Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МСиС-2019(ч1)

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
05.03.2021
Размер:
1.08 Mб
Скачать

УЧЕБНО-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