МИНИСТЕРСТВО 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.

Задание:

R₁=2.5 Ом

R₂=20 Ом

R₃=150 Ом

Косвенные измерения сопротивлений методом амперметра и вольтметра

Рис.1. Схема для измерения небольших сопротивлений методом амперметра и вольтметра.

РИПТ - регулируемый источник постоянного тока; А - амперметр; V - вольтметр; R_X – измеряемое сопротивление.

Сопротивление R_А и R_V могут быть определены как отношение номинальных значений падения напряжения на приборе и тока через прибор:

=20 В = 2000 мА

Для напряжения = 10 Мом = 10000000 Ом

Для тока = 500 мВ / 2000 нА = 0.25 Ом

Часть тока, измеряемого амперметром, проходит не по измеряемому сопротивлению R_X, а через внутреннее сопротивление вольтметра R_V. Отсюда относительная методическая погрешность будет определяться в виде:

где R'_X - "измеренное” значение сопротивления, определяемое по показаниям приборов: R'_X = U _V / I_A , где U_V - показания вольтметра, I_A - показание амперметрpa; R_X– истинное значение сопротивления, равное:

Результаты записать виде:

Известное сопротивление:

1.

= 2.5 Ом

= 3.25 В

= 1230 мА

= 3.25 /1.23 = 2.64 Ом

= (2.64 – 2.5) * 100% / 2.5 = 5.6 %

= 0.14 Ом

= 2.64 0.14

Инструментальная погрешность вольтметра:

(0,15+0,2*Uпр/Ux) = (0.15+0.2*20/3.25) = 1.38%

Uпр – придел измерений

Ux – показания прибора

Инструментальная погрешность амперметра:

(0,25+0,25*Iпр/Ix) = (0.25+0.25*2000/1230) = 0.65%

Iпр – придел измерений

Ix – показания прибора

2.

= 20 Ом

= 4.76 В

= 240 мА

= 4.76 /0.24 = 19.83 Ом

= (19.83 – 20) * 100% / 20 = 0.85 %

= 0.17 Ом

= 19.83 0.17

Инструментальная погрешность вольтметра:

(0,15+0,2*Uпр/Ux) = (0.15+0.2*20/4.76) = 0.99%

Uпр – придел измерений

Ux – показания прибора

Инструментальная погрешность амперметра:

(0,25+0,25*Iпр/Ix) = (0.25+0.25*2000/240) = 2.33%

Iпр – придел измерений

Ix – показания прибора

3.

= 150 Ом

= 5.08 В

= 40 мА

= 5.08 /0.04 = 127 Ом

= (127 – 150) * 100% / 150 = 15.33 %

= 22.99 Ом

= 127 22.99

Инструментальная погрешность вольтметра:

(0,15+0,2*Uпр/Ux) = (0.15+0.2*20/5.08) = 0.93%

Uпр – придел измерений

Ux – показания прибора

Инструментальная погрешность амперметра:

(0,25+0,25*Iпр/Ix) = (0.25+0.25*2000/40) = 12.75%

Iпр – придел измерений

Ix – показания прибора

Неизвестное сопротивление:

4.

= 3.04 В

= 1360 мА

= 3.04 / (1.360 – 3.04/ 10000000 ) = 2.25 Ом

= 3.04 / 1.360 = 2.23 Ом

= (2.23 – 2.25) * 100% / 2.25 = 0.88 %

= 0.02 Ом

= 2.23 0.02

Инструментальная погрешность вольтметра:

(0,15+0,2*Uпр/Ux) = (0.15+0.2*20/3.04) = 1.46%

Uпр – придел измерений

Ux – показания прибора

Инструментальная погрешность амперметра:

(0,25+0,25*Iпр/Ix) = (0.25+0.25*2000/1360) = 0.61%

Iпр – придел измерений

Ix – показания прибора

5.

= 4.72 В

= 265 мА

= 4.72/ (0.265 – 4.72/ 10000000 ) = 18.15 Ом

= 4.72 / 0.265 = 17.81 Ом

= (17.81 – 18.15) * 100% / 18.15 = 1.87 %

= 0.33 Ом

= 17.81 0.33

Инструментальная погрешность вольтметра:

(0,15+0,2*Uпр/Ux) = (0.15+0.2*20/4.72) = 0.99%

Uпр – придел измерений

Ux – показания прибора

Инструментальная погрешность амперметра:

(0,25+0,25*Iпр/Ix) = (0.25+0.25*2000/265) = 2.13%

Iпр – придел измерений

Ix – показания прибора

6.

= 5.05 В

= 550 мА

= 5.05/ (0.550 – 5.05/ 10000000 ) = 9.35 Ом

= 5.05 / 0.550 = 9.18 Ом

= (9.18 – 9.35) * 100% / 9.35 = 1.81 %

= 0.16 Ом

= 9.18 0.16

Инструментальная погрешность вольтметра:

(0,15+0,2*Uпр/Ux) = (0.15+0.2*20/5.05) = 0.94%

Uпр – придел измерений

Ux – показания прибора

Инструментальная погрешность амперметра:

(0,25+0,25*Iпр/Ix) = (0.25+0.25*2000/550) = 1.15%

Iпр – придел измерений

Ix – показания прибора

Рис.2. Схема для измерения больших сопротивлений методом амперметра и вольтметра.

В результате того, что сопротивление амперметра R_A не равно нулю на нем будет падать часть напряжения измеряемого вольтметром. В итоге "измеренное" значение сопротивления будет определяться выражением:

В итоге относительная методическая погрешность может быть вычислена по формуле: