MetrologiaPrak / Мои лабы / Л3 / 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»
ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ПРИБОРАМИ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ
Выполнили студенты группы ВМ-51
Борисенко Д. Ю.
Пичурин А. Д.
Проверил Панищев В. С.
Курск – 2008
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=2.5 Ом
R2=20 Ом
R3=150 Ом
Опыт 1
Измерение небольших сопротивлений с помощью амперметра и вольтметра (рис.1-а).
Известное сопротивление:
1.
= 2.5 Ом
= 3.25 В
= 1230 мА
= 2.64 Ом
0.14 Ом
5.6 %
=
2.64
0.14
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/3.25) =
1.38%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/1.23)
=
0.73%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
2.
= 20 Ом
= 4.76 В
= 240 мА
= 19.83 Ом
0.17 Ом
0.85 %
=
19.83
0.17
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/4.76) =
0.99%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.24)
=
2.75%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
3.
= 150 Ом
= 5.08 В
= 40 мА
= 127 Ом
22.99 Ом
15.33 %
=
127
22.99
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/5.08) =
0.93%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.04)
=
15.25%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
Неизвестное сопротивление:
4.
= 3.04 В
= 1360 мА
= 3.04 / (1.360 – 3.04/
10000000 ) = 2.25 Ом
0.02 Ом
0.88 %
=
2.23
0.02
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/3.04) =
1.46%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/1.36)
=
0.69%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
5.
= 4.72 В
= 265 мА
= 4.72/ (0.265 – 4.72/
10000000 ) = 18.15 Ом
= 17.81 Ом
0.33 Ом
1.87 %
=
17.81
0.33
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/4.72) =
0.99%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.265)
=
2.51%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
6.
= 5.05 В
= 550 мА
= 5.05/ (0.550 – 5.05/
10000000 ) = 9.35 Ом
= 9.18 Ом
0.16 Ом
1.81 %
=
9.18
0.16
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/5.05) =
0.94%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.55)
=
1.34%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
Опыт 2
Измерение больших сопротивлений с помощью амперметра и вольтметра (рис.1-б).
Известное сопротивление:
1.
= 2.5 Ом
= 3.63 В
= 1220 мА
2.97 Ом
0.47 Ом
18.8 %
=
2.97
0.47
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*2/1.22)
=
0.74%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
2.
= 20 Ом
= 4.85 В
= 240 мА
20.20 Ом
0.2 Ом
1 %
=
20.20
0.2
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/4.85) =
0.97%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.24)
=
2.75%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
3.
= 150 Ом
= 5.11 В
= 30 мА
170.33
Ом
20.32 Ом
13.55 %
=
170.33
20.32
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/5.11) =
0.93%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.03)
=
20.25%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
Неизвестное сопротивление:
4.
= 3.48 В
= 1350 мА
2.57 Ом
0.019 Ом
0.77 %
=
2.57
0.019
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/3.48) =
1.29%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/1.35)
=
0.69%
Iпр – предел измерений
Ix – показания прибора
5.
= 4.81 В
= 260 мА
18.5 Ом
0.73 Ом
3.84 %
=
18.5
0.73
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/4.81) =
0.98%
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
6.
= 5.08 В
= 50 мА
101.6 Ом
25.4 Ом
20 %
=
101.6
25.4
Ом
Инструментальная погрешность вольтметра:
(0,15+0,2*Uпр/Ux)
=
(0.15+0.2*20/5.08) =
0.93%
Uпр – предел измерений
Ux – показания прибора
Инструментальная погрешность амперметра:
(0,25+0,3*Iпр/Ix)
=
(0.25+0.3*2/0.05)
=
12.25%
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*1.6/5=0.0128
Ом
=5
0.0128
2.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*7/100=0.175
=0.175*7/21=0.0583
Ом
=21
0.0583
3.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*16/100=0.4
=0.4*16/120=0.0533
Ом
=120
0.0533
Неизвестное сопротивление:
4.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*1.5/100=0.0375
=0.0375*1.5/5=0.0112
Ом
=5
0.0112
5.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*3.2/100=0.08
=0.08*3.2/21=0.0121
Ом
=21
0.0121
6.
Ом
Ом
мм 
=
2.5*15/100=0.375
=0.375*15/120=0.0468
Ом
=120
0.0468
Опыт 4
Измерения сопротивлений с помощью универсального цифрового вольтметра РВ7-32.
Известное сопротивление
1.
2.5
Ом
0.028
кОм
= (
)
= 1,37 Ом
Инструментальная погрешность омметра
(0,3+0,25*Rпр/Rx)
=
(0.3+0.25*200/28) =
2.08%
Rпр – предел измерений
Rx – показания прибора
2.
20
Ом
0.203
кОм
= (
)
= 0,44 Ом
Инструментальная погрешность омметра
(0,3+0,25*Rпр/Rx)
=
(0.3+0.25*200/203) =
0.54%
Rпр – предел измерений
Rx – показания прибора
3.
150
Ом
0.1502
кОм
= (
)
= 0.49 Ом
Инструментальная погрешность омметра
(0,3+0,25*Rпр/Rx)
=
(0.3+0.25*200/150.2) =
0.63%
Rпр – предел измерений
Rx – показания прибора
Неизвестное сопротивление