12508

Тұрақты токта физикалық шамаларды өлшеу (өлшеу аспабымен танысу – мультиметрмен)

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

1 Лабораториялық жұмыс. Тұрақты токта физикалық шамаларды өлшеу өлшеу аспабымен танысу – мультиметрмен 3.1 Жұмыстың мақсаты: Тұрақты токтағы электрлік кернеу ток қуат кедергіні өлшеу принципін тәсілдерін және әдістерін оқып үйрену метрологиялық өңдеу әдістерін

Казахский

2013-04-30

102.75 KB

75 чел.

1 Лабораториялық жұмыс. Тұрақты токта физикалық шамаларды өлшеу (өлшеу аспабымен танысу – мультиметрмен)

 

3.1 Жұмыстың мақсаты: Тұрақты токтағы электрлік кернеу, ток, қуат, кедергіні өлшеу принципін, тәсілдерін және әдістерін оқып үйрену, метрологиялық өңдеу әдістерін оқып үйрену, өлшеу нәтижесін шығару. Өлшеу жабдығы ретінде мультиметр қолданылады.

3.2 Тағайындалуы: GDM-393A түріндегі сандық мультиметр көп құрамды болып саналады.

3.4 Жұмысты орындау реті:

 

3.4.1 ЕВ-101 баспа платасын PU-2000 орталық                                                                 процессорға қойыңыз.

3.4.2  PS-1, PS-2 қоректендіру көзін нөлге қойыңыз, яғни реттеу тұтқасын сағат тіліне қарсы толық бұраңыз. Бұл лабораториялық жұмыста PS-1, PS-2 қоректендіру көзі  кернеумен қамтамассыздандырады.

3.4.3 3.1а суретінде көрсетілгендей PS-1 қоректендіру көзін  L1 шамына жалғаңыз.

 

 

 

 

     3.1 а - сурет                                        3.1 б – сурет

 

 

3.4.4 PS-1 қоректендіру көзінің кернеуді реттеу тұтқасын сағат тіліне толық бұраңыз. Шамның жану жарығын бақылаңыз. 

3.4.5 Кернеуді өлшеу

3.4.5.1 Мультиметрді тұрақты токты (DC) вольтметр режіміне  қосыңыз. 3.1б суретте көрсетілгендей вольтметрді L1 шамына параллель қосыңыз. Шамдағы кернеуді өлшеп, жазыңыз.

 

3 кесте Шамдағы өлшенген кернеудің мәндері

Кернеуді реттеу тұтқасы (PS-1)

Сағат тілі бойынша шеткі жағдайы

Ортаңғы жағдайы

Сағат тіліне қарама-қарсы шеткі жағдайы

ULмакс.

ULорт.

ULмин.

 11.48

6.25 

 2.0

Шамның жану жарықтығы

жоғары 

орташа 

әлсіз 

3.4.5.2 Мультиметрді тізбектен ажыратыңыз.

3.4.6 Токты өлшеу

3.4.6.1 Мультиметрді тұрақты токты (DC) амперметр режіміне қосыңыз, өлшеу аралығы 200мА. 2 суретте көрсетілгендей тізбектей тізбекке амперметрді L1 шамына қосыңыз. Шам арқылы өтетін токты өлшеп, жазыңыз.

  

 

 

 

 

 

 

 


 2 сурет – Амперметрдің шамға тізбектей қосылуы

 

 4 кесте  – Шамдағы өлшенген токтың мәндері

Кернеуді реттеу тұтқасы (PS-1)

Сағат тілі бойынша шеткі жағдайы

Ортаңғы жағдайы

Сағат тіліне қарама-қарсы шеткі жағдайы

ILмакс,мА

ILорт. мА

ILмин. мА

 73.4

 51.7

31.2

Шамның жану жарықтығы

жоғары 

орташа 

әлсіз 

 

          3.4.6.2 Мультиметрді тізбектен ажыратыңыз.

 

          3.4.7 Кедергіні өлшеу

          3.4.7.1 Мультиметрді омметр режіміне қосыңыз, өлшеу аралығы 200Ом дейін. 3 суретте көрсетілгендей омметрді L1 шамына параллель қосыңыз. Кедергінің мәнін өлшеп, жазыңыз.

