Оглавление Цель работы: .................................................................................................................................................................... 2 Задание: ............................................................................................................................................................................ 2 Спецификация применяемых средств измерений........................................................................................................ 3 Обработка результатов эксперимента ........................................................................................................................... 4 Выводы............................................................................................................................................................................. 6 Лабораторная работа 8. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Цель работы: изучение средств и методов измерения параметров электрических цепей; оценка результатов и погрешностей измерений. Задание: 1. Ознакомиться со средствами измерений параметров электрических цепей в лабораторной работе и соответствующими инструкциями пользователей. Получить у преподавателя конкретное задание по используемым средствам измерений и объектам измерений. 2. Измерить и оценить погрешности результатов измерений сопротивления резисторов, встроенных в лабораторный модуль, следующими приборами: o измерителем импеданса («измерителем иммитанса»), o универсальным электронным вольтметром в режиме измерения сопротивления, o универсальным цифровом вольтметром в режиме измерения сопротивления, o комбинированным магнитоэлектрическим измерительным прибором (тестером) в режиме измерения сопротивления (режиме омметра). Погрешности результатов измерений оценить непосредственно при выполнении работы по имеющимся в лаборатории метрологическим характеристикам используемых средств измерений. Провести сравнительный анализ полученных результатов. 3. Измерить емкость С и тангенс угла потерь tg конденсатора, индуктивность L и добротность Q катушки измерителем импеданса по параллельной и последовательной схемам замещения; оценить погрешности результатов измерений. 2 Спецификация применяемых средств измерений Наименование средства измерений Вольтметр универсальный цифровой GDM-8135 Диапазоны измерений, постоянные СИ 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 1200 В 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В 200Ом…2000КОм 20МОм Измеритель иммитанса Е7-21 Вольтметр универсальный В7-26 Характеристики Рабочий точности СИ, диапазон классы точности частот Измерение на постоянном токе Пределы максим. абсолют.погрешности 0,001Uизм +1 ед. мл.разр. — Измерение на переменном токе 0,005 Uизм +1 ед. мл.разр. 0,01 Uизм +1 ед. мл.разр. 0,02 Uизм+1 ед. мл.разр. 0,05 Uизм+1 ед. мл.разр. 0,002Rизм+1ед.мл.разряд а 0,005Rизм+1ед.мл.разряд а 0,1мкГ…16КГн 0,1 пФ…20мФ 1мОм…20Мом 1нСм…10См tg δ, добротность: 10-3 … * 10мВ…300В 10Ом…1000МОм Предел допускаемой основной погрешности ±2,5% длины шкалы Параметры входа (выхода) Rвх 10 МОм 40 Гц…1 кГц 1 … 0 кГц 10…20 кГц Rвх 10 МОм Свх 100 пФ 20…40 кГц * 0,1…1КГц 3 — Rвх 30 МОм Обработка результатов эксперимента Измеритель импеданса 𝑅1 = 115.8 Ом 𝑅2 = 923.4 Ом 𝑅3 = 8068 Ом Пример 100 100 𝛿 = 0.15 + 0.01 ( − 1) = 0.15 + 0.01 ( − 1) = 0.226% 𝑅 115.8 ∆𝑅 = 𝛿∗𝑅 0.226 ∗ 115.8 = = 0.26 Ом 100% 100 𝑅1 = 115.80 ± 0.26 Ом По аналогии считаем остальное 𝑅2 = 923.40 ± 1.38 Ом 𝑅3 = 8068,0 ± 17.8 Ом Цифровой вольтметр 𝑅1 = 115.9 Ом 𝑅2 = 922 Ом 𝑅3 = 8050 Ом Пример ∆𝑅 = 0.002𝑅 + 0.1 = 0.002 ∗ 115.9 + 0.1 = 0.332 Ом 𝑅1 = 115.90 ± 0.33 Ом По аналогии считаем остальное 𝑅2 = 922.0 ± 1.9 Ом 𝑅3 = 8050.0 ± 16.2 Ом Электронный вольтметр 𝑅1 = 110 Ом 𝑅2 = 950 Ом 𝑅3 = 8000 Ом 𝐿1 = 26 Гн 𝐿2 = 24 Гн 𝐿3 = 22 Гн 4 Пример L кл.т. LN 100 ∆𝑅 = 𝑅𝑥 ∗ 𝐿шк кл. точности ∗ 𝐿𝑥 100 ∆𝑅1 = 110 ∗ 50 2.5 ∗ = 5.288 Ом 26 100 𝑅1 = 110.0 ± 5.2 Ом По аналогии считаем остальное 𝑅2 = 950.0 ± 49.4 Ом 𝑅3 = 8000.0 ± 454.5 Ом Определение емкости С, тангенса угла потерь tg конденсатора, индуктивности L, добротности Q катушки измерителем импеданса 𝐶 = 9.526 ∗ 10−9 Ф 𝑡𝑔(𝛼) = 0.014 𝐶𝑘 16 ∗ 10−9 𝛿1 = 0.15 + 0.01 ( − 1) ∗ √1 + 𝑡𝑔(𝛼)2 = 0.15 + 0.01 ( − 1) ∗ √1 + 0.014 = 0.158% 𝐶 9.526 ∗ 10−9 ∆𝐶 = 𝛿1 ∗ 𝐶 0.158 ∗ 9.526 ∗ 10−9 = = 1.505 ∗ 10−11 Ф 100% 100 С = (9526 ± 15) пФ 𝑄 = 0.043 𝐿 = 117.3 ∗ 10−3 Гн 𝐿𝑘 160 ∗ 10−3 𝛿2 = 0.15 + 0.01 ( − 1) ∗ √1 + 𝑡𝑔(𝛼)2 = 0.15 + 0.01 ( − 1) ∗ √1 + 0.014 = 0.155% 𝐿 117.3 ∗ 10−3 ∆𝐿 = 𝛿2 ∗ 𝐿 0.155 ∗ 117 ∗ 10−3 = = 1.814 ∗ 10−4 Гн 100% 100 𝐿 = (117.30 ± 0.18) мГн 5 Выводы При измерении сопротивлений предоставленными в работе приборами, значения измерителя иммитанса и цифрового вольтметра являются более близкими по значению. Цифровые приборы удобнее аналоговых, так как отсутствует субъективная погрешность, связанная с тем, что показатель стрелки мы соотносим с одним из делений. 6
