Методичні вказівки щодо виконання практичної роботи
Загальні положення.
Перед початком проведення вимірювань необхідно:
вивчити технічні характеристики та правила експлуатації використованих приладів,
ознайомитися з короткими технічними описами використованих приладів, вивчити всі написи на передніх панелях приладів, ознайомитися з взаємозв'язком органів управління.
5.2. Вимірювання параметрів двополюсників мостом універсальним.
5.2.1. Вимірювання параметрів двополюсників мостом універсальним (2.1 –2.3) здійснюється шляхом підключення вимірюваного двополюсника до вимірювальних роз'ємів приладу.
5.2.2. При вимірюванні за допомогою моста універсального необхідно стежити за тим, щоб не було перевантаження індикатора балансу. Відхилення стрілки індикатора не повинно перевищувати 2/3 його шкали. При знаходженні стрілки індикатора в районі нуля необхідно ручкою "Чутливість" збільшити рівень сигналу і вивести стрілку індикатора на рівень 2/3 шкали. Балансування мосту закінчується, якщо ручка "Чутливість" знаходиться в крайньому правому положенні і мінімальному показанні індикатора.
5.2.3. При вимірі опору резисторів балансування моста здійснюється з використанням ручок "Межі" і "Множник". При цьому спочатку визначається межа вимірювання за допомогою ручки "Межі". Для цього: під'єднати вимірюваний об'єкт; встановити ручками "Множник" значення 1,09; встановити перемикач "Межі" в крайнє ліве положення; ручкою "Чутливість" встановити стрілку індикатора на рівень 2/3 шкали; обертанням ручки "Межі" міняти встановлену межу до тих пір, поки напруга розбалансу на індикаторі не зміниться на протилежне значення. Це і буде потрібна для вимірювання межа. Після цього здійснити урівноваження мосту ручками "Множник".
5.2.4. При вимірюванні величини ємності й індуктивності двополюсних елементів балансування моста здійснюється з використанням ручок "Межі", "Множник", "Втрати" (Q і tgδ). Спочатку визначається межа вимірювання. Для цього: під'єднати вимірюваний об'єкт; встановити ручками "Множник" значення 1,03; перемикач "Межі" – в крайнє праве положення; ручкою "Чутливість" встановити стрілку індикатора на рівень 2/3 шкали; натиснути кнопку "Вибір межі" і обертанням ручки "Межі" вліво міняти встановлену межу доти, доки напруга розбалансу на індикаторі не зміниться на протилежне значення. Це і буде потрібна для вимірювання межа. Після цього, відпустивши кнопку "Вибір межі", здійснюється балансування до отримання мінімуму ручками "Множник". Подальше балансування здійснюється ручкою "Втрати". Якщо в результаті виконаних операцій міст виявляється розбалансованим, то останні дві операції виконують по черзі до тих пір, доки не настане повне балансування моста.
5.3. Вимірювання параметрів двополюсників за допомогою вимірювача добротності.
5.3.1. Вимірювання параметрів двополюсників вимірником добротності (2.4 – 2.8) здійснюється шляхом підключення вимірюваного двополюсника до затискачів "Сx" або "Lx" (рис.1). Перед початком вимірювань необхідно здійснити калібрування приладу, використовуючи перемикач "Рід роботи" і ручки "Уст. 0", "Уст. Q", "Уст. Рівня".
5.3.2. При вимірюванні питомої індуктивності котушки вимірюваний об'єкт підключається до затискачів "Lx" якщо індуктивність котушки мала (дозволяє налаштувати контур вимірювача добротності в резонанс). В іншому випадку вимірюваний об'єкт підключають до затискачів "Сх", а до затискачів "Lx" підключають зразкову (змінну) котушку індуктивності. Змінну котушку індуктивності завжди вибирають таким чином, щоб частота, на якій будуть виконуватися вимірювання, потрапила в діапазон частот, вказаний на зразковій котушці. Після установки частоти, на якій необхідно виконати вимір, здійснюють настройку резонансу контуру змінної зразкової ємністю вимірювача добротності спочатку без вимірюваного двополюсника, а потім з вимірюваним двополюсником. За отриманими даними (значення добротності і ємності при першій і другій настройці) здійснюють розрахунок параметрів двополюсника.
5.3.3. При вимірюванні ємності двополюсника вимірюваний об'єкт підключається до роз'ємів "Сх" (рис.1). Якщо значення ємності вимірюваного двополюсника менше значення ємності зразкового конденсатора вимірювача добротності. При цьому до роз'ємів "Lх" необхідно підключити зразкову котушку індуктивності, діапазон частот якої відповідає діапазону частот, в якому здійснюється вимірювання ємності двополюсника. Якщо значення ємності вимірюваного двополюсника більше значення ємності зразкового конденсатора вимірювача добротності, то вимірюваний об'єкт включають послідовно з зразковою котушкою індуктивності і підключають утворившийся двополюсник до роз'ємів "Lx" (рис.1). Після установки частоти, на якій необхідно виконати вимір, здійснюють настройку резонансу контуру зразковою ємністю вимірювача добротності спочатку без вимірюваного двополюсника, а потім з вимірюваним двополюсником. За отриманими даними (значення добротності і ємності при першій і другій настройці) здійснюють розрахунок параметрів вимірюваного двополюсника.
