71049

Изучение методов измерения: компенсационного, прямого преобразования и замещения

Лабораторная работа

Физика

На панели лабораторного стенда установлена монтажная плата с сопротивлениями измерительного моста которые намотаны манганиновой проволокой что обеспечивает независимость их значений от влияния окружающей температуры. На лицевой панели стенда также установлен микроамперметр...

Русский

2014-11-01

471 KB

0 чел.

Л а б о р а т о р н а я    р а б о т а  №3.

Изучение методов измерения: компенсационного, прямого преобразования и замещения

  1.  Цель работы.

      Целью работы является изучение методов измерения: компенсационного,  прямого преобразования, замещения и их экспериментальное сравнение.

  1.  При выполнении лабораторной работы студент должен:

Знать: цель и содержание предстоящей работы, порядок ее выполнения и основные теоретические положения по данной теме.

Уметь: пользоваться измерительными приборами лабораторного стенда.

3. Общие положения

Общие положения данной лабораторной работы изложены в п. 3 лабораторной работы №1.

4. Контрольные вопросы

  5. Описание лабораторного стенда

На панели лабораторного стенда установлена монтажная плата с сопротивлениями измерительного моста, которые намотаны манганиновой проволокой, что обеспечивает независимость их значений от влияния окружающей температуры. Рядом установлена каретка с подвижным ползунком реохорда Roc обратной связи и показывающей стрелкой шкалы. На лицевой панели стенда также установлен микроамперметр – «нуль-индикатор» выходного сигнала измерительного моста и клеммы для подключения измеряемого сопротивления RТ.

В качестве измеряемого сопротивления в лабораторной работе используется термометр сопротивления RТ градуировки 100П. По этому на лицевой панели стенда установлена градуировочная таблица 100П, а шкала реохорда обратной связи откалибрована в 0С.

Термометр сопротивления подключают проводами линии связи, сопротивления которых Rл подгоняют катушками до стандартного значения 2,50 ±0.01 Ом, что позволяет обеспечить требуемую погрешность измерений.

  

Схема компенсационного измерительного моста

Напряжение 6,3В от источника питания поступает в диагональ a–b  четырехплечего (R1, Rл, RТRл, Rн, rнR3 – R2) измерительного моста. Выходное напряжение моста – сигнал рассогласования в диагонали cd поступает к нуль-индикатору, стрелка которого в положении «0» указывает на сбалансированность моста.

Резисторы Rн и rн используются, соответственно, для грубой и точной настройки начала диапазона измерения моста. Резисторы Rк и  rк - для аналогичной настройки конца этого диапазона.

Реохорд обратной связи Rос с шунтом Rш при перемещении каретки обеспечивают уравновешивание мостовой схемы, что фиксируют по положению стрелки нуль-индикатора сигнала рассогласования. Резистор Rп позволяет подстроить напряжение питания моста.

Для изучения влияния напряжения сети на результаты измерений в источнике питания предусмотрена ручка регулятора напряжения. Стенд включают в сеть ~220В с помощью тумблера «СЕТЬ».

6. Порядок выполнения работы

6.1 Компенсационный (нулевой) метод измерения

(Измерение температуры термометром сопротивления)

6.1.1К клеммнику для подключения датчика, смонтированному на лицевой панели стенда, подключить магазин сопротивлений – эталонный имитатор термометра сопротивления градуировки 100П.

 6.1.2 Поворотом декад магазина установить значение сопротивления, соответствующее началу шкалы (Т=00С) прибора согласно градуировочной таблице гр. 100П  на лицевой панели стенда.

  1.  Включить тумблер «СЕТЬ» питания стенда (~220В).
    1.  Поворотом ручки регулятора 1 установить номинальное значение напряжения питания Uпит = Uном измерительного моста. 
      1.  Уравновесить измерительный мост перемещением его каретки с укрепленными на ней стрелкой температурной шкалы и ползунком реохорда обратной связи Rос. Для этого каретку перемещать согласно показаниям нуль-индикатора в сторону уменьшения сигнала рассогласования до нуля.
      2.  Когда равновесие моста достигнуто, в графе «показания прибора» протокола испытаний зафиксировать положение стрелки температурной шкалы.
      3.  Для каждого из оцифрованных значений (0, 20, 40, 60, 80, 100 0С) температурной шкалы, последовательно устанавливая магазином табличные значения соответствующих сопротивлений и затем уравновешивая измерительный мост (по пп. 1.6 и 1.7), фиксируйте указанные температуры в графе «действительные значения» протокола, а  положение стрелки температурной шкалы для состояний равновесия моста – в графе «показания прибора». 
      4.  Действия по п.1.8 выполнить как при возрастании температуры от начала шкалы к концу («прямой ход»), так и обратном направлении («обратный ход»).

