61

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет

аэрокосмического приборостроения

_______________________________________________________________

Метрология и электрорадиоизмерения Методические указания к выполнению лабораторных работ

Санкт-Петербург

2009

Составители: доценты кафедры метрологии и стандартизации С.А. Гусев, З.К.Яковлева, А.О. Васильев, С.А. Васильев, Т.П. Мишура

Рецензент: кафедра бортовой радиоэлектронной аппаратуры, доцент А.А.Хоменко

В методических указаниях приведены описания лабораторных работ по дисциплине «Мет­рология и электрорадиоизмерения» и краткие методические ука­зания к их выполнению и основные требования по электробезопасности.

Предназначены для студентов основных технических специаль­ностей университета, выполняющих лабораторный практикум на дневном, вечернем и заочном факультетах.

Подготовлены к публикации кафедрой метрологии и стандартизации ГУАП.

Методические указания

Целью лабораторного практикума является развитие практичес­ких навыков при работе с электрорадиоизмерительной аппаратурой и проведения практической исследовательской работы.

Количество работ, выполняемых студентами, и их состав опреде­ляется учебными планами соответствующих специальностей и фа­культетом, на котором они обучаются.

Студенты допускаются к выполнению лабораторной работы толь­ко при успешной сдаче зачета по предыдущей работе и при соответ­ствующей предварительной подготовке.

Для подготовки к работе необходимо ознакомиться с основными теоретическими сведениями по методике предстоящих измерений, схемой лабораторной установки, измерительными приборами, вхо­дящими в ее состав, с общими требованиями по электробезопасности и подготовить форму отчета по предстоящей ра­боте.

Форма отчета должна содержать титульный лист, наименование пунктов задания, схемы измерений, схемы (структурные или элект­рические принципиальные) основных приборов, изучаемых в рабо­те, и таблицы для записи результатов.

Отчет, представляемый к зачету по лабораторной работе, в окон­чательном виде также должен содержать расчетные форму­лы, кривые расчетных и экспериментальных зависимостей, выпол­ненные на миллиметровой бумаге или на компьютере, и выводы по каждому пункту за­дания.

При построении градуировочных кривых измерительных прибо­ров масштаб графика следует выбирать, руководствуясь правилами, изложенными в Приложении 1.

В процессе подготовки к зачету следует обратить внимание на кон­трольные вопросы, приводимые в конце описания каждой лабора­торной работы, и пользоваться литературой, перечисленной в указа­теле.

Лабораторная работа № 1 измерение постоянных напряжений

Цель работы: ознакомление с типовыми вольтметрами постоянного напряжения, овладение методикой измерений постоянных напряжений, приобретение навыков градуировки вольтметров.

Методические указания по подготовке к работе

При измерении напряжения на участке электрической цепи одним из источников погрешности является ответвление тока в цепь вольтметра. На рис.1 показана схема измерения напряжения вольтметром V на резисторе R2 (участок 1-2). Напряжение на сопротивлении R2 определяется выражением

Рис.1. Схема включения вольтметра	Рис.2. Эквивалентная схема цепи

При подключении вольтметра в его цепь ответвляется ток i_B и поэтому напряжение на R1 увеличивается (так как уменьшается общее сопротивление цепи), а на резисторе R2 – уменьшается по сравнению с их значениями до измерения. Эквивалентная схема измерения напряжения показана на рис.2. Эквивалентное сопротивление на участке 1-2 определяется выражением

где R_в – сопротивление вольтметра. Напряжение, измеренное вольтметром, можно определить из выражения

(1)

При этом относительная погрешность измерения равна

.

Погрешность, обусловленную ответвлением тока в цепь вольтметра, можно учесть введением поправки на результат измерения. Поправка определяется расчетным и экспериментальным путем.

Наиболее часто поправка определяется экспериментально косвенным методом с использованием контрольного шунта. Измерение напряжения производится дважды: основное измерение с результатом U_изм без шунта (обычное измерение напряжения) и контрольное измерение с результатом U_к при подключенном параллельно вольтметру шунте. Сопротивление шунта берется равным сопротивлению вольтметра. При контрольном измерении ток ответвляется как в цепь вольтметра, так и в цепь контрольного шунта, при этом напряжение U_к будет меньше U_изм (которое в свою очередь меньше значения напряжения на участке цепи до подключения вольтметра). Тогда согласно (1) поправка вычисляется по формуле

. (2)

В отдельных случаях, когда выполняется неравенство

(3)

можно пользоваться приближенной формулой

С≈U_изм-U_к. (4)