Лабораторная работа №2 - файл n1.doc

Лабораторная работа №2
скачать (790 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc790kb.02.11.2012 18:46скачать

n1.doc

Цель работы: Изучить косвенные методы измерения сопротивлений приборами непо­средственной оценки, а именно: метод амперметра и вольтметра и метод трех вольтметров.

Задания к работе

1. Изучить инструкции по пользованию приборами, используемыми в работе.

2. Методом амперметра и вольтметра измерить активные сопротивления для трех случаев: a) Rx«rv, б) Rx»RA, в) катушки индуктивности, где RV и RА - собственные внутренние сопротивления вольтметра и амперметра.

3. Оценить погрешность измерения активных сопротивлений.

4. Методом трех вольтметров измерить комплексное, активное и реактив­ное сопротивления (Zx, Rx и Хх) катушки индуктивности на переменном токе при частотах 500 и 1000 Гц. Оценить погрешность измерения сопротивлений.

Описание работы

1. Метод амперметра и вольтметра

Метод амперметра и вольтметра используется для измерения сопротивле­ния постоянному току с невысокой точностью. Суть метода состоит в одновре­менном измерении тока I в цепи измеряемого сопротивления Rx и напряжения U на его зажимах с последующим вычислением значения RX по закону Ома.

Достоинством метода является его простота, недостатком - сравнительно невысокая точность результата измерения, которая ограничена точностью приме­няемых измерительных приборов и потребляемой ими мощностью. Последняя приводит к методической погрешности, обусловленной конечным значением собственных сопротивлении амперметра RA и вольтметра Rx. Схемы включения приборов показаны на рис. 1 и 2. Выразим методическую погрешность через па­раметры схемы.

В схеме рис. 1 вольтметр Р2 измеряет значение напряжения U1 на Rx, а амперметр P1 измеряет ток I1, равный сумме токов IV и IХ. Следовательно, резуль­тат измерения Rxp, вычисленный по показаниям приборов, будет отличаться от RX.
Рис.1 Рис.2




Относительная погрешность измерения в процентах в данном случае опре­деляется выражением

В этом случае справедливо приближенное равенство, так как при правиль­ной организации эксперимента предполагается выполнение условия

Rv››Rx.

В схеме рис. 2 амперметр Р2 измеряет значение тока IА, а вольтметр Р2 из­меряет напряжение UV, равное сумме падений напряжений на RX(UX) и ампер­метре (UA). Учитывая это, можно по показаниям приборов вычислить результат измерений.




Относительная погрешность измерения в процентах в этом случае определяется как




Из сравнения выражений (2) и (4) следует: в схеме рис. 1 на методическую погрешность результата измерений оказывает влияние только сопротивление вольтметра. Для снижения этой погрешности необходимо обеспечить условие Rv»Rx. В схеме рис. 2 на методическую погрешность результата оказывает влияние сопротивления амперметра. Снижение этой погрешности достигается выполнением условия RA<X.

Таким образом, можно рекомендовать правило: измерение малых сопротив­лений следует проводить по схеме рис. 1; при измерении больших сопротивлений предпочтительнее схема рис. 2.

Методическую погрешность результата измерения можно исключить путем введения соответствующих поправок, для чего необходимо знать RA и Rv. Если они известны, то из результата измерений в схеме рис. 2 следует вычесть значе­ние RA:

Rx=Rxp-RA

В схеме рис.1 результат измерений

откуда
2. Метод трех вольтметров

Метод трех вольтметров применяется для измерения комплексных сопро­тивлений на переменном токе. Он позволяет определить модуль и аргумент ком­плексного сопротивления. Схема измерения сопротивлений этим методом приве­дена на рис. 3, где Zх — измеряемое сопротивление, R0 — безреактивный магазин сопротивлений. Векторная диаграмма схемы приведена на рис. 4.

Рис.3 Рис.4

Из векторной диаграммы получаем


Вычислив по результатам измерений Zx и ?х, можно определить активную и реактивную составляющие сопротивления:



Если уравнять падения напряжения U2 и U3, то расчетные соотношения упростятся и примут вид


Полученные соотношения справедливы только в случае использования вольтметров с пренебрежимо малым потреблением мощности, например, элек­тронных и электростатических. В этом случае измерения можно проводить в широком диапазоне частот.
Порядок проведения работы:

Таблица 1

Вариант схемы

Номер резистора

Показания миллиамперметра

RA, Ом

Показания вольтметра

RV, Ом

RXP, Ом

?,

%

RX, Ом

RX0, Ом

?,

%

Рис.1




























































































Рис.2






























































































Таблица 2

F, Гц

U1, В

U2, В

U3, В

R0,Ом

Zx, Ом

?x0

Rx, Ом

Xx, Ом

500










R01













R02













R03













1000










R01













R02













R03














Министерство образования Российской Федерации

Омский Государственный Технический Университет

кафедра: ИИТ


Лабораторная работа №3
Выполнил: студент гр.Э-312

Умнов Е.А.

Проверил: Данилюк Р.В
Омск 2005

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации