 
        
        МСиС-2019(ч1)
.pdfУЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
КВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ»
НА СТЕНДАХ ЭИОМ
ЧАСТЬ 1
ОМСК 2019
0
 
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
КВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ»
НА СТЕНДАХ ЭИОМ
Часть 1
Утверждено методическим советом университета
Омск 2019
1
 
УДК 621.317(075.8) ББК 31.22я73
У91
Учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» на стен-
дах ЭИОМ. Часть 1 / А. А. Кузнецов, А. А. Комяков, А. Л. Каштанов, А. Ю. Кузьменко; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2019. 39 с.
Целью издания учебно-методического пособия является оказание помощи студентам при изучении научно-технических, методических и организационных основ метрологии, стандартизации и сертификации. Приведены лабораторные работы, соответствующие изучаемому материалу.
Представлены элементы теории, описание лабораторного стенда, порядок выполнения лабораторных работ и контрольные вопросы для освоения дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация».
Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения, обучающихся по специальностям «Системы обеспечения движения поездов» (специализации «Электроснабжение железных дорог» и «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»), «Подвижной состав железных дорог» (специализация «Электрический транспорт железных дорог»), направлениям подготовки бакалавриата «Электроэнергетика и электротехника», «Стандартизация и метрология», «Приборы и методы контроля качества и диагностики», «Таможенное дело».
Библиогр.: 8 назв. Табл. 14. Рис. 14. Прил. 1.
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. Н. Горюнов; доктор техн. наук, профессор А. А. Рауба.
© Омский гос. университет путей сообщения, 2019
2
| ОГЛАВЛЕНИЕ | 
 | 
| Введение …………………..…………………………………..………............ | 5 | 
| Лабораторная работа 1. Электрические измерения цифровыми | 
 | 
| мультиметрами………………………………………………………….......... | 6 | 
| Лабораторная работа 2. Обработка результатов однократных наблюде- | 
 | 
| ний……………………………………………………………………………... | 16 | 
| Лабораторная работа 3. Поверка амперметра и вольтметра методом сли- | 
 | 
| чения с помощью цифрового мультиметра …………………………...….... | 22 | 
| Лабораторная работа 4. Измерение сопротивлений методом двух прибо- | 
 | 
| ров……………………………………...……………………………………… | 26 | 
| Лабораторная работа 5. Испытание свойств магнитных материалов…….. | 31 | 
| Заключение …………………………..………………………………………. | 36 | 
| Библиографический список …………………………………………………. | 37 | 
| Приложение. Протокол поверки.…………...………………………….......... | 38 | 
3
4
ВВЕДЕНИЕ
Выполнение лабораторных работ – важная часть учебного процесса, преследующая цель более глубокого усвоения теоретических положений изучаемой дисциплины и приобретения навыков исследовательской работы.
Выполнение лабораторных работ с применением лабораторных стендов «Электрические измерения и основы метрологии. Вариант настольный с компьютерным управлением» (ЭИМ НК) позволяет более углубленно осваивать изучаемый материал и расширяет представления об основных принципах работы сложных устройств. На лабораторных стендах представлены модули реальных устройств, выполненных на современной элементной базе.
Раздел «Методы и средства измерений» изучается студентами во втором семестре изучения дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», а также в курсах «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», «Автоматизация измерений, испытаний и контроля».
Для успешного проведения лабораторных занятий каждая лабораторная работа выполняется бригадой в составе двух – трех человек. Бригада обязана проделать все лабораторные работы, предусмотренные учебным планом.
До начала выполнения очередной лабораторной работы студент должен ознакомиться с соответствующими указаниями и рекомендованной литературой. Перед выполнением работы необходимо иметь заранее заготовленную форму протокола измерений.
Прежде чем приступить к выполнению работы, студент должен твердо знать теоретический материал темы, к которой относится данная работа, ясно представлять поставленную в работе задачу, способы ее разрешения и ожидаемые результаты.
Вся экспериментальная часть работы выполняется под наблюдением преподавателя в полном объеме и в той последовательности, которая предусмотрена данными методическими рекомендациями.
Закрепление теоретического материала и защита полученных экспериментальных данных осуществляются ответами на контрольные вопросы, приведенные в конце каждого раздела настоящего пособия.
5
 
