51393

Прямые измерения активного электрического сопротивления.(Измерения омметром, мультиметром и мостом)

Лабораторная работа

Физика

Цель работы Получение навыков измерения активного электрического сопротивления далее сопротивления. Ознакомление с методами измерения активного сопротивления. Сведения необходимые для выполнения работы Перед выполнением работы повторите вопросы обработки и представления результата прямых и косвенных измерений и ознакомьтесь со следующими вопросами: Измерение электрического сопротивления постоянному току методами непосредственной оценки и сравнения с мерой.

Русский

2014-02-10

1.4 MB

39 чел.

Работа 3.8. Прямые измерения активного электрического сопротивления.(Измерения омметром, мультиметром и мостом)

1. Цель работы

Получение навыков измерения активного электрического сопротивления (далее сопротивления). Ознакомление с методами измерения активного сопротивления. Приобретение сведений об устройстве и характеристиках некоторых омметров.

2. Сведения, необходимые для выполнения работы

Перед выполнением работы повторите вопросы обработки и представления результата прямых и косвенных измерений и ознакомьтесь [4, 5, 6, 10, 14, 15] со следующими вопросами:

  •  Измерение электрического сопротивления постоянному току методами непосредственной оценки и сравнения с мерой.
  •  Причины возникновения и способы учета погрешностей при прямых и косвенных измерениях электрического сопротивления.
  •  Устройство, принцип действия и основные характеристики электромеханических омметров.
  •  Устройство, принцип действия и основные характеристики электронных (аналоговых и цифровых) омметров.
  •  Устройство, принцип действия и основные характеристики измерительных мостов постоянного тока.
  •  Содержание и способы реализации методов измерения, используемых при выполнении работы.
  •  Устройство и характеристики средств намерений, используемых при выполнении работы.

Прямые измерения сопротивления производятся как приборами непосредственной оценки ‒ омметрами, так и методом сравнения с помощью измерительных мостов. Омметры и мосты бывают электромеханическими, электронными и цифровыми.

Основным элементом электромеханического омметра является магнитоэлектрический механизм или магнитоэлектрический логометр. В зависимости от схемы они предназначены для измерения либо больших (от единиц ом до десятков или сотен мегаом), либо малых (менее 1 Ом) активных сопротивлений. Многопредельные омметры могут объединять эти схемы в одном приборе. Логометрические омметры имеют достоинства, вытекающие из независимости показаний от напряжения питания. Погрешность омметров рассматриваемых типов обычно лежит в диапазоне от одного до нескольких процентов, причем она неодинакова на разных участках шкалы и резко возрастает на обоих ее концах.

Большие сопротивления (до 1010—1017 Ом) измеряются электронными мегаомметрами и терраомметрами, которые обычно включают в себя измерительные усилители, обеспечивающие высокое входное сопротивление прибора.

Цифровые омметры, как правило, входят в состав цифровых мультиметров. Такие омметры позволяют измерять сопротивления в диапазоне от десятых долей ом до десятков мегаом. Например, многопредельный омметр, входящий в состав миниатюрного цифрового мультиметра М832, позволяет измерять сопротивления в диапазоне от 0,1 Ом до 2 МОм с приведенной погрешностью около 1%.

Одинарные мосты постоянного тока широко применяются для измерения сопротивления средних значений (от 1 Ом до 1010 Ом). Измерительный мост представляет собой стационарный или переносной прибор с набором магазинов сопротивлений, соединенных в мостовую схему. Индикатором нуля обычно служит гальванометр магнитоэлектрической системы. Гальванометр может быть встроенным в прибор или наружным, так же как батарея или блок питания. Погрешности резисторов, входящих в состав моста, вносят основной вклад в погрешность измерения. Значительная погрешность, особенно при малых значениях измеряемых сопротивлений, может быть обусловлена влиянием сопротивления соединительных проводов, при помощи которых измеряемое сопротивление подключается к зажимам. Измерение больших сопротивлений затруднено малой чувствительностью схемы и влиянием паразитных проводимостей. Типичные значения приведенной погрешности при измерении сопротивления одинарным мостом составляют 0,005-1,0%. Однако при измерении больших сопротивлений погрешность может составлять от 5 до 10%. Для измерения малых сопротивлений применяют двойные мосты, схемы которых позволяют исключить влияние сопротивления проводников и контактов на конечный результат. Пределы измерений двойных мостов охватывают область сопротивлений от 10 -8 Ом до 1000 Ом, погрешность измерения составляет от 0,1 до 2%.

3. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд представляет собой LabVIEW компьютерную модель, располагающуюся на рабочем столе персонального компьютера. На стенде (рис. 3.8.1) находятся модели электромеханического омметра, цифрового мультиметра, измерительного моста постоянного тока, магазина сопротивлений и трехпозиционного переключателя.

При выполнении работы модели средств измерений и вспомогательных устройств служат для решения описанных ниже задач.

Рис. 3.8.1. Модель лабораторного стенда на рабочем столе компьютера при выполнении работы 3.8(1 – цифровой мультиметр, 2 – магазин сопротивлений, 3 – электромеханический омметр, 4 – измерительный мост, 5 – трехпозиционный переключатель)

Модели электромеханического омметра и цифрового мультиметра используются при моделировании процесса прямых измерений активного электрического сопротивления методом непосредственной оценки.

Модель измерительного моста постоянного тока используется при моделировании процесса прямых измерений активного электрического сопротивления методом сравнения с мерой.

Модель магазина сопротивлений используется при моделировании работы регулируемой меры активного электрического сопротивления.

В процессе выполнения работы модель трехпозиционного переключателя используется для моделирования различных схем электрического соединения измерительных приборов.

Схема включения приборов при выполнении работы приведена на рис. 3.8.2.

4. Рабочее задание

4.1. Запустите программу лабораторного практикума и выберите лабораторную работу 3.8 «Прямые измерения активного сопротивления» в группе работ «Измерение электрических величин». На рабочем столе компьютера автоматически появятся модель лабораторного стенда с моделями средств измерений и вспомогательных устройств (рис. 3.8.2) и окно созданного в среде MS Excel лабораторного журнала, который служит для формирования отчета по результатам выполнения лабораторной работы.

4.2. Ознакомьтесь с расположением моделей отдельных средств измерений и других устройств на рабочем столе. Включите модели средств измерений и опробуйте их органы управления. В процессе опробования убедитесь в том, что измерительный мост можно сбалансировать, а показания электромеханического омметра и мультиметра меняются по мере изменения сопротивления магазина сопротивлений.

4.3. После того как вы убедитесь в работоспособности приборов, подготовьте к работе модель омметра, мультиметра и измерительного моста:

  •  включите омметр (после включения на лицевой панели модели загорится световой индикатор);
  •  откалибруйте омметр. Выберите режим измерения омметра, соответствующий минимальным измеряемым сопротивлениям («Ω»), и подключите к входу прибора бесконечно большое сопротивление (разрыв цепи), затем ручкой «Уст. ∞» установите стрелку на деление шкалы, обозначенное «∞». Выберите режим измерения омметра, соответствующий максимальным измеряемым сопротивлениям («kΩ˟100»), и подключите к входу прибора нулевое сопротивление (короткое замыкание цепи), затем ручкой «Уст. 0» установите стрелку на нулевое деление шкалы;
  •  включите цифровой мультиметр и переведите его в режим измерения сопротивления с автоматическим выбором пределов АВП (на лицевой панели модели загорится соответствующий световой индикатор);
  •  включите измерительный мост (после включения на лицевой панели модели загорится световой индикатор), выключите все модели.

4.4. Приступите к выполнению заданий лабораторной работы.

Задание 1. Измерение активного электрического сопротивления методом непосредственной оценки

а. Установите значение сопротивления магазина равным 100 кОм.

b. Пользуясь трехпозиционным переключателем, подключите последовательно измеряемое сопротивление к входам омметра и мультиметра.

