70822

Измерения активного сопротивления

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Получение навыков измерения активного сопротивления. Ознакомление с методами измерения активного сопротивления. Ознакомьтесь с принципами организации измерения активного сопротивления косвенным методом.

Русский

2014-10-27

564.5 KB

13 чел.

10

РАБОТА №3.8. прямые Измерения активного сопротивления

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

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

2. ЗАДАНИЕ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ПОДГОТОВКИ

1. Повторите вопросы обработки и представления результатов прямых и косвенных измерений.

2. Повторите вопросы классификации измерений по методу их выполнения

3. Ознакомьтесь с принципом работы, устройством и характеристиками электромеханических омметров.

4. Ознакомьтесь с принципом работы, устройством и характеристиками электронных омметров.

5. Ознакомьтесь с принципом работы, устройством и характеристиками измерительных мостов постоянного тока.

6. Ознакомьтесь с принципами организации измерения активного сопротивления косвенным методом.

3. СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Прямые измерения сопротивления производятся как приборами непосредственной оценки – омметрами, так и мостами. Омметры бывают электромеханическими, электронными и цифровыми.

 Электромеханические выполняют на основе магнитоэлектрического механизма или логометра. В зависимости от схемы они предназначены для измерения либо больших (от единиц ом до десятков или сотен мегаом), либо малых (менее 1 ома). Многопредельные омметры могут объединять эти схемы в одном приборе. Логометрические омметры имеют достоинства, вытекающие из независимости его показаний от напряжения питания. Погрешность омметров рассматриваемых типов обычно лежит в диапазоне от одного до нескольких процентов, причем она неодинакова на разных участках и резко возрастает на обоих ее концах.

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

 Цифровые омметры обычно входят в состав цифровых мультиметров. Они дают возможность измерять сопротивления в диапазоне от десятых долей ома 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 сопротивлений средних размеров (обычно от  1  до  1010  Ом). Конструктивно мост представляет собой стационарный или переносный прибор с набором магазинов сопротивлений, соединенных в мостовую схему. Индикатором нуля обычно служит гальванометр магнитоэлектрической системы. Он может быть встроенным в прибор или наружным, так же как батарея или блок питания. Погрешности резисторов, входящих в состав моста вносят 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  5 – 10 %. Для измерения малых сопротивлений применяют двойные мосты, схемы которых позволяют исключить влияние сопротивления проводников и контактов. Пределы измерений двойных мостов охватывают область сопротивлений от 10-8  Ом  до 1000  Ом, погрешность измерения составляет  0,1 -  2 %.

4. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Лабораторный стенд представляет собой персональный компьютер, на рабочем столе которого расположены модели электромеханического омметра, цифрового вольтметра, измерительного моста постоянного тока и магазина сопротивлений (рис. 3.8.1).

Рис. 3.8.1. Вид экрана лабораторного стенда при проведении работы №3.8.

На рабочем столе также находится трехпозиционный переключатель, который служит для моделирования электрических соединений и лабораторный журнал.

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

Манипуляция органами управления средствами измерений и других устройств производится при выполнении работы с помощью мыши в таком же порядке, как это предусмотрено при работе с реальными приборами и устройствами.

Основная приведенная погрешность измерения электрических сопротивлений электромеханическим омметром не превышает 2,5%.

Пределы допускаемых значений основной погрешности цифрового вольтметра при измерении электрического сопротивления равны:

,        (3.8.1)

где  - конечное значение установленного предела измерений;

R – значение измеряемого сопротивления на входе.

Класс точности измерительного моста постоянного тока – 0,1.

Предел допускаемого отклонения действительного значения сопротивления магазина от номинального значения в процентах определяется по формуле:

,   (3.8.2)

где R – номинальное значение включенного сопротивления в омах, а  Ом.

5. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Изучите описание работы и рекомендованную литературу. Запустите программу-оболочку лабораторного практикума, нажав кнопку RUN (“стрелка направо” в левом верхнем углу окна программы), и выберите  лабораторную работу №8 «Прямые измерения активного сопротивления» в группе работ «Измерение электрических величин».

2. При необходимости еще раз почитайте описание работы, ответьте на вопросы коллоквиума и получите допуск к выполнению работы. После сдачи коллоквиума на рабочем столе автоматически появится окно лицевой панели ВП и окно лабораторного журнала, созданного в программе MS Excel. В лабораторный журнал в процессе выполнения работы будут вноситься данные, необходимые для последующего составления отчета.