Лабораторная работа 1
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ЦИФРОВЫМИ МУЛЬТИМЕТРАМИ
Цель работы: изучение основных характеристик цифровых мультиметров, получение практических навыков измерения напряжения, тока, сопротивления проводников и частоты переменного тока.
1.1. Основные теоретические сведения
Цифровые мультиметры предназначены для измерения постоянного и переменного напряжения, постоянного и переменного тока, сопротивления, частоты, емкости, частоты и проверки полупроводников.
В ходе выполнения лабораторной работы ставится задача измерения основных электрических величин с использованием цифровых мультиметров
Mastech MY-64 (рис. 1.1) и Sanwa PC500 (рис. 1.2).
1 – дисплей; 2 – разъем для подключения транзисторов; 3 – переключатель режима измерения; 4 – разъем для подключения термопары; 5 – гнездо VΩHz для подключения измерительного щупа при измерении напряжения, частоты или сопротивления; 6 – гнездо COM для подключения измерительного щупа или при измерении напряжения, силы тока, частоты или сопротивления; 7 – гнездо mA для подключения измерительного щупа при измерении силы тока до 200 мА; 8 – гнездо 10 А для подключения измерительного щупа при измерении силы тока до 10 А; 9 – разъем для подключения конденсаторов при измерении их емкости; 10 – кнопка включения/отключения питания; 11 – индикатор низкого заряда батареи; 12 – индикатор режима измерения высокого напряжения
Рис. 1.1. Мультиметр Mastech MY64 (внешний вид)
6
 
Основные технические характеристики цифровых мультиметров
Mastech MY64 и Sanwa PC500 приведены в табл. 1.1 – 1.3.
| 
 | 
 | 
 | 1 – поворотный переключатель выбора | ||||
| 
 | 
 | 
 | режима работы; 2 – кнопка ручного вы- | ||||
| 
 | 
 | 
 | бора диапазона (служит также для авто- | ||||
| 
 | 
 | 
 | компенсации сопротивления щупов); 3 – | ||||
| 4 | 
 | 
 | кнопка выбора режима измерения (посто- | ||||
| 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | янный, | переменный ток); 4 | – ЖК- | ||
| 3 | 5 | дисплей; 5 – кнопка фиксации показания | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | на дисплее; 6 – кнопка включения режи- | ||||
| 2 | 6 | ма измерения частоты (измерение часто- | |||||
| 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | ты возможно при любом режиме измере- | ||||
| 
 | 
 | 
 | ния); 7 – входное гнездо V, mV, | Hz, Ω, , | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 1 | 
 | 
 | ; 8 – входное гнездо COM (общее для | ||||
| 
 | 
 | 
 | любого режима измерения); 9 – гнездо | ||||
| 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | mA, | μA | (для | измерения силы | тока до | 
| 10 | 7 | 500 | мА); | 10 | – гнездо А (для измерения | ||
| 
 | 
 | силы тока до 10 А) | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 9 | 8 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
Рис. 1.2. Мультиметр Sanwa PC500 (внешний вид)
Таблица 1.1
Основные технические характеристики цифрового мультиметра
Mastech MY64
| Предел измерения | Разрешение (ед. счета) | Точность | 
| 1 | 2 | 3 | 
| При измерении постоянного напряжения | ||
| 200 мВ | 0,1 мВ | 0,5 % 1 ед. счета | 
| 2 В | 1 мВ | 0,5 % 1 ед. счета | 
| 20 В | 10 мВ | 0,5 % 1 ед. счета | 
| 200 В | 0,1 В | 0,5 % 1 ед. счета | 
| 1000 В | 1 В | 0,8 % 1 ед. счета | 
| При измерении переменного напряжения | ||
| 200 мВ | 0,1 мВ | 1,2 % 3 ед. счета | 
| 2 В | 1 мВ | 0,8 % 3 ед. счета | 
| 20 В | 10 мВ | 0,8 % 3 ед. счета | 
| 200 В | 0,1 В | 0,8 % 3 ед. счета | 
| 700 В | 1 В | 1,2 % 3 ед. счета | 
| 
 | 7 | 
 | 
 
