Описание установки
Прибор FRM-01 представлен на рис.2. К основанию (1) прикреплена колонна (2) с нанесенной миллиметровой шкалой (3). На колонне укреплены два неподвижных кронштейна (4) и один подвижный кронштейн (5), который может передвигаться вдоль колонны и устанавливаться в любом положении. Между верхним и нижним кронштейном натянут нихромовый провод (6).
Рис. 2.
Через контактный зажим на подвижном кронштейне обеспечивается хорошее гальваническое соединение с проводом. На подвижном кронштейне нанесена черта, которая облегчает определение по шкале длины отрезка измеряемого нихромового провода. Нижний, верхний и центральный подвижный контакты нихромового провода подведены при помощи проводов низкого сопротивления к измерительной части прибора (7), которая помещена в центральном корпусе.
На лицевой панели корпуса расположены амперметр PA, вольтметр PV, клавиша W1 для включения установки в сеть напряжением 220 В, переключатели W2 и W3, ручка реостата R1 регулировки тока. Отжатая клавиша переключателя W3 позволяет использовать нихромовый провод в мостовых схемах измерения сопротивления. Нажатая клавиша W3 позволяет произвести измерение активного сопротивления провода с использованием амперметра и вольтметра.
Если клавиша W2 отжата, то измерение происходит по схеме рис.1а - технический метод с точным измерением тока, если нажата - по схеме рис.1б - технический метод с точным измереним напряжения.
Выполнение работы
1. Заготовьте таблицу результатов измерений.
Таблица 2
№ п/п |
Ii мА |
Ui В |
R эi Ом |
R i Ом |
|
|
|
|
|
2. Ручку регулятора тока установите в положение минимального тока (поверните против часовой стрелки до упора). Передвигая подвижный кронштейн 5, установите произвольную длину l проводника. Определите длину проводника, его диаметр (микрометром), класс точности приборов и запишите результаты в табл. 3.
Таблица 3
Справочные данные
l , мм |
d , мм |
RA , Ом |
A |
RV , Ом |
V |
|
|
0,15 |
|
2500 |
|
3. Включите установку и произведите пять измерений сопротивления при разных токах методом точного измерения тока
4. Заготовьте таблицу, аналогичную табл. 2. Произведите аналогичную серию измерений методом с точным измерением напряжения
5. Выключите установку.
Обработка результатов
1. Вычислите неисправленное RЭi и исправленное значения RЭi сопротивления проводника по формулам (4), (6) и (10), а также их средние значения <RЭ> и <R> в каждом методе измерения.
2. Определите погрешности метода m1 иm2 по формулам (8) и (11) для каждого метода измерения.
3. Определите приборные погрешности RПР и ПР для двух опытов по формулам (12)-(13') (для минимального и максимального тока), используя данные более точного метода
4. Определите случайную погрешность RСТ и СТ (для более точного метода).
5. Определите полную абсолютную и относительную погрешности измерения сопротивления R и R по формулам (14) и (14').
6. Определите удельное сопротивление нихромового провода по формуле (3).
7. Выведите формулу для определения погрешности по правилам оценки погрешностей косвенных измерений (через погрешности R, d, и l). Определите абсолютную и относительную .погрешности для наиболее точного результата измерений <R>.
ВЫВОДЫ
1. Запишите результат измерения R и в стандартной форме.
2. Какой метод измерения сопротивления точнее? Подтвердите это сравнением погрешностей обоих методов включения амперметра и вольтметра.
3. Какой вид погрешности (метода, приборная или статистическая) имеет наибольшее влияние на результат определения погрешности сопротивления в Ваших опытах?
4. Следует ли учитывать сопротивления амперметра и вольтметра в данных опытах?