MetrologiaPrak / метрология прак / Отчет Лаба 3 переделано
.docМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО
КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра вычислительной техники
Лабораторная работа №3
по дисциплине
«Метрология, стандартизация и сертификация»
ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ПРИБОРАМИ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ
Выполнили студенты группы ВМ-61
Картамышев А.В.
Ткачев П.Ю.
Проверил Панищев В. С.
Курск – 2009
Цель работы: изучение различных методов измерения электрического сопротивления в цепях постоянного тока и способов реализации этих методов, включая: косвенный метод, реализуемый с помощью амперметра и вольтметра; метод непосредственной оценки, реализуемый с помощью заранее градуированного омметра; а также метод сравнения – мостовой.
Описание лабораторной установки и измерительные схемы
Лабораторная установка состоит из набора стандартных лабораторных измерительных приборов и объектов измерения – резисторов разных типов с широким диапазоном номинальных значений. Состав измерительного оборудования:
цифровой универсальный вольтметр РВ7-32.
омметр (тестер) ВК7-15;
универсальный измерительный прибор Р4833, объединяющий в себе мост постоянного тока и компенсатор (потенциометр) постоянного тока;
образцовые сопротивления;
неизвестные сопротивления;
При выполнении лабораторной работы используются следующие измерительные схемы:
схемы для косвенного измерения сопротивлений методом амперметра и вольтметра (рис. 1,а и 1,б);
схема для прямого измерения сопротивлений методом непосредственной оценки с помощью омметра (рис. 2);
схема для прямого измерения сопротивления методом непосредственной оценки с помощью цифрового универсального вольтметра (рис. 3):
схема для прямого измерения сопротивлений мостовым методом.
Рис. 1. Схемы для косвенного измерения сопротивлений
методом амперметра и вольтметра:
а) схема для измерения небольших сопротивлений;
б) схема для измерения больших сопротивлений;
РИПТ - регулируемый источник постоянного тока; А - амперметр; V - вольтметр; RX – измеряемое сопротивление.
Рис. 2. Схема для прямого измерения сопротивлений
методом непосредственной оценки с помощью омметра:
а) с последовательным;
б) с параллельным включением измерительного механизма;
RX - измеряемое сопротивление: Е - встраиваемый гальванический источник тока;
RИ - измерительный механизм; RД - добавочное сопротивление.
Рис. 3. Схема для прямого измерения сопротивления
методом непосредственной оценки с помощью цифрового
универсального вольтметра РВ7-23.
Рис. 4. Схема - для прямого измерения сопротивлений мостовым методом.
П1, П2 - потенциальные зажимы; Rсp - плечо сравнения; RA и RB – плечи отношения; ИП - источник питания; Г - гальванометр (нуль индикатор).
Выполнение работы
Задание:
R1=3 Ом
R2=24 Ом
R3=101 Ом
Опыт 1
Измерение небольших сопротивлений с помощью амперметра и вольтметра (рис.1-а).
Известное сопротивление:
1.
= 3 Ом
= 3.03 В
= 1298 мА
= 2.33 Ом
0.67 Ом
22.3
%
=
2.33
0.67
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/3.03) =
1.47%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/1.3)
=
0.71%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
2.
= 24 Ом
= 4.7 В
= 260 мА
= 19.08 Ом
5.92 Ом
24.6 %
=
19.08
5.92
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/4.7) =
1%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.26)
=
2.55%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
3.
= 101 Ом
= 5.05 В
= 53 мА
= 95.28 Ом
5.71 Ом
5.6 %
=
101
5.71
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/5.05)
=
0.03%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.053)
=
11.57%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
Неизвестное сопротивление:
4.
= 3.38 В
= 1078 мА
= 3.38 / (1.078 – 3.38/
10000000 ) = 3.14 Ом
= 3.135 Ом
0.005 Ом
0.15
%
=
3.135
0.005
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/3.14) =
1.42%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/1.078)
=
0.8%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
5.
