Описание лабораторного стенда

В состав виртуального лабораторного стенда (рис. 4.2) входят LabVIEW компьютерные модели следующих устройств:

- два магнитоэлектрических вольтамперметра для прямых измерений постоянного напряжения и силы тока методом непосредственной оценки;

- универсальный источник питания (УИП) с регулируемым стабилизированным напряжением постоянного тока;

- магазин сопротивлений, используемый в качестве сопротивления нагрузки;

- коммутационное устройство (КУ), обеспечивающее включение приборов согласно схемам на рис. 4.1а или 4.1б.

Характеристики магнитоэлектрического вольтамперметра:

- служит для измерения напряжения и силы постоянного тока;

- пределы измерений постоянного напряжения от 0,075 В до 600 В;

- пределы измерений постоянного тока от 0,075 мА до 3 А;

- внутреннее сопротивление в режиме измерения тока составляет 0,1 Ом;

- входное сопротивление в режиме измерения напряжения равно 30 кОм;

- пределы допускаемой приведенной погрешности (класс точности) на всех пределах измерения не более ± 0,5 %.

Рис. 4.2 Вид лабораторного стенда работы № 3.2:

1 – магнитоэлектрические вольтамперметры, 2 – магазин сопротивлений,

3 – универсальный источник питания, 4 – коммутационное устройство

Схема соединения приборов при выполнении работы показана на рис. 4.3.

Рис. 4.3 Схема соединения приборов стенда работы № 3.2

Указания к выполнению работы

1. Запустите программу лабораторной работы № 3.2 «Измерение мощности постоянного электрического тока». На экране компьютера появится модель лабораторного стенда (рис. 4.4.). Изучите расположение частей стенда.

2. Рассчитайте сопротивление R_н, при котором напряжению 15 В на выходе УИП будет соответствовать сила тока 3 А в цепи (рис. 4.1). При расчете учтите внутреннее сопротивление амперметра. Установите сопротивление магазина равным рассчитанному значению R_н.

Включите УИП тумблером «СЕТЬ», переключатель диапазонов установите в положение «0-15 В», ручку плавной регулировки выходного напряжения – в крайнее левое положение.

3. Измерение электрической мощности при R_н = 4,9 Ом.

3.1. Переведите переключатель КУ в положение 1, что соответствует схеме включения приборов согласно рис. 4.1а. Установите на вольтамперметрах пределы, на которых обеспечивается наиболее высокая точность измерений силы тока и напряжения при токе нагрузки 3 А. Рекомендуется, чтобы показания приборов были как можно ближе к установленному пределу шкалы.

Плавно поверните ручку УИП в крайнее правое положение, соответствующее выходному напряжению 15 В. Запишите показания вольтметра и амперметра, пределы измерений приборов, значение R_н.

3.2. Не меняя других настроек, переведите переключатель КУ в положение 2, что соответствует схеме согласно рис. 4.1б. Запишите показания вольтметра и амперметра, пределы измерений приборов, сопротивление магазина.

4. Измерение электрической мощности при R_н = 100 Ом.

4.1. Не меняя напряжение на выходе УИП, увеличьте сопротивление магазина до 100 Ом. Рассчитайте значение силы тока в цепи при U = 15 В, R_н = 10 кОм. Установите пределы вольтметра и амперметра, на которых обеспечивается наиболее высокая точность измерений. Запишите показания вольтметра и амперметра, пределы измерений приборов, значение R_н.

4.2. Не меняя других настроек, переведите переключатель КУ в положение 2, что соответствует схеме, показанной на рис. 4.1б. Запишите показания вольтметра и амперметра, пределы измерений приборов, сопротивление магазина.

5. Измерение электрической мощности при R_н = 10 кОм.

Выполните действия, описанные в п. 4, при R_н = 10 кОм.

Закройте приложение Lab VIEW.

6. Рассчитайте относительные погрешности косвенных измерений мощности, используя формулы (1)-(8).