовой метод. Первые два метода основаны на известной взаимосвязи (закон Ома) между током (I) и падением напряжения (U) на сопротивлении участка цепи R (I= U/R).
В приборах, предназначенных для непосредственной оценки сопротивления (омметрах, мегомметрах) содержится источник тока (напряжения), а их шкала проградуирована в единицах сопротивления. Данные приборы являются наиболее простыми, однако отличаются меньшей точностью по сравнению с устройствами, основанными на мостовом методе измерения, в которых неизвестное сопротивление сравнивается с тремя известными.
В общем случае одинарный мост, упрощенная схема которого представлена на рис. 2, состоит из четырех резисторов R1-R3, Rx, образующих плечи моста.
Рис. 2. Схема моста постоянного тока
В одну из диагоналей моста включают источник постоянного напряжения (Е), в другую - чувствительный индикатор (ИП-гальванометр, микроамперметр), предназначенный для индикации нулевого значения тока. Мост считается уравновешенным, если в цепи индикатора отсутствует ток. Это означает равенство потенциалов точек А и В, следовательно: J2Rx=J1R1; J2R3=J1R2. Отсюда видно, что баланс моста имеет место при условии
RxR2=R3R1
(В уравновешенном мосте произведение сопротивлений противоположных плеч равны). Таким образом, если сопротивления R1 и R3 известны, то неизвестная величина Rx однозначно определяется формулой
При отношении R3/R2=1, Rx=R1, если R3/R2=10, то баланс имеет место при Rx=10R1 и т.д. Точность измерения сопротивления определяется точностью уравновешенности моста, которая существенно зависит от чувствительности индикатора и величины напряжения питания.
При измерениях температуры термометрами сопротивления возникает необходимость измерять сопротивление термометра, который подсоединен к измерительному прибору соединительными проводами, имеющими конечное и зависимое от температуры сопротивление RП (рис.3а). Наличие конечного RП в измерительной цепи приводит к погрешности измерения RT:
и, следовательно, к погрешности измерения температуры Т= R/S, где R и Т относительные погрешности измерения сопротивления и температуры, соответственно, S - коэффициент преобразования термометра в области измеряемой температуры. Для уменьшения погрешности измерения RТ в схеме на рис. 3а (двухпроводная схема) необходимо делать поправку на сопротивление соединительных проводов: 2 RП. Однако, поскольку сопротивление RП зависит от температуры, то целесообразно учитывать его значения во всем диапазоне измеряемых температур. Это удобно делать, используя трехпроводную схему (рис. 3в), в которой измерительные провода от головки термометра идут к измерительной ветви, к сравнительной ветви и к источнику питания.
Четырехпроводная схема подключения (рис. 3 б) позволяет компенсировать сопротивление соединительных проводов, она содержит два “потенциальных” и два “токовых” провода.
в)
Рис. 3. Схема присоединения термометра сопротивления: а) двухпроводная; б) четырехпроводная; в) схема подключения термометра сопротивления к мосту
Через токовые проводники цепь подключается к источнику тока, величина которого контролируется. “Потенциальные” проводники подключены к вольтметру, и ток по ним практически не течет, поэтому показания вольтметра точно соответствуют падению напряжения непосредственно на термометре сопротивления.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомьтесь с инструкциями по эксплуатации приборов, используемых в работе.
2. Проверьте наличие заземления у приборов, питающихся от сети 220 В.
3. Включите измерительные приборы в сеть и дайте им прогреться 15 -20 минут.
4. За время прогревания приборов подготовьте универсальный вольтметр ВК2-20 к работе в качестве измерителя тока, а В7-23 для измерения напряжения.
5. Соберите схему, изображенную на рис. 4, и пригласите преподавателя для ее проверки.
Рис. 4. Функциональная схема лабораторного макета
6. Установите сопротивление Rэт= 0 Ом.
7. Включите УИП и установите произвольно напряжение от 1 до 5 В.
8. Зарегистрируйте показания микроамперметра (ВК2-20) и измерьте разность потенциалов между точками 1 и 4 (U14) и точками 2 и 3 (U23).
9. Оцените значение Rэт по результатам измерений, выполненных по двухпроводной схеме и - по четырехпроводной схеме , где J- ток, измеренный микроамперметром.