= 4.78 В
= 196 мА
= 4.78/ (0.196 – 4.78/
10000000 ) = 24.39 Ом
= 24.387 Ом
0.002 Ом
0.008 %
=
24.387
0.002
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/4.78) =
0.99%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.196)
=
3.31%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
6.
= 5.04 В
= 49 мА
= 5.04/ (0.49 – 5.04/
10000000 ) = 10.29 Ом
= 10.285 Ом
0.005 Ом
0.049 %
=
10.29
0.005
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/5.04) =
0.94%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.49)
=
1.47%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
Опыт 2
Измерение больших сопротивлений с помощью амперметра и вольтметра (рис.1-б).
Известное сопротивление:
1.
= 3 Ом
= 3.36 В
= 1305 мА
2.57 Ом
0.425 Ом
14.2
%
=
2.57
0.425
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/3.36)
=
1.34%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/1.305)
=
0.7%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
2.
= 21 Ом
= 4.79 В
= 261 мА
18.35 Ом
2.64 Ом
12.57 %
=
18.35
2.64
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/4.79)
=
0.99%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.261)
=
2.55%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
3.
= 101 Ом
= 5.07 В
= 53 мА
95.66
Ом
5.34 Ом
5.29 %
=
95.66
5.34
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/5.07)
=
0.94%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.053)
=
11.57%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
Неизвестное сопротивление:
4.
= 3.63 В
= 1078 мА
= 3.63/ (1.078 – 3.63/
10000000 ) = 3.37 Ом
3.367 Ом
0.003 Ом
0.08 %
=
3.367
0.003
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/3.63)
=
1.25%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/1.078)
=
0.8%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
5.
= 4.86 В
= 198 мА
= 4.86/ (0.198 – 4.86/
10000000 ) = 24.545 Ом
24.5454 Ом
0.0004 Ом
0.002 %
=
24.5454
0.002
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/4.86) =
0.97%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.198)
=
3.28%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
6.
= 5.07 В
= 49 мА
= 5.07/ (0.49 – 5.07/
10000000 ) = 103.47 Ом
103.469 Ом
0.0001 Ом
0.0001 %
=
103.469
0.0001
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/5.07) =
0.94%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.05)
=
12.49%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
Опыт 3
Выполнение измерений с помощью магнитоэлектрического омметра.
Класс точности 2,5
l – длина в мм
γ – класс точности = 2,5
Известное сопротивление:
1.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*1.6/100=0.04
=0.04*1.6/3=0.0231
Ом
=3
0.0231
2.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*7/100=0.175
=0.175*7/24=0.0583
Ом
=21
0.0583
3.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*16/100=0.4
=0.4*16/101=0.0633
Ом
=101
0.0633
Неизвестное сопротивление:
4.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*1.5/100=0.0375
=0.0375*1.5/3=0.0187
Ом
=3
0.0187
5.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*3.2/100=0.08
=0.08*3.2/18=0.0142
Ом
=18
0.0142
6.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*15/100=0.375
=0.375*15/95=0.0592
Ом
=95
0.0592
Опыт 4
Измерения сопротивлений с помощью универсального цифрового вольтметра РВ7-32.
Известное сопротивление
1.
3
Ом
3,2
Ом
= (
)
= 9,675 Ом
Инструментальная погрешность омметра
(0,3+0,25*Rпр/Rx)
=
(0.3+0.25*200/3,2) =
15,925%
Rпр – предел измерений
Rx – показания прибора
2.
24
Ом
24,2
Ом
= (
)
= 1,54Ом
Инструментальная погрешность омметра
(0,3+0,25*Rпр/Rx)
=
(0.3+0.25*200/24,2) =
2,37%
Rпр – предел измерений
Rx – показания прибора
3.
101
Ом
101,1
Ом
= (
)
= 0.6 Ом
Инструментальная погрешность омметра
(0,3+0,25*Rпр/Rx)
=
(0.3+0.25*200/101,1) =
0.79%