  1.   Для одного из значений температуры (по усмотрению преподавателя) изучить влияние параметров сети питания измерительного моста на результаты измерения. Для этого:
    1.   Ручкой регулятора 1 уменьшить напряжение питания моста (Uпит<Uном)  и выполнить п.п 1.8 – 1.9.
      1.   Ручкой регулятора 1 увеличить напряжение моста (Uпит>Uном) и выполнить п.п 1.8 – 1.9.

6.1.12 По окончании изучения компенсационного метода измерения ручку регулятора 1 напряжения питания измерительного моста поставить в положение «ВЫКЛ».

  1.  ыключить тумблер «СЕТЬ».

  1.  Метод измерения прямым сравнением с мерой 

(Измерение температуры термометром сопротивления)

6.2.1 К клеммнику для подключения датчика подсоединить магазин сопротивлений – эталонный имитатор термометра сопротивления гр. 100П.

6.2.2 Поворотом декад магазина установить значение сопротивления, соответствующее началу шкалы (Т=00С) прибора согласно градуировочной таблице (гр.100П) на лицевой панели стенда.

  1.  Включить тумблер «СЕТЬ» питания стенда ~220В.
    1.   Поворотом ручки регулятора 1 включить напряжение питания измерительного моста и установить его номинальное значение питания Uпит = Uном.
      1.  Каретку измерительного моста с укрепленной на ней стрелкой температ урной шкалы и ползунком реохорда обратной связи Rос установить в положение «0». Каретку и при дальнейших измерениях не перемещать!
      2.  В графу «показания прибора» протокола испытаний записать положение стрелки на нижней шкале индикатора сигнала рассогласования в 0С.

6.2.7 Последовательно для всех оцифрованных значений температуры нижней шкалы этого индикатора магазином сопротивлений установить табличные значения сопротивлений, соответствующих (гр.100П) указанным действительным значениям температуры.

6.2.8 Зафиксировать в протоколе эти действительные значения температуры и соответствующие им показания прибора (по нижней шкале индикатора сигнала рассогласования).

6.2.8 Измерения по п.2.7 выполнить как при возрастании температуры от начала шкалы к концу («прямой ход»), так и обратном направлении («обратный ход») – при понижении температуры.

6.2.9 Для одного из значений температуры (по усмотрению преподавателя) изучить влияние параметров сети питания измерительного моста на результаты измерения. Для этого:

  1.  Ручкой регулятора 1 уменьшить напряжение питания моста (Uпит<Uном)  и выполнить п.п 2.7 – 2.9.
    1.  Ручкой регулятора 1 увеличить напряжение моста (Uпит>Uном) и выполнить п.п 2.7 – 2.9.

6.2.10 После окончания изучения данного метода измерения ручку регулятора 1 поставить в положение «ВЫКЛ».

  1.  Выключить тумблер «СЕТЬ» на панели стенда.

  1.  Метод измерения – замещением

(Измерение электрического сопротивления резисторов)

6.3.1 Один из резисторов платы RX, установленной в правой части лицевой панели стенда подключить к клеммнику для подключения датчика.

6.3.2 Поворотом ручки регулятора 1 установить номинальное напряжение Uном  питания измерительного моста.  

6.3.3 Уравновесить измерительный мост перемещением каретки, установив стрелку нуль-индикатора на отметку «0».

6.3.4 Выключить тумблер «СЕТЬ». 

6.3.3 Заменить измеряемое сопротивление RX магазином сопротивлений и включить тумблер «СЕТЬ»..

6.3.4 Не изменяя положения каретки сбалансировать мост декадами магазина сопротивлений, установив стрелку нуль-индикатора на «0».

6.3.5 По положению декад магазина сопротивлений считать значение искомого сопротивления RX и внести в графу «показания прибора» протокола испытаний. В графу «действительные значения» внести значение сопротивления, указанное на данном резисторе RX.

6.3.6 Выключить тумблер «СЕТЬ».

6.3.7 К клеммнику датчика вместо магазина сопротивлений подключить следующий резистор платы RX.

6.3.8 Включить тумблер «СЕТЬ».

6.3.9 По показаниям нуль-индикатора магазином сопротивлений сбалансировать измерительный мост.

6.3.10 Повторить п.п. 6.3.5 – 6.3.9 для остальных резисторов платы RX.

6.3.11 Для одного из резисторов проверить влияние параметров сети на результаты измерений. Для этого:

     6.3.11.1 Ручкой 1 уменьшить напряжение питания моста (Uпит<Uном) и выпол нить п.п 3.1 – 3.5.

     6.3.11.2 Ручкой 1 увеличить напряжение питания моста (Uпит>Uном) и выполнить п.п 6.3.1 – 6.3.5.