10. Выполните пункты 8-9, последовательно устанавливая величину Rэт равной 0,1; 1; 10; 100; 103; 104 и 105 Ом. Результаты занесите в таблицу.
|
Rэт, Ом |
0 |
10-1 |
100 |
101 |
102 |
103 |
104 |
105 |
|
|
1 |
J,mA |
||||||||
|
2 |
U14 |
||||||||
|
3 |
U23 |
||||||||
|
4 |
Rэт2 |
||||||||
|
5 |
Rэт4 |
||||||||
|
6 |
Rэтн |
||||||||
|
7 |
Rэтм |
11. Демонтируйте измерительную схему, выключив УИП и универсальный вольтметр ВК2-20. Переведите вольтметр В7-23 в режим измерения сопротивления.
12. Сделайте непосредственные оценки измеряемой величины (Rэтн,), устанавливая последовательно значения Rэт= 0; 10-1; 100; 101;102; 103; 104 и 105 Ом. Результаты запишите в строку “6” таблицы.
13. Используя измерительный мост МО-61, измерьте на постоянном токе Rэтм, устанавливая значения Rэн= 0,10-1, 100, 101,102,103,104 и 105 Ом. Результаты (Rэтм) занесите в строку “7” таблицы.
14. Воспользовавшись техническими паспортами измерительных приборов, оцените наибольшую инструментальную погрешность каждого измерения. В случае, когда измерение проводилось с использованием нескольких измерительных приборов, общая погрешность () оценивается по формуле , где 1 и 2 - допустимые погрешности отдельных приборов.
15. Проанализируйте, какой метод измерений (метод вольтметра-амперметра с использованием двух- и четырехпроводной схемы, метод непосредственной оценки, мостовой метод) оказался наиболее точным и какой метод наименее точным? При измерении каких значений Rэт возникла наибольшая погрешность?
Результаты анализа отразите в выводе.
Контрольные вопросы
1.Поясните сущность метода вольтметра-амперметра и метода непосредственной оценки измерений R.
2. Сущность мостового метода измерения сопротивлений. Его достоинства и недостатки по сравнению с методом непосредственной оценки.
3. Каким образом осуществляется учет сопротивления соединительных проводов при двух-, трех- и четырехпроводной схеме подключения термометра сопротивления?
4. Поясните принцип действия измерительного моста, к которому термометр сопротивления подключен по мостовой схеме.
5. В каких случаях двухпроводная схема измерения сопротивления резистивного термометра может быть использована без ущерба для точности определения температуры.
6. Проанализируйте, насколько существенно влияет на точность измерения температуры в методе термометра сопротивления наличие термо-ЭДС, возникающих в местах соединения проводников.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, В.С. Чистяков. М.: Энергоатомиздат, 2005. 232 с.
- Сергеев А.Г. Метрология: учеб. пособие / А.Г. Сергеев. М.: Логос, 2005. 272 с.
- Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения / Б.В. Дворяшин. М.: Радио и связь, 1993. 319 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ГРАДУИРОВКА ШКАЛ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТЕРМОМЕТРОВ
Цель работы: получение практических навыков использования термоэлектрического термометра и термометра сопротивления для измерения температуры.
Приборы и оборудование: мультиметр ВР-11А, вольтметр ВК2-20, источник постоянного напряжения, термос, электрическая печь, алюмель-хромелевая термопара, термистор ММТ.
Общие сведения
Термометры, принцип действия которых основан на влиянии температуры на один из элементов электрической цепи (индуктивность, емкость, электрическое сопротивление, источник напряжения), в настоящее время получили широкое распространение благодаря своей простоте и высоким техническим и метрологическим характеристикам. Они позволяют с высокой точностью измерять температуру в различных средах в диапазоне от ~ 10-3 до 3000 К, при этом регистрирующее устройство может находиться на достаточном удалении от объекта, температура которого измеряется. А то обстоятельство, что температура преобразуется в электрический сигнал позволяет напрямую использовать современные средства автоматики и вычислительной техники для регистрации, контроля и управления тепловым режимом объекта или процесса.
Применение термоэлектрических термометров основано на зависимости термо-ЭДС (т), возникающей в электрической цепи, состоящей из двух разнородных проводников, при неравенстве температур в местах их соединений (рис. 1). Если разность температур спаев ТА-ТВ невелика, то
т 12(ТВ-ТА) (1)
где 12= 1- 2 , 1 и 2 - коэффициенты Зеебека соответственно для первого и второго проводника.
При ТВ>TА т > 0, если 12 > 0 и т < 0, если 12 < 0.
Возникновение ЭДС в замкнутой электрической цепи, составленной из последовательно соединенных проводников, если места их контакта поддерживают при различных температурах, называют явлением Зеебека. Оно обусловлено следующими причинами:
Рис.1. Электрическая цепь из двух разнородных проводников
а) преимущественной диффузией носителей тока в проводнике от горячего конца к холодному (объемная составляющая т);
б) зависимостью контактной разности потенциалов от температуры (контактная составляющая т);
в) увлечением электронов фононами, которые преимущественно перемещаются от горячего конца проводника к холодному и, взаимодействуя с электронами, вызывают их перемещение в том же направлении (фононная составляющая т).
При измерениях один из спаев термопары помещают внутрь, либо располагают вблизи объекта, температура которого измеряется. Второй спай помещают в термостат, температура в котором контролируется. Для того, чтобы избежать неудобств, связанных с учетом температуры второго спая, используют так называемую дифференциальную термопару (рис.2), второй конец которой находится в термостате при температуре ~ 0 0С, например в тающем льде.
Изготавливаются термоэлектрические термометры из материалов, которые должны обеспечивать высокую жаростойкость, чувствительность, линейность градуировочной характеристики термометров и т.д. Обязательным является требование стабильности градуировочной характеристики. Этим свойством, в частности, обладают медь-копелевая, никель-хром-никель-алюминиевая (алюмель-хромелевая), платино-родий-платиновая и др. термопары, для которых составлены градуировочные таблицы.
Вместе с тем, при проведении точных измерений термометр необходимо предварительно проградуировать, поскольку величина термо-ЭДС чувствительна к присутствию даже незначительного количества примесей, а также к механическим напряжениям в проводниках. Для градуировки используют основные температурные точки (точки состояния равновесия между фазами ряда чистых веществ) международной практической температурной шкалы (МПТШ-68). Например, точки равновесия между жидкой, твердой и газообразной фазами воды (273,15 К или 0,01 0С), между жидкой и парообразной
Рис. 2. Схема включения дифференциальной термопары, один из спаев которой термостатирован
фазами воды (373,15 К или 100 0С) и т.д. Градуирование шкал измерительных приборов в интервалах между основными температурными точками осуществляется с помощью интерполяционных формул, описывающих связь контролируемой физической величины с температурой.
Принцип действия термометров сопротивления основан на способности различных материалов изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Большое распространение получили металлические термометры сопротивления, пригодные для измерения температур в диапазоне от 10 до 1000 К. Материалами для их изготовления служат медь, никель и платина. Кроме металлов для изготовления термометров сопротивления применяются также полупроводниковые материалы: германий, окислы меди, марганца, кобальта, магния, титана и их смеси. Большинство полупроводниковых материалов обладает большим отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, а также большим удельным сопротивлением, зависимость которого от температуры может быть представлена в следующем виде:
, (2)
где U - энергия активации движения носителей, k - постоянная Больцмана, Т- абсолютная температура, R0(T)- - предэкспоненциальный множитель, слабо зависящий от температуры.
Значительное уменьшение сопротивления полупроводникового терморезистора с повышением температуры преимущественно обусловлено увеличением концентрации носителей вследствие межзонных переходов, переходов с примесных уровней в зону проводимости, а также вследствие активации прыжкового механизма проводимости.
В связи с тем, что технология получения полупроводниковых терморезисторов не позволяет изготовлять их с идентичными характеристиками, все полупроводниковые термопреобразователи имеют индивидуальные градуировочные характеристики.
Порядок выполнения работы
Подготовка к выполнению работы
1. Изучить инструкции по эксплуатации приборов.
2. Проверить наличие заземления у стандартных электроприборов.
3. Включить вольтметр ВК2-20 в сеть и дать прогреться 15-20 минут.
Упражнение 1
- Собрать схему в соответствии с рис. 3. Опустить один из спаев термопары в термостат с тающим льдом и после установления показаний вольтметра (~ 5 мин) зарегистрировать их.