Примітка. При малій добротності вимірюваного об'єкта налаштування контуру виконати складно. Крім того, різко зростає похибка вимірювання. У цьому випадку слід створити контур, який володіє відповідною добротністю.
5.3.4 При вимірі опору резистора об’єкт що вимірюється підключається до затискачів "Сх" (рис.1), якщо значення вимірюваного опору більше хвильового опору зразкового контуру (п. 8.2), що складається з зразкової котушки індуктивності та ємності зразкового конденсатора вимірювача добротності. При цьому до затискачів "Lx" необхідно підключити зразкову котушку, діапазон частот якої збігається з діапазоном частот, в якому здійснюється вимірювання. Якщо значення вимірюваного опору менше хвильового опору зразкового контуру, то вимірюваний об'єкт включають послідовно з зразковою котушкою індуктивності і підключають утворившийся двополюсник до затискачів "Lx" (рис.1).
Після установки частоти, на якій необхідно виконати вимір, здійснюють настройку резонансу контуру зразковим конденсатором без вимірюваного двополюсника. Після цього підключають вимірюваний об'єкт. За отриманими даними (значення добротності і ємності при першій і другій настройці) здійснюють розрахунок параметрів двополюсників.
Вимірювання параметрів невідомого двополюсника виконують аналогічно викладеному в п.5.3.4. При цьому, якщо модуль повного опору вимірюваного об'єкта більше хвильового опору зразкового контуру, що складається з зразкової котушки індуктивності та ємності зразкового конденсатора вимірювача добротності, то вимірюваний об'єкт підключають до затискачів "Сx" (рис.1), а якщо менше – послідовно з зразковою котушкою індуктивності до затискачів "Lx" (рис. 1).
При вимірюванні параметрів двополюсників універсальним мостом результати вимірювань і обчислень занести в табл. 2 і результат вимірювань представити у вигляді:
де Aхі – виміряне значення параметра.
Примітка. Якщо виміряне значення індуктивності менше 10мкГ, а ємності конденсатора менше 10 пФ, то потрібно ввести поправку відповідно на початкову індуктивність і початкову ємність мосту, які потрібно визначити за методикою, наведеною в описі моста.
5.3. 8 При вимірюванні параметрів двополюсників за допомогою вимірювача добротності результати вимірювання і обчислення параметрів котушки індуктивності занести в табл. 3 а результати вимірювань і обчислень параметрів конденсатора і резистора в табл. 4.
5.4. Оцінити основну абсолютну похибку ± AAх кожного параметра мостовим і резонансним методами. Отримані значення абсолютних похибок мостовим методом вимірювання занести в табл.1. Результати вимірювань індуктивності, ємності і опору відповідних двополюсників куметра та оцінку абсолютної їх похибки занести в та6л.3 – 5
.5.5 Порівняти значення оцінок основних похибок вимірювання мостовим і резонансним методами параметрів двополюсників і зробити висновки про переваги і недоліки цих методів .
5.6. Обчислити повний опір котушки індуктивності, конденсатора і резистора
Таблиця.2 Результати вимірювань і обчислень універсальним мостом
Об'єкт вимірювання |
Вимірюваний параметр |
Межа
|
Множник
|
Вимірюване значення |
Результат виміру |
Абсолют на похибка |
Котушка індуктивності № |
Lх |
|
|
|
|
|
Qх |
|
|
|
|
|
|
Конденсатор № |
Сх |
|
|
|
|
|
tgδ х |
|
|
|
|
|
|
Резистор № |
Rх |
|
|
|
|
|
Таблиця 3 Результати вимірювання за допомогою вимірювача добротності і розрахунки параметрів котушки індуктивності
Частота кГц |
Qg |
С, пФ |
Lg мкГ |
rg Ом |
C0, пф |
Q |
Lx, мкГ |
rx ,Ом |
fp, мГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 4 Результати вимірювання за допомогою вимірювача добротності і розрахунки параметрів конденсатора і резистора
Об'єкт Частота виміру кГц |
C1,пФ |
Q1, |
C2,пФ |
Q2 |
Cx,пФ |
tgδ |
Rх,Ом |
CR,пФ |
Конденсатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
Резистор |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 5 Результати вимірювання L, C, R вимірником добротності та оцінки їх основної абсолютної похибки
Вимірюєма величина |
Виміряне значення |
Відносна похибка |
Абсолютна похибка |
Результат вимірювання |
Lx, мкГ |
|
|
|
|
Cx, пФ |
|
|
|
|
Rx, Ом |
|
|
|
|
Зміст звіту
6.1. Звіт повинен містити: формулювання мети роботи; завдання до практичної роботи; перелік застосовуваних приладів за формою (табл.1); структурні схеми моста універсального і вимірювача добротності; електричні схеми з'єднань приладів по кожному пункту роботи, виконані відповідно до вимог ГОСТів; основні формули; результати розрахунків і вимірювань, висновки по кожному пункту практичної роботи на підставі отриманих результатів розрахунків і вимірювань.
6.2. Результати розрахунків і вимірювань слід представляти у вигляді таблиць.