с. Снимите последовательно показания омметра и мультиметра.

d. Запишите в отчет показания омметра и мультиметра, а также сведения о классе точности использованных приборов

е. Повторите измерения по пп. а-d, последовательно устанавливая сопротивление магазина равным 10 кОм, 1 кОм, 100 Ом, 10 Ом и 1 Ом.

Задание 2. Измерение активного электрического сопротивления методом сравнения|

а. Установите значение сопротивления магазина равным 100 кОм.

b. Пользуясь трехпозиционным переключателем, подключите измеряемое сопротивление к входу измерительного моста.

c. Используя восьмидекадный переключатель и переключатель «Грубо/Точно», добейтесь баланса измерительного моста.

d. Снимите показания измерительного моста.

e. Запишите в отчет показания измерительного моста, а также сведения о его классе точности.

f. Повторите измерения по пп. а-е, последовательно устанавливая сопротивление магазина равным 10 кОм, 1 кОм, 100 Ом, 10 Ом и 1 Ом.

4.5. Сохраните результаты.

4.6. После сохранения результатов закройте приложение LabVIEW и, при необходимости, выключите компьютер.

5. Оформление отчета

Отчет должен быть оформлен в соответствии с требованиями, приведенными во введении, а также содержать графики зависимости абсолютной и относительной погрешностей измерений от результатов измерений с выделенными на них полосами допустимых погрешностей.

Рекомендованная форма таблиц для записи результатов приведена ниже.

Таблица 3.8.1. Результаты измерений сопротивления с помощью электромеханического омметра(класс___, предел___) и цифрового мультиметра(класс___, предел___)

Показания магазина сопротивлений, кОм(Ом)

Показания мультиметра, кОм(Ом)

Показания электромеханического омметра, кОм(Ом)

Погрешность мультиметра

Погрешность аналогового прибора

Результат измерений, Ом

абсолютная, Ом

относительная, %

абсолютная, Ом

относительная, %

цифровой мультиметр

электромеханический омметр

расчет

эксперимент

расчет

эксперимент

расчет

эксперимент

расчет

эксперимент

Таблица 3.8.2. Результаты измерений сопротивления с помощью измерительного моста (класс____)

Показания магазина сопротивлений, кОм(Ом)

Показания измерительного моста, кОм(Ом)