Рис. 3. Схема подключения термоэлектрического термометра
2. Опустить второй (измерительный) спай термоэлектрического термометра в термостат и по завершению процесса охлаждения спая произвести измерение разностной термо-ЭДС.
3. Поместить “измерительный” спай в сосуд с кипящей водой и измерить величину термо-ЭДС.
4. Используя формулу (1) определить коэффициент 12 для алюмель-хромелевой термопары. Построить градуировочную таблицу Т-т для интервала температур 0-100 0С по образцу показанному ниже, где U т, а U* - значение термо-ЭДС, взятое из стандартной градуировочной таблицы для алюмель-хромелевого термоэлектрического термометра.
5. Сравнить значения U и U* для одинаковых температур, определить температурный интервал, в котором имеет место наибольшее расхождение U=U-U*
6. Определить температуру в аудитории.
Таблица 1
|
Т, 0С |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
|
|
U, mВ |
|||||||||||
|
U*, mВ |
|||||||||||
|
Тс, 0С |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
85 |
90 |
95 |
100 |
|
U, mВ |
|||||||||||
|
U*, mВ |
Упражнение 2
1. Установить измерительный спай термопары в электрическую печь вместе с полупроводниковым терморезистором, как показано на рис.4.
2. Подать от источника питания напряжение 8 ÷ 20 В на нагревательный элемент электропечи и провести измерение температурной зависимости сопротивления терморезистора в интервале температур 30-70 0С. При проведении измерений необходимо следить за тем, чтобы скорость изменения температуры не превышала 1 0С/мин.
Полученные результаты занести в табл. 2.
Таблица 2
|
Т, 0С |
U, mВ |
R |
lnR |
T, 0C |
U, mВ |
R |
lnR |
T, 0C |
U, mВ |
R |
lnR |
|
25 |
45 |
65 |
|||||||||
|
30 |
50 |
70 |
|||||||||
|
35 |
55 |
75 |
|||||||||
|
40 |
60 |
80 |
3. Построить график зависимости R(T).
4. Используя метод “медианных центров” построить график зависимости ln R от 1/Т, где Т=Т 0С+273 - абсолютная температура, как показано на рис. 5.
Примечание. Метод медианных центров - один из методов графического определения вида математической модели по экспериментальным данным.
Рис.4. Схема лабораторной установки для градуировки полупроводникового термометра сопротивления: 1 - регулируемый источник питания; 2 - вольтметр ВК2-20; 3 - мультиметр ВР-11А; 4 - электрическая печь; 5 - полупроводниковый термометр сопротивления; 6 - термоэлектрический термометр; 7 - термостат
Все поле экспериментальных точек делят на несколько областей (см. рис. 5). В каждой области находят медианный центр. Для этого проводят горизонтальную линию, выше и ниже которой число точек одинаково (например, по две точки в каждой области), а затем вертикальную линию, справа и слева от которой число точек также одинаково. Медианные центры, лежащие на пересечении линий, соединяют плавной линией.
Рис.5. Иллюстрация применения метода медианных центров для определения вида математической модели зависимости lnR от Т-1
5. Убедиться в том, что зависимость ln R ~ f (1/T) близка к линейной и, экстраполируя ее прямой линией до пересечения с осью ординат, определить энергию активации носителей (U) в материале полупроводникового резистора и величину предэкспоненциального множителя R0в (2).
Контрольные вопросы
1. Поясните сущность физических явлений, приводящих к появлению термо-ЭДС в термопаре.
2. При каких условиях и почему величина термо-ЭДС не зависит от количества разнородных проводников в измерительной цепи, включающей в себя термоэлектрический преобразователь?
3. Перечислите составляющие погрешностей (методическая, систематическая и т.д.) измерения температуры термоэлектрическим термометром и проанализируйте причины их возникновения.
4. Назовите наиболее распространенные типы термопар и дайте их краткую характеристику.
5. Принцип действия термометра сопротивления.
6. Достоинства и недостатки полупроводниковых термометров сопротивления по сравнению с металлическими термометрами.
7. “Необходимые” и “желательные” требования, предъявляемые к термоэлектрическим термометрам и термометрам сопротивления.
8. Проанализируйте причины возникновения погрешностей при измерениях термометром сопротивления.
- Особенности измерения криогенных температур термометрами сопротивления и термоэлектрическими термометрами.
- Методы измерений температур ниже 2 К.