 

 

 

 

 

 


3          сурет  – Кедергіні өлшеу

 

          3.4.8 Кедергіге бөлінген қуатты өлшеу

Кедергіге бөлінген қуат ток пен кернеудің көбейтіндісінен тұрады. Қуат ватт (Вт) арқылы өлшенеді. Қуатты үш негізгі деңгеймен анықтауға болады:

                                              P=U*I

 Алгебралық түрлендірудің көмегімен Ом заңының теңдеуін өзгертіп, қуатты кедергі шамасына байланыстырып мына теңдеуді табамыз

 

     

=U/I=16.6Ом

 

Шамның жану жарықтығы, шамда түрленген қуат арқылы анықталады. Бұл жұмыста қуат ток шамасының кернеуге көбейтілуі арқылы табылады. Әртүрлі кедергіден тұратын екі шамды қолданып, олардың жарықтылығын салыстырамыз. Берілген қуат бірдей болғанда, шамның жарықтығы бірдей болады.

3.4.9 Екі қоректендіру көзін 0 вольтқа қойып, 4 сұлбада көрсетілген тізбекті жинаңыз.

 


                                                                                                           

4          сурет Кернеу мен токты өлшеу 

    

3.4.9.1 PS-1 қоректендіру көзінің кернеуін L1 шамы жанғанша жоғарлатыңыз. L1 шамындағы кернеуді өлшеп, одан кейін L1 шамы арқылы өтетін токты өлшеңіз. Бұл мәндерді 5 кестеге жазыңыз.

 

 

5 кестеӨлшенген кернеу мен токтың мәндері

Шам, L1

U, В

I, мА

P, Вт

11.34 

72.6 

823.3 

    

3.4.9.2 PS-2 қоректендіру көзінің кернеуін L2 шамы мен L1 шамы бірдей жарықты бергенше жоғарлатыңыз. L2 шамы арқылы өтетін кернеу мен токтің мәндерін өлшеңіз. Өлшенген мәндерді 6 кестеге жазыңыз.

 

6 кесте – Өлшенген кернеу мен токтың мәндері

Шам, L2

U, В

I, Ма

P, Вт

 -11.27

37.4 

421.4 

 

3.4.9.3 L1 шамының жарықтығымен L2 шамының жарықтығы бірдей болу үшін L1 шамындағы кернеуді 7 кестеде көрсетілген қадам әдісі бойынша жоғарлатыңыз. Әрбір қадам үшін L1 және L2 шамдары арқылы өтетін ток пен кернеудің мәндерін 7 кестеге жазыңыз.

 

7 кесте – Әрбір қадам үшін өлшенген ток пен кереудің мәндері

Шам, L1

Шам, L2

U, В

I, мА

P, мВт

U, В

I, мА

P, Вт

5

 45.5

227.5 

4.97

 23

 114.31

6

 50.9

 305.4

 6.4

23.6 

 151.05

7

 55.4

 387.8

6.97

 27.3

190.281 

8

 59.4

 475.2

7.94

30.

239.79 

9

 63.5

 571.5

 8.94

 33.3

297.702 

10

 67.8

 678

 9.94

36.2 

359.83 

 

3.4.9.4 Екі қоректендіру көзін 0 кернеуіне қойып, тізбекті ажыратыңыз.

3.4.9.5 Екі шамның әрбір кернеу мәндері үшін формуланы қолданып қуатты есептеңіз.

 Бақылау сұрақтарына жауаптар:

 1. Дәлдік класының тағайындалуы.

Дәлдік сипаттамасы бойынша өлшеулер дәлдігі бірдей және дәлдігі бірдей емес болып бөлінеді. Дәлдігі бірдей – бұл сол және бір жағдайларда өлшеу құралдарымен дәлдігі бойынша бірдей орындалған, физикалық шамаларды өлшеу. Дәлдігі бірдей емес – әр түрлі жағдайларда өлшеу құралдарымен дәлдігі бойынша әр түрлі орындалған, физикалық шамаларды өлшеу. Осы өлшеулердің нәтижелерін өңдеу әдістемесі әр түрлі.

    2. Өлшеу әдістерінің негізгі және қосымша қателіктері деген не?

Өлшейтін физикалық шамаларды 2 топқа бөлуге болады:

- тікелей өлшенетін, олар берілген мөлшермен ұдайы өсірілуі және өіне ұқсастармен (ұзындық, масса) салыстырылуы мүмкін;

- өлшемдік түрлендіру операцияларының көмегімен, берілген дәлдікпен тікелей өлшенетін шамаларға (тығыздық, қуат) түрлендірілетін.

Тура өлшеудің мәні – бұл тікелей тәжірибелік деректерден, яғни өлшеу құралдарының көрсеткіштері бойынша шаманың ізделіп отырған мәнін табу.