Погрешность измерений

Результат измерений, Ом

абсолютная, Ом

относительная, %


6. Контрольные вопросы

  •  Требуется измерить активное электрическое сопротивление, значение которого ориентировочно равно 0,01 Ом (0,1 Ом, 1 Ом, 10 Ом, 100 Ом, 10 кОм, 100 кОм, 1 МОм, 10 МОм). Как это лучше сделать, если погрешность измерений не должна превысить 1 Ом (0,5%)?
  •  Опишите принцип работы электромеханического омметра. Чем в первую очередь определяются его метрологические характеристики?
  •  Что является главным источником погрешностей магнитоэлектрических омметров?
  •  Каков нижний предел измерения одинарного моста постоянного тока? Чем он определяется?
  •  Какие значения сопротивления удобно измерять с помощью двойного моста постоянного тока?
  •  Когда оправдано использовать косвенные намерения для определения значения электрического сопротивления?
  •  Опишите принцип работы цифрового омметра. Чем в первую очередь определяются его метрологические характеристики?
  •  Опишите принцип работы измерительного моста постоянного тока. Чем в первую очередь определяются его метрологические характеристики?
  •  Чем определяется погрешность измерений при использовании цифрового омметра?
  •  Почему с помощью мостовой схемы нельзя измерять большие (более 10 МОм) сопротивления?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27145. Управление жизненным циклом информации 150.37 KB
  Например в заказе на покупку ценность информации меняется с момента размещения заказа до истечения срока гарантии. В момент получения заказа на покупку и его обработки для доставки товара значимость информации максимальна. Управление жизненным циклом информации Information Lifecycle Management ILM Проблемы клиента В настоящее время расходы на хранение составляют более 15 ИТбюджетов Ежегодно объемы данных растут более чем на 50 В большинстве случаев дисковые устройства хранения используются менее чем на 50 40 из них...
27146. Классификация данных: структурированные, неструктурированные, детализированные, агрегированные, метаданные 30.27 KB
  Метаданные должны содержать описание структуры хранилища и структуры данных в том числе импортируемых их внешних источников. В хранилищах данных метаданные нужны для извлечения преобразования и загрузки данных из разных источников а также для последующего использования и интерпретации хранимых данных. Технически метаданные содержат данные для обеспечения работы самого хранилища статистика загрузки описание модели данных Классификация данных в зависимости от способа управления и хранения: Структурированные 20 Неструктурированные 80.
27147. Комбинация многомерного и реляционного подхода: киоски (витрины) данных 39.38 KB
  Преимущества реляционных ХД: неограниченный объем хранения данных т. РСУБД лежат в основе большинства OLTP систем а те в свою очередь являются основным источником данных для хранилищ то упрощена загрузка данных в ХД OLTP Online Transaction Processing транзакционная система обработка транзакций в реальном времени. OLTPсистемы предназначены для ввода структурированного хранения и обработки информации операций документов в режиме реального времени при добавлении новых изменений не нужно выполнять сложную физическую реорганизацию...
27148. Многомерные хранилища данных 69.22 KB
  Сущность многомерного представления данных состоит в следующем. Например для описания процесса продаж могут понадобиться сведения о наименованиях товаров или их групп о поставщике и покупателе о городе где производились продажи а также о ценах количествах проданных товаров и общих суммах. Представление данных в виде многомерных кубов более наглядно чем совокупность нормализованных таблиц реляционной модели структуру которой представляет только администратор БД.
27149. Реляционные ХД 11.22 KB
  Данные хранятся в реляционных таблицах но образуют специальные структуры эмулирующие многомерное представление данных. Многомерные ХД реализуют многомерное представление данных на физическом уровне в виде многомерных кубов. Гибридные ХД сочетают в себе свойства как реляционной так и многомерной модели данных. Виртуальные ХД не являются хранилищами данных в привычном понимании.
27150. ВВЕДЕНИЕ В OLAP 336.95 KB
  И если количество аналитиков в десятки раз меньше числа кассиров то объемы данных необходимых для анализа превышают размер средней транзакции на несколько порядков величины. Технология OLAP Online Analytical Processing представляет собой методику оперативного извлечения нужной информации из больших массивов данных и формирования соответствующих отчетов. Однако вскоре выяснилось что OLAP–системы очень плохо справляются с ролью посредника между различными транзакционными системами источниками данных и клиентскими приложениями.
27151. Информационные системы 10.52 KB
  ETL получает несогласованные данные которые надо преобразовать к единому формату. ETL загружает данные в центральное хранилище. SRD должно доставить данные в различные витрины в соответствии с правами доступа графиком доставки и требованиями к составу информации.
27152. Принципы построения систем, ориентированных на анализ данных 52.16 KB
  Принципы построения систем ориентированных на анализ данных Модели данных используемые при построении Хранилищ Данных В настоящее время наибольшее распространение получили три вида моделей хранилищ данных: многомерная реляционная и комбинированная. Измерения играют роль индексов используемых для идентификации конкретных значений данных. Вращение изменение порядка измерений; обычно для двухмерных сечений остальные фиксированные для приведения данных к форме удобной для восприятия; Свертка замена одного из значений измерения другим ...
27153. Формат BluRay 2.09 MB
  Приведены основные технические характеристики BDдиска. Это и гибридный лазер способный генерировать излучение трех длин волн: 780 нм 650 нм и 405 нм объектив с изменяемой числовой апертурой SONY голографический оптический элемент LG дифракционный оптический элемент Matsushita высокопрочное защитное покрытие поверхности диска DURABIS2 TDK регистрирующие материалы для записываемых дисков – органический Fuji и неорганический TDK новейшие технологии мастеринга новых дисков – с использованием термохимической реакции в материале...