6.3.12 После окончания изучения данного метода измерения ручку регулятора 1 поставить в положение «ВЫКЛ».

  1.  Выключить тумблер «СЕТЬ» на панели стенда.

7. Оформление результатов измерений

7.1. По внесенным в протоколы данным рассчитать абсолютные, относительные и приведенные погрешности для каждого из выполненных измерений.

7.2. Сравнить между собой рассмотренные методы измерения, сделав выводы о:

  •  видах погрешностей (аддитивной, мультипликативной и т.д.), присущих каждому из рассмотренных методов измерений;
  •  влиянии помех (напряжения питания) измерительного моста на погрешности результатов измерений;
  •  изменении чувствительности рассмотренных методов измерения под действии влияющих величин – изменения параметров сети ~220В;
  •  результатах сравнения уровней точности, чувствительности и помехозащищенности исследованных в лабораторной работе методов измерения.

  1.   Форма таблицы результатов протокола испытаний

п/п

Показания прибора

единица измерения:

Действительное значение 

единица измерения:

Абсолютная погрешность

ед.измер:

Относит. погреш,

%

Приведенная погреш., %

Примеч.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38190. Проблеми національних інтересів та національної безпеки 211 KB
  Національні інтереси України у внутрішньополітичному вимірі та у системі міжнародних відносин становлять єдине ціле. У цілому вони ставлять за мету: забезпечення свободи, незалежності та державного суверенітету України
38191. Воєнно-політична обстановка 128 KB
  Важливо наголосити що Ратцель у своїх концептуальних побудовах відштовхувався не від якихось умоглядних політичних ідей підганяючи під них географічні економічні історичні та культорологічні факти а навпаки фундаментальне вивчення суспільних і природничих наук дало йому змогу на їх емпіричній базі спорудити узагальнюючу концепцію політичної географії тобто геополітики. Фрідріх Ратцель народився 1844 року у невеликому німецькому місті Карлсруе там пройшли його роки навчання в гімназії.Ратцеля; хоча задля об\'єктивності необхідно додати...
38192. Психологічна боротьба в стародавні часи 162.5 KB
  По правді сказати ми взагалі не можемо вести мову про психологію в сучасному розумінні цього слова оскільки психологія або вивчення душі це відносно нова дисципліна. Психологія вивчення душі це відносно нова дисципліна. Коли я кажу: У мене є душа де знаходиться моя точка свідомості В душі чи в тілі Очевидно в тілі оскільки я кажу: У мене є душа а не У мене є тіло . Для стародавніх народів наприклад для індійців що не існувало душі що служить тілу а існувало тіло яке слугує душі.
38193. Психологічна боротьба на інформаційному рівні 99.5 KB
  Боротьба як правило ведеться у вигляді прихованих цілеспрямованих спеціальним чином організованих інформаційнопсихологічних операцій ІПсО. У широкому розумінні ІПсО це сплановане використання сучасних форм методів і засобів поширення інформації для здійснення впливу на інформаційне середовище та психологічний стан протидіючої сторони з одночасним захистом власного інформаційного середовища і психологічного стану. Вплив що здійснюється на інформаційне середовище та психологічний стан протидіючої сторони під час ІПсО отримав назву...
38194. Конфлікти рівня інформаційного суспільства 121.5 KB
  Конфлікти рівня інформаційного суспільства Заняття №1: Конфлікти рівня інформаційного суспільства Час: 2 години Мета заняття: формувати у курсантів риси необхідні військовому керівнику для професійної діяльності; сприяти розвитку почуття свідомої військової дисципліни відповідальності і цілеспрямованості;...
38195. Проблеми інформаційної безпеки України 161.5 KB
  Бурхливий розвиток інформаційних технологій наприкінці ХХ ст. призвів до зростання відносної важливості окремих аспектів суспільного життя. Внаслідок інформаційної революції основною цінністю для суспільства взагалі й окремої людини зокрема поступово стають інформаційні ресурси
38196. Засновники геополітики 203.5 KB
  Поняття глобального було введено в науковий обіг у другій половині XX століття американським науковцем Т.Левіттом, який охарактеризував ним феномен злиття ринків окремої продукції як нову тенденцію розвитку світової економіки; згодом це явище було інтерпретоване деякими домінуючими світовими силами в дусі ідеології обєднання світу в єдину економічну,
38198. Воєнна політологія як наука 134.5 KB
  Воєнна політика – частина загальної політики певних соціальних сил і спеціально створених ними інститутів влади, що спрямована на підготовку і використання (навмисне або змушене, військове або невійськове) засобів збройного насильства для досягнення тих або інших класових, національних або загальнолюдських інтересів, мети; для ведення війни або протидії.