Өлшемдік түрлендіру – ол кезде біртексіз түрлендірілетіндердің және физикалық шамамен түрлендірілгендердің өлшемдері арасындағы сәйкестік анықталатын операция. Q=F(x) теңдеуімен сипатталады. Бұл функция физика-лық заңдылықтар негізінде алынады. Жалпы жағдайда бұл кезде келесі операциялар болуы мүмкін:

- түрленетін шаманың физикалық тегінің өзгеруі;

- масштабты-сызықтық түрлендіру;

- масштабты-уақытша түрлендіру;

- сызықтық емес немесе функционалды түрлендіру;

- сигнал модуляциясы;

- сигналды кванттау және дискреттеу.

Қарапайым өлшеу физикалық шама мөлшерін көп мәнді өлшеммен рет-телетін, шығыстық шаманың мөлшерлерімен салыстырудан тұрады. Осыдан, біртекті шамалардың ара қатысын анықтау үшін физикалық құбылыстар мен процестерді пайдалану тәсілдерінің жиынтығы салыстыру әдісі деп аталады.

Өлшеулер санына байланысты бір еселік және көп еселік өлшеулерді ажыратады. Көп еселік өлшеулерді қателіктің кездейсоқ құраушысын азайту мақсатымен жүргізеді.

Өлшенетін шаманы өзгертуге қатысы бойынша өлшеулер статикалық және динамикалық болып бөлінеді. Берілген жіктеудің мақсаты нақты өлшеулер кезінде өлшенетін шаманы өлшеу жылдамдығын есепке алу қажеттілігі туралы шешім қабылдаудан тұрады.

3. Как задается класс точности омметра. Почему? Как найти абсолютную погрешность измеряемого сопротивления?

1. Абсолютная погрешность

Δ=хизм-хд – выражается в единицах измеряемой величины.

4. Қандай өлшеу жанама әдіс деп аталады? Жанама әдістің абсалюттік және салыстырмалы қателігі қалай анықталады?

Жанама деп ол кезде өлшенетін шаманың ізделіп отырған мәнін, сол мән мен бірдей жағдайларда жүргізілген, тура өлшеулерге ұшырайтын шама арасындағы белгілі тәуелділік бойынша табатын өлшеулер. Жалпы түрде Y, Q өлшенетін шамасын және тура өлшеулерге ұшырайтын, x1, х2 … хn шамаларын байланыстыратын тәуелділік мына түрде болады:

Q=f(x1, х2  хn)

Y=F(x1, х2…xn).

Жанама өлшеулер кезінде тәуелділіктер үш түрлі болуы мүмкін:

  1.  сызықтық

,

мұнда - тұрақты коэффициент;

  1.  сызықтық емес

,

мұнда ) – қандай да бір функция;

  1.  тәуелділіктің аралас типі

.

Y және Xi арасындағы байланыс түрі жанама өлшеулер қателіктерін есептеу әдістемесін анықтайды.

Бірнеше бір аттас шамаларды бір мезгілде өлшеу жүргізілетін өлшеулер жиынтық деп аталады, олар кезінде олардың ізделіп отырған мәнін теңдеулер жүйесін шешу арқылы табады.

Олардың арасындағы тәуелділікті анықтау үшін екі немесе бірнеше бір аттас емес шамаларды бір мезгілде өлшеу жүргізілетін өлшеулер бірлескен деп аталады. Жанама, бірлескен және жиынтық өлшеулер бір принципті маңызды ортақ қасиетпен біріктіріледі. Олардың нәтижелері өлшенетін шамалар мен тура өлшеулерге ұшырайтын шамалар арасындағы белгілі функционалды тәуелділіктер бойынша есептеумен анықталады. Айырмашылықтар тек функционалды тәуелділікте ғана болады.

5. Принцип работы омметра с магнитоэлектрическим измерительным прибором. Последовательная и параллельная схема. Уравнение шкалы.

Магнитоэлектрические Омметры

  1.  Последовательная схема омметра:

  

Объект измерения — сопротивление Rx.

Rд — добавочное сопротивление, ограничивающее ток через ИМ.

UИП — напряжение на источнике питания.

Тогда получим

Если напряжение питания изменяется, то показания прибора при том же самом сопротивлении, само собой, будут меняться. Чтобы этого избежать, применяют магнитный шунт (например, в тестерах): измеряют индукцию, подстраивая прибор под изменяющееся напряжение питания. Для настройки закорачивают контакты и «сдвигают» показания на ноль при помощи регулятора.

С учетом обратной пропорциональной зависимости α от Rx, шкала прибора мало того что будет иметь вид ∞..0. Она будет неравномерной! Поэтому на таких приборах всегда размещают дополнительную, равномерную шкалу, и нормируют погрешность по длине этой шкалы lшк; класс точности омметров обозначается в виде «числа с крышечкой внизу».

