4. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд представляет собой LabVIEW компьютерную модель, распо­лагающуюся на рабочем столе персонального компьютера. На стенде (рис. 1) находятся две модели магнитоэлектрического вольтамперметра, модель магази­на сопротивлений, модель универсального источника питания (УИП) и модель коммутационного устройства (КУ).

Модели магнитоэлектрических вольтамперметров используются при мо­делировании процесса прямых измерений постоянного электрического напря­жения и силы постоянного электрического тока методом непосредственной оценки. Модель магнитоэлектрического вольтамперметра, используемого в качестве амперметра, на рисунке 1 находится слева.

Модель магазина сопротивлений используется при моделировании работы многозначной меры электрического сопротивления.

Рисунок 1. Вид модели лабораторного стенда на рабочем столе компьютера

Модель УИП используется при моделировании работы источника регулируе­мого стабилизированного напряжения постоянного тока. Внутреннее сопротивление УИП составляет 0,3 Ом.

Модель устройства коммутации (КУ) используется для моделирования подключения, измерительных приборов к электрической схеме. На лицевой панели КУ расположены тумблер «Вкл.» включения КУ и световые индикаторы выбранной схемы включения.

Схема соединения приборов при выполнении работы показана на рисунке 2.

5. Рабочее задание

5.1. Изучите описание работы и рекомендованную литературу [1], [2], [3].

5.2. Откройте библиотеку с лабораторными работами «VIRTUAL WORK» и запустите файл Lab 4.lvi. Библиотека «VIRTUAL WORK» находится по адресу «D:\Виртуальные приборы\» вашего компьютера. На рабочем столе компью­тера автоматически появятся модель лабораторного стенда с моделями средств измерений и вспомогательных устройств (рис. 1) и окно созданного в среде MS Excel лабораторного журнала, который служит для формирования отчета по результатам выполнения лабораторной работы.

Рисунок 2 Схема соединения приборов

5.3. Ознакомьтесь с расположением моделей отдельных средств измерений и других устройств на рабочем столе.

5.4. Рассчитайте значение сопротивления R, при котором ток в цепи (рис. 1а) составит не более 3 А, при напряжении на выходе УИП не более 15 В (при расче­те учтите внутреннее сопротивление вольтамперметра и УИП, падение напряжения при протекании тока полного отклонения через вольтамперметр составляет 0,4 В, внутреннее сопротивление вольтамперметра в режиме измерения напряжения составляет 200 КОм).

5.5. Подготовьте к работе модель УИП:

• Включите УИП, переключив тумблер «СЕТЬ» в верхнее положение;

• тумблер переключения поддиапазонов напряжения УИП установите в положение «0 - 15 В»;

• Установите, поворачивая ручку плавной регулировки выходного напряжения «Плавно», нулевое напряжение на выходе УИП, ориентируясь на стрелочный индикатор.

6. Подготовьте к работе магазин сопротивлений, установив с помощью восьмидекадного переключателя сопротивление магазина равным значению, рассчитанному в п. 5.4. Сопротивление устанавливается с помощью поворотных переключателей, установленное сопротивление соответствует значению поворотного переключателя помноженное на множитель соответствующего переключателя. Сопротивления всех переключателей складываются.

7. Приступите к выполнению заданий лабораторной работы.

Задание 1. Выполнение косвенных измерений мощности постоянного электрического тока в низкоомных цепях

а) Подготовьте к работе модели магнитоэлектрических вольтамперметров:

• с помощью КУ включите приборы по схеме, изображенной на рис. 1б (установите переключатель на коммутационном устройстве в положение 1);

• установите переключатель пределов измерения и переключатель множите­лей пределов вольтамперметра (слева) в положение, при котором обеспечивается наилучшее качество измерений при токе в нагрузке в пределах 400-500 мА. Для этого установите переключатель пределов положение «750 мА», а переключатель множителей в положение «×1».

• Установите предел измерения вольтамперметра 15 В (на рисунке 1 вольтамперметр находится справа). Для этого установите переключатель пределов измерения в положение «7,5 В», а переключатель множителей в положение «×2».

• плавно повышая напряжение на выходе УИП, добейтесь того, чтобы пока­зания амперметра установились в диапазоне 400-500 мА. Для этого поворачивайте ручку «Плавно» на лицевой панели УИП.

б) Выполните измерение мощности постоянного электрического тока для случая, когда измерительные приборы включены по схеме, изображенной на рис. 1.б:

• не изменяя регулировки средств измерений и УИП, установленной в пункте «а», снимите показания средств измерений;

• запишите в отчет показания вольтамперметров и магазина сопротивлений, тип приборов, выбранные диапазоны измерений;

• увеличьте сопротивление магазина до ближайшего значения, кратного 10 Ом. Сопротивление устанавливается с помощью поворотных переключателей, установленное сопротивление соответствует значению поворотного переключателя помноженное на множитель соответствующего переключателя. Сопротивления всех переключателей складываются.

• запишите показания вольтметра и амперметра в отчет;

• не меняя напряжения на выходе УИП, продолжите измерения, увеличивая сопротивление магазина в последовательности 100 Ом, 1 кОм, 10 кОм, 100 кОм, снимая и записывая в отчет показания средств измерений. При увеличении сопротивления магазина уменьшайте предел измерения амперметра.

Задание 2. Выполнение косвенных измерений мощности постоянного электрического тока в высокоомных цепях

а) Выполните измерение мощности постоянного электрического тока в цепи при различных значениях сопротивления R для случая, когда измерительные прибо­ры включены по схеме, изображенной на рис. 1а:

• не меняя напряжения на выходе УИП (напряжение установлено при выполнении задания 1а), переключите КУ в положение «2» и в положение «10», все остальные переключатели магазина сопротивлений находятся в положении «0».

• Установите предел установите сопротивление магазина равным 100 кОм. Для установления сопротивления 100 кОм установите переключатель «×10000 Ом» магазина сопротивлений измерения амперметра «0,75 А». Для этого установите переключатель пределов измерения в положение «0,75 мА», а переключатель множителей пределов в положение «×1».

• снимите показания вольтметра и амперметра. Запишите полученные результаты в отчет;

• не меняя напряжения на выходе УИП, продолжите измерения, уменьшая сопротивление магазина в последовательности 10 кОм, 1 кОм, 100 Ом, 10 Ом, значение рассчитанное в п. 5.4, снимая и записывая в отчет показания средств измерений. При уменьшении сопротивления магазина увеличивайте предел измерения амперметра.

6. Сохраните результаты.

7. После сохранения результатов закройте приложение LabVIEW и при необходимости выключите компьютер.