
- •Работа 4.2. Емкостные измерительные преобразователи. Измерение размера
- •3. Описание лабораторного стенда
- •Задание 1. Измерение емкости кабеля, соединяющего емкостной преобразователь с lc-измерителем
- •I. Убедитесь, что табл. 4.2.1 заполнена полностью, и сохраните результаты.
- •Задание 2. Измерение емкостей измерительного преобразователя при установке стержней различных диаметров
- •Задание 3. Определение функции преобразования емкостного преобразователя
- •5. Оформление отчета
- •6. Контрольные вопросы
I. Убедитесь, что табл. 4.2.1 заполнена полностью, и сохраните результаты.
Задание 2. Измерение емкостей измерительного преобразователя при установке стержней различных диаметров
а Выберите состояние емкостного преобразователя с установленным стержнем N°1 «Стержень d = 0,4 см».
b. Измерьте емкость преобразователя и запишите полученные значения Си, CTl, C3i и С;= С[;+ C2i+ C3j в табл. 4.2.2 аналогично тому, как это производилось в предыдущем задании (см. пп. с-е задания 1).
c. Нажмите кнопку «НОВОЕ ИЗМЕРЕНИЕ», что в данном случае моделирует поворот стержня в преобразователе на 90°. Затем повторите п. Ь.
d. Повторите п. с еще два раза.
e. В результате выполнения предыдущего пункта в табл. 4.2.2 должно быть записано достаточное количество опытных данных для ее полного заполнения. Для этого рассчитайте среднее значение, отклонения от среднего значения, квад раты отклонений и среднеквадратическое значение.
f. Повторите пп. а-е для других 10 стержней с номерами от 2 до 11. Можно ограничиться пятью стержнями под номерами 1,4, 6, 8, 10, 11. Каждый раз заполняйте новую таблицу со структурой табл. 4.2.2.
Задание 3. Определение функции преобразования емкостного преобразователя
а. В табл. 4.2.3 перенесите значения емкостей измерительного преобразователя, полученных при выполнении заданий 1 и 2. При этом в строку с нулевым номером запишите СКСР, то есть емкость преобразователя без стержня. В других же строках должны быть записаны средние емкости преобразователя со стержнями, номера которых совпадают с номером строки .
b. Рассчитайте значения X, равные
X = l/ln(D/d),
где диаметр D = 1,5 см. Заполните этими значениями четвертый столбец табл. 4.2.5 (столбец D таблицы Excel).
c. Постройте диаграмму зависимости Ci от Хi.
d. На той же диаграмме постройте средствами MS Excel линейную математи ческую модель Cmj = А + BXj (см. формулу 4.2.3). Для этого используйте пункт меню Диаграмма/'Добавить линию тренда.
e. На точечной диаграмме выделите галочкой пункт Показывать уравнение на диаграмме и затем определите значения А и В. Зная уравнение модели, заполните предпоследний и последний столбцы табл. 4.2.3.
f. Постройте другую диаграмму зависимости Ci от di. На ней же постройте полиномиальную модель шестой степени. Выведите на диаграмме уравнение модели. (Выполнять как дополнительное задание.)
g. Сравните модели, полученные в пп. d и f, и сделайте выводы.
Сохраните результаты.
После сохранения результатов закройте приложение Lab VIEW и, при не- обходимости, выключите компьютер.
Таблица 4.2.1. Измерение емкости кабеля
№п/п |
С1к, пФ |
С2к, пФ |
С3к, пФ |
С0к=С1к+С2к+С3к, пФ |
СОк - СОср, пФ |
(СОк-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.2,2. Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=__1___d=_0,4__см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=__2___d=_0,5__см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=___3__d=_0,6__см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=__4___d=0,7___см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=_5____d=_0,8__см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=_6____d=_0,9__см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=__7___d=_1,0__см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=__8___d=__1,1_см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=__9___d=_1,2__см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=_10____d=1,3___см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Измерение емкости преобразователя при установленном стержне №=__11___d=1,4___см
№п/п |
С1i, пФ |
С2i, пФ |
С3i, пФ |
С0i=С1i+С2i+С3i, пФ |
СОi - СОср, пФ |
(СОi-С0ср)2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Среднее (ср. кв. значение) |
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.2.3. Функция преобразования емкостного преобразователя
№п/п |
d, см |
Сj, пФ |
X=1/ln(D/d) |
Сmj, пФ |
Сj – Сm, пФ |
0 |
0 |
|
|
|
|
1 |
0,4 |
|
|
|
|
2 |
0,5 |
|
|
|
|
3 |
0,6 |
|
|
|
|
4 |
0,7 |
|
|
|
|
5 |
0,8 |
|
|
|
|
6 |
0,9 |
|
|
|
|
7 |
1,0 |
|
|
|
|
8 |
1,1 |
|
|
|
|
9 |
1,2 |
|
|
|
|
10 |
1,3 |
|
|
|
|
11 |
1,4 |
|
|
|
|