  1.  Параллельная схема омметра:

 

Практически аналогично предыдущему случаю, получим

Аналогичным образом анализируя это выражение, получим условие Rx << Rд, чтобы IИМ был преимущественно функцией Rx.

Шкала здесь, в отличие от предыдущего случая, будет иметь вид 0..∞.

Класс точности омметров находится в пределах

6. Что такое приведенная погрешность, как она находится? Какое значение она имеет для средств измерения?

    Приведенная погрешность

      γ= ΔN*100%

     Отношение абсолютной погрешности к некоторому нормирующему значению –                   приведенная погрешность.

7. Расскажите о преимуществах и недостатках прибора магнитоэлектрической системы. Приведите уравнение шкалы.

лектромеханические измерительные приборы (ЭИП) отличаются простотой, дешевизной, высокой надежностью, разнообразием применения, относительно высокой точностью.

Любой ЭИП состоит из ряда функциональных преобразователей, каждый из которых решает свою элементарную задачу в цепи преобразований. Так, самый простейший измерительный электромеханический прибор прямого преобразования (вольтметр, амперметр) состоит из трех основных преобразователей: измерительной цепи (ИЦ), измерительного механизма (ИМ) и отсчетного устройства (ОУ) (рис. 1).


Достоинства: простота конструкции и высокая надежность, хорошая перегрузочная способность, возможность работы в цепях постоянного и переменного токов, классы точности 1,0; 1,5; 2,5; частотный диапазон 45 Гц... 10 кГц; диапазон измерения по току 05...300 А (при прямом включении) и до 20 000 А с измерительным трансформатором тока (ИТТ); диапазон измерения по напряжению 1,5...60 В (при прямом включении) и до 6000 В с измерительным трансформатором напряжения (ИТН). Недостатки: большое собственное потребление энергии, невысокая чувствительность, неравномерная шкала, влияние внешних магнитных и температурных полей, частоты питающего напряжения на показания ЭМИП.

8. Класс точности прибора определен цифровой в кружочке. Что он характеризует и какой погрешностью определяется?

     Класс точности — обобщенная метрологическая характеристика СИ, задающая предел основной и дополнительной погрешностей СИ, а также ряд других характеристик.  Мультипликативная погрешность.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23966. Софокл «Царь Эдип» 15.39 KB
  Софокл Царь Эдип Софокл 496406гг до н. Лучшая – Царь Эдип. В ней он исп миф о судьбе фиванских царей Лае и его сыне Эдипе. Они назвали его Эдип эдипус – с опухшими ногами.
23967. Еврипид (180-70гг до н.э.) 12.59 KB
  и Софокл жили в одно время но младший его современник Софокл отразил ярко афине общ в период расцвета а Еврипид в период его кризиса. Эти особ афинго общ в период кризиса им нашли отраж в твве Еврипида. Еврипид не был популярен среди соврем его взгляды не сходились с согражданами соврем часто не понимали его. Еврипид происх очевидно из сред по достатку семьи.
23968. Римская литература, влияние греческой 22 KB
  Римская литература влияние греческой Первая традиционная литература. Этрусков свергли = республика – сумрачные века Усиливается влияние сельского элемента замедляется развитие письменности литература была только деловая не было развитой мифологической системы. Литература развивается быстрее и более интенсивно. Римская литература с самого начала уже эллинистична.
23969. Рим. Три специфические особенности римской литературы 11.86 KB
  Три специфические особенности римской литературы. а Первой отличительной чертой литературы в сравнении с греческой является то что это литература гораздо более поздняя и потому гораздо более зрелая. Рим мог воспользоваться уже готовыми результатами векового развития греческой литературы усвоить их достаточно быстро и основательно и создавать на этой основе уже свою собственную гораздо более зрелую и развитую литературу. С самого начала развития римской литературы чувствуется сильное греческое влияние.
23970. Римская литература, периодизация 21.5 KB
  – расцвет комедии длится до начала деятельности Цицерона. III Классический Золотой век а время Цицерона – расцвет прозы 8143 гг. б время Августа – расцвет поэзии 43 г.
23971. Римский фольклор 21 KB
  песни: свадебные застольные погребальные фесценнины – песни шуточного содержания связанные с обрядами плодородия.
23972. Римская комедия. Плавт 35.5 KB
  Писал паллиаты – комедии на греческий сюжет. Комедии греческого плаща. Брал сюжеты из греческой новоаттической комедии действие в греческих городах персонажи с греческими именами но использует римские реалии. Выбирает комедии которые будут интересны римлянам.
23973. Архаический период римской литературы. Первые авторы 23 KB
  Трагедии Впервые ввел драму на римский сюжет – претекстата. Ромул мифологический сюжет Кластидит исторический сюжет Больше всего прославился в комедии.