| 
 | 
 | 
 | 
 | Окончание табл. 1.1 | 
| 1 | 
 | 2 | 
 | 3 | 
| 
 | При измерении постоянного тока | |||
| 2 мА | 
 | 1 мкА | 
 | 0,8 % 1 ед. счета | 
| 20 мА | 
 | 10 мкА | 
 | 0,8 % 1 ед. счета | 
| 200 мА | 
 | 0,1 мА | 
 | 1,5 % 1 ед. счета | 
| 10 А | 
 | 10 мА | 
 | 2,0 % 5 ед. счета | 
| 
 | При измерении переменного тока | |||
| 2 мА | 
 | 1 мкА | 
 | 1,0 % 3 ед. счета | 
| 20 мА | 
 | 10 мкА | 
 | 1,0 % 3 ед. счета | 
| 200 мА | 
 | 0,1 мА | 
 | 1,8 % 3 ед. счета | 
| 10 А | 
 | 10 мА | 
 | 3,0 % 7 ед. счета | 
| 
 | При измерении сопротивления | 
 | ||
| 200 Ом | 
 | 0,1 Ом | 
 | 0,8 % 3 ед. счета | 
| 2 кОм | 
 | 1 Ом | 
 | 0,8 % 1 ед. счета | 
| 20 кОм | 
 | 10 Ом | 
 | 0,8 % 1 ед. счета | 
| 200 кОм | 
 | 100 Ом | 
 | 0,8 % 1 ед. счета | 
| 2 МОм | 
 | 1 кОм | 
 | 0,8 % 1 ед. счета | 
| 20 МОм | 
 | 10 кОм | 
 | 1,0 % 2 ед. счета | 
| 200 МОм | 
 | 100 кОм | 
 | 5,0 % 10 ед. счета | 
Таблица 1.2
Основные технические характеристики цифрового мультиметра Sanwa PC500
| Диапазон измерения | Погрешность | |
| 
 | 
 | 
 | 
| 1 | 
 | 2 | 
| 
 | 
 | |
| При измерении постоянного напряжения | ||
| 
 | 
 | 
 | 
| 50 мВ | 
 | 0,12 %+2D | 
| 500 мВ | 
 | 0,06 %+2D | 
| 5 – 1000 | В | 0,08 %+2D | 
| 
 | 
 | 
 | 
При измерении переменного напряжения и частоте 50…60 Гц
| 50 мВ – 1000 В | 0,5 %+3D | 
| 
 | 
 | 
При измерении переменного напряжения и частоте 40…500 Гц
| 50 – 500 мВ | 0,8 %+3D | 
| 5 – 500 В | 1,0 %+4D | 
| 1000 В | 1,2 %+4D | 
| 
 | 
 | 
| При измерении постоянного тока | |
| 
 | 
 | 
| 500 мкА – 10 А | 0,2 %+4D | 
| 
 | 
 | 
| 
 | 8 | 
 
| 
 | Окончание табл. 1.2 | 
| 1 | 2 | 
| 
 | 
 | 
| При измерении переменного тока и частоте 50…60 Гц | |
| 
 | 
 | 
| 500 мкА – 50 мА | 0,6 %+3D | 
| 500 мА | 1,0 %+3D | 
| 5 – 10 А | 0,6 %+3D | 
| 
 | 
 | 
| При измерении переменного тока и частоте 40…1000 Гц | |
| 
 | 
 | 
| 500 мкА – 50 мА | 0,8 %+4D | 
| 500 мА – 10 А | 1,0 %+4D | 
| 
 | 
 | 
| При измерении сопротивления | |
| 
 | 
 | 
| 50 Ом | 0,4 %+6D | 
| 500 Ом | 0,2 %+3D | 
| 5 – 500 кОм | 0,2 %+2D | 
| 5 МОм | 1,0 %+3D | 
| 50 МОм | 1,5 %+5D | 
| 
 | 
 | 
Таблица 1.3
Основные технические характеристики цифрового мультиметра Sanwa PC500 при измерении частоты и емкости
| Режим | Погрешность | Диапазон измерения | |
| 
 | 
 | 
 | |
| 
 | При измерении частоты | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | |
| мВ | 
 | 10 Гц … 125 кГц | |
| 5 В | 
 | 10 Гц … 125 кГц | |
| 
 | 
 | 
 | |
| 50 В | 0,01% + 2D | 10 Гц … 20 кГц | |
| 500 В | 10 Гц … 1 кГц | ||
| 
 | |||
| 1000 В | 
 | 10 Гц … 1 кГц | |
| μА, mА, A | 
 | 10 Гц … 125 кГц | |
| 
 | 
 | 
 | |
| 
 | При измерении емкости | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | |
| 50 нФ | – | 0,8 %+3D | |
| 500 нФ | – | 0,8 %+3D | |
| 5000 нФ | – | 1,0 %+3D | |
| 50 мкФ | – | 2,0 %+3D | |
| 500 мкФ | – | 3,5 %+5D | |
| 9999 мкФ | – | 5,0 %+5D | |
| 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 9 | 
 | 