- В каких пределах изменяется величина термо-ЭДС? В каком диапазоне напряжений в условиях лабораторной работы следует проводить измерения U, чтобы получить наиболее точное значение т.
- Поясните сущность метода медианных центров и перечислите другие методы для определения вида математической модели исследуемой зависимости.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, В.С. Чистяков. М.: Энергоатомиздат, 2005. 232 с.
- Яворский Б.М. Справочник по физике / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. М.: Наука, 1985. 512 с.
- Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения / Б.В. Дворяшин. М.: Радио и связь, 1993. 319 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ ЕМКОСТНЫМ УРОВНЕМЕРОМ
Цель работы: ознакомление с принципом действия и получение практических навыков измерения уровня жидкости емкостным уровнемером.
Приборы и оборудование: мензурка мерная, измеритель индуктивностей и емкостей высокочастотный Е7-5А, измерительные зонды, штангель-циркуль.
Общие сведения
Измерение уровня жидкости играет важную роль в технологических процессах, связанных с перемещениями (перераспределениями) жидкостей. Наиболее простыми являются уровнемеры с визуальным отсчетом, гидростатические и др. Однако, в случае необходимости дистанционного контроля используют более сложные устройства измерения уровня, например, волновые, акустические, емкостные. Последние, в частности, преобразуют измеряемую величину в электрический сигнал, что удобно для использования современных средств автоматики для управления технологическим процессом.
Емкостными называют уровнемеры, основанные на зависимости электрической емкости конденсаторного преобразователя, образованного одной или несколькими пластинами, цилиндрами (или электродами другой формы), частично введенными в жидкость, от уровня жидкости. Различают преобразователи для электропроводных и неэлектропроводных жидкостей. Электропроводными считают жидкости, имеющие удельное сопротивление < 106 Омм. Различие преобразователей состоит в том, что один из электродов из уровнемеров для электропроводных жидкостей покрыт изоляционным слоем, а электроды для преобразователей для неэлектропроводных жидкостей не изолированы.
Познакомимся подробно с работой преобразователя с электропроводящей жидкостью (рис.1а).
Преобразователь представляет собой металлический стержень (1), покрытый слоем изолятора (2), частично погруженный в жидкость (3). Уровню жидкости (h) ставится в соответствие емкость преобразователя, эквивалентная схема которого представлена на рис.1б. Резистор RИ и конденсатор СИ соответствуют сопротивлению утечки и . Емкость конденсатора С1 зависит от глубины погружения стержня h и определяется следующим соотношением:
, (1)
а) б)
Zпр Zпр
Рис.1. Схематическое изображение (а) и эквивалентная
электрическая схема (б) конденсаторного преобразователя для электропроводных жидкостей
где 0 - универсальная диэлектрическая постоянная (8,8510-12 Ф/м), q - толщина слоя изолятора, d - диаметр металлического стержня.
Параметр С2 - емкость конденсатора, одной обкладкой которого является поверхность жидкости на границе с изолятором (общая обкладка с конденсатором С1), второй - поверхность электрода 4/. Резистор Rж - эквивалентное сопротивление жидкости.
Общая емкость преобразователя (Спр) может быть представлена выражением
, (2)
В случае, если 1/(С1)>> RЖ, где = 2f, f - измерительная частота,
СПР СИ + С1, (3)
т.е. имеет место линейная связь между емкостью преобразователя и уровнем жидкости.
Измерение емкости преобразователя может осуществляться любым из известных методов (методом вольтметра-амперметра, резонансным, гетеродинным, мостовым и др. методами). Наиболее удобно использовать мостовой метод измерения СПР, поскольку он позволяет с высокой точностью разделять вклады мнимой (емкостной) и активной составляющей комплексного сопротивления преобразователя.
Одна из схем моста для измерения емкости изображена на рис. 2.
Рис.2. Схема моста для измерения емкости
Измеряемый конденсатор, представляемый последовательной схемой Rx, Cх включают последовательно с резистором R4 и конденсатором С4. Равновесие моста, регистрируемое индикатором И, наступает при условии
, (4)
откуда измеряемая емкость и сопротивление потерь в принятой схеме замещения измеряемого конденсатора составляют:
; . (5)
Обычно вместо Rx измеряют тангенс угла диэлектрических потерь tgx = CxRx в конденсаторе. Таким образом, из (5) видно, что при уравновешивании моста переменными резисторами R3 и R4 производится раздельный отсчет по измеряемым величинам Cx. и tgx.
