Лабораторочки / 5 / метра5

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ»

ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра ТОР

ОТЧЁТ

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Основы метрологии и радиоизмерений»

Тема: Измерение параметров линейных компонентов цепи

Студенты гр.фыв		фыв
		фыв
Проверил:		фыв

Санкт-Петербург

фыв

Цель работы

Изучение методов измерения параметров линейных компонентов, а также основных технических характеристик, устройства и применения измерителя иммитансных параметров Е7-15.

Основные теоретические положения

Рис.1 Структурная схема измерителя иммитанса Е7-15

Напряжение рабочей чистоты генератора подается на измеряемый объект, подключаемый к преобразователю Y -> U_T,U_H. Преобразователь формирует два напряжения, одно из которых U_T пропорционально току, протекающему через измеряемый объект, а другое U_H – напряжению на нем. Отношение комплексных амплитуд этих напряжений равно полной проводимости Y или полному сопротивлению Z.

Рис.2 Векторная диаграмма напряжений

Лабораторный макет используют для измерений прибором Е7-15. Он содержит: 3- резисторов, любой из которых с помощью переключателей S1…S3 можно подключить к гнездам R_x; 30 конденсаторов, подключаемых теми же переключателями к гнездам C_x; конденсатор с диэлектриком из сегнетокерамики, соединенные с гнездами «Сегнетокерамический конденсатор», а также катушку индуктивности с сердечником из феррита, подключенную к гнездам «Катушка с ферромагн. сердечником».

Обработка результатов эксперимента

Задание №1. Измерение сопротивлений резисторов прибором Е7-15.

m	R1, кОм	R2, кОм	R3, кОм	R4, кОм	R5, кОм	R6, кОм	R7, кОм	R8, кОм	R9, кОм	R10, кОм	кОм
10	11,83	12,15	11,97	13,04	13,17	11,98	11,9	11,91	11,88	11,96	12.04	0,18	0,24632	-1,42	4,41
20	11,92	11,95	11,96	11,88	11,87	13,15	11,91	11,91	11,91	11,87	11.99	0,11	0,19568	-0,84	2,60
30	11,92	12,11	11,91	11,88	11,91	12,88	12	11,88	11,92	11,95	11.96	0,08	0,15808	-0,55	1,92

Таблица 1. Измерение сопротивления резисторов

Для измерения сопротивления резисторов рассчитаем следующие статистические параметры, характеризующие разброс их значений:

Среднее значение сопротивления:

Среднее значение отклонения от номинального значения:

Выборочная дисперсия:

Границы доверительного интервала: , где )

- коэффициент Стьюдента, t(0.95;10)=2.228; t(0.95;20)=2.086; t(0.95;30)=2.042.

m	C1, пФ	C2, пФ	C3, пФ	C4, пФ	C5, пФ	C6, пФ	C7, пФ	C8, пФ	C9, пФ	C10 пФ	пФ	пФ
10	1185	1177	1166	1166	1203	1195	1193	1165	-	1207		-0.02	268,8611	0,33	2,32
20	1207	1192	1190	1176	1221	1214	1185	1154	1168	1213	1.182	-0.018	375,8713	0,14	1,81
30	1192	1190	1189	1190	1225	1174	1272	1179	1221	1218	1.186	-0.014	586,6773	-0,35	1.35

Задание №2. Измерение емкостей конденсаторов прибором Е7-15.

Таблица 2. Измерение емкости конденсаторов

Для измерения емкости конденсаторов рассчитаем следующие статистические параметры, характеризующие разброс их значений:

Среднее значение емкости:

Среднее значение отклонения от номинального значения:

Выборочная дисперсия:

Границы доверительного интервала: , где )

- коэффициент Стьюдента, t(0.95;10)=2.306; t(0.95;20)=2.101; t(0.95;30)=2.048.

Задание №3. Измерение емкости и фактора потерь сегнетокерамического конденсатора.

Частота	С, нФ	Посл/Парал	Предел	D	C’, нФ	ΔС, нФ	ΔD	R, мкОм
1 кГц, выкл	267,7	Посл	5	0,04	1600	0,98	0,065856	14,9
1 кГц, вкл	252	Посл	5	0,036	1600	0,90	0,068592	17,5
100 Гц, выкл	-	Посл	5	-	-	-	-	-
100 Гц, вкл	-	Посл	5	-	-	-	-	-

Таблица 3. Значения фактора потерь конденсатора

Измерим следующие параметры:

Погрешность измерения емкости для предела 5.

Погрешность измерения фактора потерь для предела 5

Задание №4. Измерение индуктивности и фактора потерь катушки с ферромагнитным сердечником.

Частота	L, мкГн	Посл/ Парал	Предел	D	L’, мкГн	ΔL, мкГн	ΔD	Q	ΔQ
1 кГц, выкл	50,2	Посл	5	0,048	160000	1008,13	3,34	220,83	6,84
1 кГц, вкл	58,5	Посл	5	0,036	160000	1008,15	2,84	27,78	10,61
100 Гц, выкл	50	Посл	5	-	-	-	-	-	-
100 Гц, вкл	62	Посл	5	-	-	-	-	-	-

Таблица 4. Значения фактора потерь конденсатора

Измерим следующие параметры:

Погрешность измерения емкости для предела 5.

Погрешность измерения фактора потерь для предела 5.

Погрешность измерения добротности для предела 5.

Вывод:

В ходе выполнения лабораторной работы изучены методы измерения параметров линейных компонентов, а также основные технические характеристики, устройство и применение измерителя иммитансных параметров Е7-15.

Измерены сопротивления 30 резисторов и емкости 30 конденсаторов, произвели статистическую обработку результатов измерений.

Значения резисторов были от 11,87 до 13,17 кОм. Разброс значений достаточно мал, что говорит о хорошем качестве измерений и стабильности компонентов. Выборочная дисперсия и доверительные интервалы подтверждают, что вариации сопротивления находятся в разумных пределах. Резисторы имеют небольшую погрешность, что характерно для большинства компонентов. Малое среднее отклонение от номинала указывает на точность используемого метода измерений.

Средние значения емкостей варьируются от 1154 до 1272 пФ. Значения выборочной дисперсии указывают на то, что конденсаторы обладают большим разбросом по сравнению с резисторами. Границы доверительного интервала подтверждают, что измерения в целом надежны, но некоторые конденсаторы имеют значительное отклонение от номинала. Также мы измерили значения факторов потерь для конденсаторов и катушек на разных частотах.

Были исследованы сегнетокерамический конденсатор и катушка с ферромагнитным сердечником. При 1 кГц емкость уменьшается с 267,7 нФ (без смещения) до 252 нФ (со смещением). Фактор потерь D снижается с 0,04 до 0,036, что говорит о небольшом улучшении характеристик потерь при подаче поляризующего напряжения. Индуктивность увеличилась с 50,2 мкГн (без смещения) до 58,5 мкГн (со смещением). Фактор потерь D уменьшился с 0,048 до 0,036, что означает снижение потерь в материале сердечника. Добротность Q выросла с 220,8 до 248,6, что указывает на уменьшение активных потерь.