3. Приготовьте к работе проверенную на отсутствие вирусов, отформатированную 3,5-дюймовую дискету.

4. Изучите органы управления, находящиеся на передней панели приборов.

На лицевой панели магазина сопротивлений расположены:

- ручки восьмидекадного переключателя сопротивлений;

- зажимы        для подключения прибора в электрическую схему «Кл.1 и «Кл.9».

На лицевой панели электромеханического омметра расположены:

- шкала отсчетного устройства со стрелочным указателем;

- ручки переключателя пределов измерения;

- ручки регуляторов установки бесконечности «Уст. » при измерении ом () и установки нуля при измерении килоом  (k);

- клеммные зажимы входов прибора.

На лицевой цифрового вольтметра расположены:

- кнопка «СЕТЬ» включения питания прибора от сети;

- цифровой индикатор;

- три кнопки выбора предела измерения (меньший предел, АВП, больший предел);

- пять кнопок выбора рода работы (измерение постоянного напряжения, переменного напряжения, сопротивления, постоянного тока и переменного тока);

- клеммы для подключения прибора к электрическим схемам.

На лицевой панели измерительного моста расположены:

- кнопка с индикатором «Выкл./Вкл.» для включения питающего напряжения;

- нуль-индикатор;

- переключатель чувствительности нуль–индикатора «Грубо/Точно»;

- ручки восьмидекадного переключателя сопротивлений;

- клеммы для подключения к схеме.

На лицевой панели 3-позиционного переключателя расположена ручка, переключающая магазин сопротивлений в соответствии со схемой рис. 3.8.1.

6. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Подготовьте модели электромеханического омметра, цифрового вольтметра и измерительного моста к работе.

1.1. Включите с помощью кнопки «Вкл.» электромеханический омметр.

1.2. Откалибруйте электромеханический омметр

Включите режим измерения омметра, отключите с помощью 3-позиционного магазин сопротивлений от омметра и ручкой «Уст. » установите стрелку на деление, соответствующее бесконечно большому сопротивлению.

Включите режим измерения k омметра, подключите с помощью 3-позиционного магазин сопротивлений с установленным нулевым сопротивлением к омметру и ручкой «Уст. 0» установите стрелку на нулевое деление.

1.3. Включите с помощью кнопки «Сеть» цифровой вольтметр и переведите его в режим измерения сопротивления с автоматическим выбором пределов АВП.

1.4. При помощи кнопки «Выкл./Вкл.» включите измерительный мост.

2. Опробуйте расположенные на рабочем столе модели средств измерений. В процессе опробования, изменяя сопротивление магазина и пользуясь 3-позиционным переключателем, проследите за изменением показаний измерителей активного сопротивления и убедитесь в работоспособности приборов.

В случае если хотя бы одна из моделей окажется неработоспособной, обратитесь к преподавателю.

3. Измерьте активное сопротивление с помощью различных средств измерений.

3.1. Установите с помощью восьмидекадного переключателя значение сопротивления магазина равным 100кОм.

3.2. Измерьте сопротивление магазина с помощью электромеханического омметра и цифрового вольтметра, включенного в режиме измерения сопротивления.

3.3. Запишите в лабораторный журнал по форме, приведенной в таблице 3.8.1, показания электромеханического омметра и цифрового вольтметра, полученные  при выполнении задания п. 3.2.

3.4. Повторите п.п. 3.1 – 3.3 задания, выбрав последовательно сопротивление магазина равным 10 кОм, 1 кОм, 100 Ом, 10 Ом, 1 Ом.

Таблица 3.8.1

Результаты измерений активного сопротивления с помощью электромеханического омметра и цифрового вольтметра, включенного в режиме измерения сопротивления

Показания магазина сопротивлений, кОм(Ом)

Показания цифрового вольтметра, кОм(Ом)

Показания э/мех. омметра, кОм(Ом)

Погрешность цифр. прибора

Погрешность аналог. прибора

Результат измерений

расчет

экперимент

расчет

эксперимент

Цифр. Вольтм.

Э/мех. омметр

4. Измерьте активное сопротивление с помощью моста.

4.1. Установите с помощью восьмидекадного перключателя значение сопротивления магазина равным 100 кОм.

4.2. Подключите к мосту измеряемое сопротивление и, используя восьмидекадный переключатель и переключатель «Грубо/Точно», добейтесь баланса моста.

4.3. Запишите в лабораторный журнал по форме, приведенной в таблице 3.8.2, показания измерительного моста и магазина сопротивлений.