В данной работе измерение емкости производится резонансным методом с индикацией резонанса по нулевым биениям (рис. 3). В приборе имеются два высокочастотных генератора, собранных по одинаковой схеме. В колебательный контур одного генератора включен конденсатор переменной емкости Сотсч. В контур второго генератора последовательно с контурной индуктивностью L2 включается измеряемая индуктивность Lx.
Колебания высокой частоты обоих генераторов через катодный повторитель подаются на смеситель. Со смесителя колебания разностной частоты подаются через фильтр нижних
частот на усилитель низкой частоты, параллельно анодной нагрузке которого включен индикатор настройки на нулевые биения.
Рис. 3. Электрическая функциональная схема измерителя индуктивностей и емкостей Е7-5А: C1 – суммарная емкость 1-го контура, C2 – суммарная емкость 2-го контура, ФНЧ – фильтр низкой частоты, УНЧ – усилитель низкой частоты
При отсутствии измеряемой индуктивности Lx (клеммы Lx закорочены) генераторы по нулевым биениям настраиваются на одинаковую частоту при емкости первого контура C1 (соответствует нулю по шкале конденсаторов CI, CII, CIII.) При этом соблюдается равенство:
C1·L1 = C2·L2. (6)
При измерении емкостей клеммы Lx в контуре 2-го генератора закорочены с помощью переключателя. После настройки прибора на нулевые биения измеряемая емкость подключается параллельно контуру к клеммам Cx. Возникающая при этом относительная расстройка частот компенсируется отсчетными конденсаторами 1-го контура до восстановления равенства частот (по нулевым биениям на выходе прибора).
При условии равенства контурных индуктивностей измеряемая емкость будет равна отсчетной емкости.
Порядок выполнения работы
Упражнение 1
1. Ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации измерителя индуктивностей и емкостей высокочастотного Е7-5А.
2. Установите зонды измерителя уровня в мерную мензурку, как показано на рис. 1а.
3. Установите переключатель МНОЖИТЕЛЬ К в положение С.
4. Установите на нуль шкалы всех отсчетных конденсаторов и переключатель CI в положение 0.
5. Настройтесь ручкой НАЧАЛЬНАЯ УСТАНОВКА на нулевые биения по оптическому индикатору (при разомкнутых клеммах Cx).
6. Подключите измеритель емкости с помощью соединительных проводов к зажимам 4 и 4 преобразователя и произведите вторичную настройку на нулевые биения, пользуясь переключателем CI и ручкой CII или ручкой CIII при измерении малых емкостей. Измеряемая емкость в пФ определяется по формуле (7):
Cx = CI + CII + CIII (7)
При измерении емкостей до 1000 пФ не обязательно добиваться неподвижности светового сектора при нулевых биениях. Достаточная точность настройки получается при медленных миганиях сектора.
7. При измерении нельзя подносить руку или какой-нибудь предмет к соединительным проводникам и клеммам прибора. При точных измерениях не рекомендуется пользоваться соединительными проводами, которые создают дополнительную емкость. Так, например, два соединительных провода диаметром 0,5 мм, длиной около 10 см вносят дополнительную погрешность около 0,5%.
8. Зарегистрируйте показания измерителя емкости (Спр). Затем, заполняя мензурку водой (воду следует подливать порциями 10 гр.), измерьте зависимость Спр(h), где h- уровень жидкости в мензурке.
Результаты занесите в таблицу:
|
h, см |
||||||||||
|
Сп, пФ |
6. Постройте график зависимости Спр(h), используя метод медианных центров (см. лабораторную работу № 4).
7. Воспользовавшись описанием измерителя Е7-5А, оцените допустимую инструментальную погрешность измерений Сп.
8. Из графика зависимости Спр(h) определите коэффициент чувствительности K=dС/dh.
Упражнение 2
1. Измерьте штангенциркулем диаметр измерительного зонда на участке покрытом изоляцией и участке, где слой изоляции снят (см. рис.). Определите толщину слоя изолятора q.
2. Воспользовавшись формулой и результатами измерений Cп при наибольшем значении уровня воды h, рассчитайте диэлектрическую про- ницаемость материала изолятора.
