Министерство образования и науки

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт»

Лабораторная работа №1

на тему:

Изучение методов измерения физических величин

Выполнил

студент 2 курса

Факультета АКС

группы ВА-11

Аницай А.А.

2013

В лабораторной работе выполняется следующие опыты: -Измерение емкости конденсатора с использованием явления резонанса; -Измерение емкости конденсатора методом замещения; -Измерение емкости конденсатора методом обратного замещения; -Измерение частоты дифференциальным методом;

-Измерение напряжения дифференциально-нулевым (компенсационным) методом.

Цель работы: приобрести навыки измерения величин различными методами и изучить методику обработки результатов измерения.

Технические характеристики си

1 Магазины индуктивности и емкости

Магазины индуктивности и емкости применяются в мостовых, компенсационных, фазосдвигающих, резонансных и других схемах для измерения , , , и других величин.

Технические характеристики магазина индуктивности: Предел допустимой основной погрешности, % – 0.2;

Максимальное значение 0.99 мГн; Рабочий диапазон частот до 1.0 МГц; Рабочий ток 0.25 А.

Технические характеристики магазина емкостей: Предел допустимой основной погрешности, % – 0.2; Максимальное значение 999 пФ; Рабочий диапазон частот до 1.0 МГц.

2 Измерительный генератор

Рисунок 1 – Внешний вид генератора

Внешний вид генератора показан на рис. 1. Технические характеристики генератора: Формы выходного сигнала – синусоидальная, пилообразная, прямоугольная; Диапазон устанавливаемых амплитуд выходного сигнала – от 1 В до 99 В. Диапазон задаваемых частот выходного сигнала – от 0.1 кГц до 999.9 кГц. Предел допустимой относительной погрешности установленной частоты – 1.5%. При нажатии кнопки “Линейное изменение частоты” частота выходного сигнала изменяется пропорционально времени. Это дает возможность исследовать амплитудно-частотные характеристики схем.

3 Цифровой частотомер

Рисунок 2 – Внешний вид частотомера

Внешний вид частотомера показан на рис. 2.

Технические характеристики: частотомер имеет шесть декады; наибольшее значение измеряемой частоты равно 999999 Гц; абсолютная погрешность измерения в Гц вычисляется по формуле , где – результат измерения в Гц .

4 Многозначная мера напряжения

Рисунок 3 – Внешний вид меры напряжения

Внешний вид частотомера показан на рис.3.

Технические характеристики: число декад – 5; предельное значение воспроизводимого напряжения – 99.999 В; относительная погрешность воспроизводимого напряжения – 0.1%.

2 Опыт 1. Измерение емкости конденсатора с использованием явления резонанса

Цель расчета

· Рассчитать емкость конденсатора при косвенном однократном измерении; · Рассчитать комбинированную стандартную и расширенную неопределенности; · Записать результаты измерения с указанием неопределенности. Таблица 2.2 – Исходные данные и результаты эксперимента

Значение частот, кГц			Значение индуктивности , мГн		Входные емкости, пФ
		вольтметра и осциллографа			монтажа			магазина индуктивностей
834.4	838.3	0.25		Номинальное значение		Границы		Номинальное значение	Границы		Номинальное значение	Границы
				16		15		5	3		10	5

Результаты промежуточных вычислений следует округлять до 4-х значащих цифр. 1 Определим исправленный результат измерения по формуле:

,

(2.1)

где – круговая резонансная частота; – поправка результата измерения.

1.1 Определим резонансную частоту

1.2 Определим круговую резонансную частоту

1.3 Вычислим абсолютную поправку результата измерения

1.4 Подставив вычисленные значения в формулу (2.1), определим исправленный результат

2 Оценим расширенную неопределенность результата измерения по формуле

,

(2.2)

где – абсолютная погрешность установленной круговой частоты генератора; – абсолютная погрешность круговой частоты настройки в резонанс; – абсолютная погрешность установленной индуктивности.

2.1 Вычислим абсолютную погрешность настройки в резонанс

2.2 Определим абсолютную погрешность настройки в резонанс в единицах круговой частоты

2.3 Определим абсолютную погрешность генератора

2.4 Определим абсолютную погрешность установки индуктивности

где – относительная погрешность установленного значения индуктивности.

2.5 Определим частные производные

2.6 Вычисленные значения подставим в формулу (2.2)

3 Оценим комбинированную стандартную неопределенность результата измерения по формуле

4 Запишем результат измерения

c указанием расширенной неопределённости

·с указанием комбинированной стандартной неопределённости