4.4. Повторите п. 4.1 – 4.3 задания, выбрав последовательно сопротивление магазина равным 10кОм, 1кОм, 100Ом, 10Ом, 1Ом.

Таблица 3.8.2

Результаты измерения активного сопротивления с помощью измерительного моста

Показания магазина сопротивлений, кОм(Ом)

Показания измерительн. моста, кОм(Ом)

Погрешность измерений

Результат измерений

Абс., Ом

Относит.,%

5. Нажмите кнопку СТОП.

6. Сохраните файл лабораторного журнала на дискете под оригинальным именем.

7. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

При оформлении лабораторного отчета необходимо полностью заполнить имеющиеся в распоряжении студента таблицы.

Помимо заполненных таблиц в отчете должны содержаться:

- сведения о цели и порядке выполнения работы;

- схема лабораторной установки;

- данные о характеристиках использованных приборов;

- примеры расчетов, выполнявшихся при заполнении таблиц;

- графики зависимости абсолютной и относительной погрешности измерений от их результатов с выделенными на графиках полосами допустимых погрешностей;

- выводы по результатам проделанной работы.

8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что является главным источником погрешностей магнитоэлектрических омметров?

2. Каков нижний предел измерения одинарного моста постоянного тока?

3. Чем определяется нижний предел измерения  одинарного моста постоянного тока?

4. Для измерения каких значений сопротивлений предназначен двойной мост постоянного тока?

5. Каково главное достоинство косвенного измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра?

Электромех. омметр

Цифровой вольтметр

Измерительн. мост

3-х позиц. переключ.

Магазин

сопротивлений

Рис.3.8.2. Схема электрических соединений

при выполнении работы


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19785. Компоненти StringGrid, RichEdit 17.38 KB
  StringGrid являє собою таблицю що містить рядки. Дані таблиці можуть бути тільки для читання або редагуються. Таблиця може мати смуги прокручування причому задане число перших рядків і стовпців може бути фіксованим і не прокручуватися. Таким чином можна задати заголовки ст
19786. Компоненти керування – Button, RadioButtonGroup, CheckBox, etc 28 KB
  Компоненти керування Button RadioButton/Group CheckBox. Компоненти керування стандартні для Windows інтерфейсні елементи такі як головне і спливаюче меню кнопка однорядковий і багаторядковий редактори перемикачі мітки списки і деякі інші компоненти що застосовуються найчасті
19787. Компоненти списків ListBox, ComboBox 22 KB
  Компоненти списків ListBox ComboBox. Компоненти керування стандартні для Windows інтерфейсні елементи такі як головне і спливаюче меню кнопка однорядковий і багаторядковий редактори перемикачі мітки списки і деякі інші компоненти що застосовуються найчастіше. Компонент...
19788. Робота з текстом. Клас TStrings 16.16 KB
  При роботі з інформацією текстом потрібно виконувати її відображення введення і редагування. Підкреслимо що ми розглядаємо поняття текстав широкому сенсі припускаючи що до складу тексту можуть входити літери іціфри. При роботі з текстовими даними вони можуть об'єдну
19789. Розподіл оперативної пам’яті. Вказівники види, об’явлення, операції 34.5 KB
  4.Розподіл оперативної памяті. Вказівники: види обявлення операції. Вказівником називається змінна яка містить в собі певниу адресу мається на увазі адресу в оперативній пам'яті. Як правило вказівники містять адресу деякої іншої змінної або виділеної д
19790. Створення меню. Компоненти MainMenu та PopupMenu 28 KB
  1.Створення меню. Компоненти MainMenu та PopupMenu. MainMenu невізуальний на відміну від візуальних компонентів TEdit і TLabel в точності відповідних своєму зовнішньому вигляду в працюючій програмі. Це означає що хоча його видно на формі як невеликий квадрат у вікні створеної програми ...
19792. Текстові компоненти Label, Edit, Memo 26.5 KB
  Текстові компоненти Label Edit Memo Компоненти керування стандартні для Windows інтерфейсні елементи такі як головне і спливаюче меню кнопка однорядковий і багаторядковий редактори перемикачі мітки списки і деякі інші компоненти що застосовуються найчастіше. Компонен
19793. Файловий ввід/вивід. Поняття потока. Класс TFileStream 27 KB
  Файловий ввід/вивід. Поняття потока. Класс TFileStream. Файловий вводвивод реалізується по поточним стандартам.Наприклад Мова Сі абстрагує всі файлові операції перетворюючи їх на операції з потоками байтів які можуть бути як потоками введення так і потоками виведе