3. Оцените предельную погрешность измерения m, для наименее благоприятного случая.
(8)
где С и q - инструментальные погрешности измерения Сп и q.
4. Оцените наиболее вероятную погрешность измерения
(9)
Контрольные вопросы
1. Перечислите известные вам типы уровнемеров и кратко поясните принцип их действия.
2. Поясните различия в конструкции уровнемеров для электропроводной и неэлектропроводной жидкостей. Какая конструкция подходит для измерения уровня жидкого азота?
3. Из каких составляющих складывается погрешность измерения уровня жидкости в используемом в лабораторной работе методе.
4. Перечислите известные вам методы измерения электрической емкости, поясните сущность каждого из них.
5. Объясните экспериментально полученную зависимость Сп(h).
6. Из каких составляющих складывается погрешность измерения , и какая из них дает наибольший вклад в суммарную погрешность? Как можно увеличить точность измерения .
7. Как оценивается погрешность при косвенных измерениях? Поясните различие между “наиболее вероятной” и “максимальной” погрешностями.
- Что такое измерительная установка?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения / Ф.В. Кушнир. Л.: Энергоатомиздат, 1983. 320 с.
- Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, В.С. Чистяков. М.: Энергоатомиздат, 2005. 232 с.
- Сергеев А.Г. Метрология: учеб. пособие / А.Г. Сергеев. М.: Логос, 2005. 272 с.
- Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения / Б.В. Дворяшин. М.: Радио и связь, 1993. 319 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 1
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 9
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 21
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 29
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 39
1
Х
Y
B
b
A
a
2
R 2,2K
VD KC465
2
1
EMBED PBrush
Y
X
1
32
EMBED PBrush
EMBED PBrush
EMBED PBrush
EMBED PBrush
а
б
Rп1
Rп2
Rт
Rп4
п5
Rт
t
lgR0
lgR
1
2
t
Tр=2Тс
Тс
t
В
А
Термостат
В
А
ИП
1/T
φ1
tgφ=U/k
Экспериментальные
точки
EMBED PBrush
d
D
U
Блок
питания
Инди-
катор
УНЧ
ФНЧ
Смеси-
тель
Генера-
тор 2
Генера-
тор 1
а
Lx
L2
L1
Сотсч
С2
С1
2
И
~U
C4
R2
R3
τ
0
U
t
T
Q=3
д
Uмакс
R4
CX
RX
б
U
1
2
0
U
t
T
Uраз
Ucр=0, Ucр.в=Uмакс, U=Uмакс
г
U
в
0
U
t
T
Uср
Uмакс
б
Uмакс-
0
U
Uраз
t
T
Uср
Uмакс+
а
0
U
0.707
0.636
Uср=0
t
T
U
Uср.в
Um
Отсчетное
устройство
Преобразователь
Входное
устройство
U
Усилитель
Отсчетное
устройство
Преобразователь
Входное
устройство
Uх
R1
RЭТ
Rвн
IЭТ
ЕХ
НИ
Входное
устройство
АЦП
Буфер
Индикатор
Устройство
управления
2
1
Е
RВнННННН
R
2. Компьютеризация психологической диагностики
3. правовая ответственность- понятие условия размер виды
4. деятельности выражающийся в способности человека изменять природу общество и самого себя в соответствии с
5. щества в основном растительного происхождения которые при горении выделяют тепло
6. Реферат- Ртуть и ее соединения
7. Тема- Предмет философииУстановите соответствие между видами знания и их специфическими свойствами
8. Бухгалтерский учёт в экономическом анализе в системе управления предприятием
9. Установка и настройка Windows XP.html
10. . Понятие адвокатуры ее значение310 2
11. Затверджено на засіданні Вчено
12. Информатика Часть 1
13. До загальних законів що визначають основні положення про охорону праці належать- Конституція України Зако
14. на тему Процессуальные гарантии прав обвиняемого в стадии досудебного расследования
15. тематической модели АСР [5] Заключение [6] Список использованной литературы [7] РАСЧЕТ АСР
16. Статья 1 Предмет регулирования настоящего Федерального закона Настоящий Федеральный закон регулирует
17. Графические возможности Microsoft Word
18. Тема- Обмен жиров и его регуляция
19. Курсовая работа- Ресурсное обеспечение предприятия
20. Антична Греція побут звичаї одя