- •Факультет менеджмента и инженерного бизнеса
- •Содержиние
- •Введение
- •Лабораторная работа №1. Цифровые измерительные приборы
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Основные метрологические характеристики цифровых приборов
- •1.3. Цифровые вольтметры
- •1.3.1. Цифровой вольтметр с время-импульсным преобразованием
- •1.3.2. Вольтметр поразрядного уравновешивания
- •1.3.3. Цифрового вольтметра с двойным интегрированием
- •1.4. Измерение частоты методом дискретного счета.
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. Аналоговые измерительные приборы
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •Ферродинамического (в) и электростатического (г) им
- •1.2. Основные электромеханические электроизмерительные приборы
- •1.2.1. Основные параметры стрелочного индикатора
- •1.2.2. Расчет миллиамперметра
- •1.2.3. Расчет вольтметра постоянного тока
- •1.2.4.Расчет вольтметра переменного тока
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3.
- •Измерение сопротивления проводника
- •Пример обработки результатов косвенных измерений при определении удельного сопротивления проводника
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •Измерение диаметра проволоки.
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •3. Результаты измерения удельного сопротивления представить в виде
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4.
- •3.4. Измерение мгновенной, активной, полной и реактивной мощностей двухполюсника с помощью перемножителя и осциллографа
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5. Средства измерения использующие, нулевой метод
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Компенсационный метод измерения
- •1.3. Мостовой метод измерения параметров элементов
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
- •А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
- •1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром).
- •2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
- •А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
- •А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
- •1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром pv1).
- •2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
- •А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6. Измерение спектров Электрических сигналов
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения о сигналах и спектрах
- •А) спектр амплитуд, б) спектр фаз сигнала
- •1.2. Спектры основных периодических сигналов
- •2. Спектральный состав прямоугольных видеоимпульсов
- •3. Треугольный импульс (симметричный).
- •4. Треугольный импульс (пилообразный).
- •1.3. Модулированные сигналы
- •2. Методы анализа спектра сигналов
- •2.1. Анализ спектра методом фильтрации
- •2.2 Цифровой анализ спектра
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7. Автоматизированные измерения лабораторным комплексом ni elvis
- •Введение
- •Использование Виртуальных приборов измерительного комплекса ni elvis
- •Рис 1а.
- •2. Практические упражнения
- •И высоких частот (фвч) – (б)
- •5. Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Удельное сопротивление веществ (при 20с)
- •Абсолютные инструментальные погрешности средств измерений
- •Измерение линейных величин. Измерение линейкой
- •Штангенциркуль
- •Микрометрический винт. Микрометр
- •Приложение 4. Рекомендации при построении графиков.
Измерение сопротивления проводника
Сопротивление проводника определяют по формуле R=U/I, где U и I измеряются электроизмерительными приборами. Для измерения сопротивлений проводников существует несколько различных методов. Набольшее распространение получил метод двух приборов.
Метод двух приборов (метод амперметра – вольтметра)
Возможные два варианты включения приборов по данному методу показаны на рис. 1.1.
a) б)
Рис. 1.1. Измерение сопротивления по методу амперметра - вольтметра
Метод точного измерения напряжения. При измерении сопротивления по схеме рис.1.1а приборы будут показывать:
и ,
где IV – ток через вольтметр.
Метод точного измерения тока. При измерениях по схеме рис.1.1б приборы будут показывать:
; ,
где – падение напряжения на амперметре.
Значение сопротивления можно определить, используя измеренные значения тока и напряжения, по закону Ома согласно выражению
.
Однако при этом возникает методическая погрешность измерения сопротивления (то есть погрешность, обусловленная методом измерения) вследствие шунтирующего влияния сопротивления вольтметра при измерении тока в первой схеме (рис. 1.1а) и влияния внутреннего сопротивления амперметра при измерении напряжения во второй схеме (рис. 1.1б).
Измеренное значение сопротивления по схеме рис. схеме на рис. 1.1а будет определяться выражением
.
При этом абсолютная погрешность измерения :
,
а относительная погрешность
Из приведенных формул следует, что погрешность тем меньше, чем больше RV, т.е. RV >>Rx.
Измеренное значение сопротивления по схеме рис. 1.1б
.
Абсолютная погрешность измерения
,
а относительная погрешность
.
Отсюда следует, что погрешность тем меньше, чем меньше , т.е..
Таким образом, схему на рис. 1.1.а следует использовать при измерениях малых сопротивлений (), а схему на рис. 1.1.б – при измерениях больших сопротивлений
Пример обработки результатов косвенных измерений при определении удельного сопротивления проводника
Для определения удельного сопротивления проводника необходимы: амперметр, вольтметр, рулетку, микрометр или штангенциркуль.
С их помощью необходимо провести измерения и получить, например, следующие результаты:
Напряжение на проводнике: U=3,0B0,1B;
Ток через проводник I=0,50A0,05A:
Длина проводника L=100,0см0, 5см;
Диаметр проводника d=0,30мм0,01мм.
Сначала находим приближенное значение удельного сопротивления проводника используя формулу:
.
Далее находим относительные погрешности результатов измерения:
,
,
,
.
Рассчитываем среднюю абсолютную погрешность измерения удельного сопротивления
;
а затем находим границу относительной погрешности по формуле:
.
Результаты измерения удельного сопротивления записываем в виде:
или ,
где .
Анализируя полученные отдельные относительные погрешности определяем, что с наибольшей тщательностью должны быть измерены сила тока и диаметр проволоки. Если измерение длины проволоки производить с погрешностью отсчета в 1см, то упростятся математические вычисления, а точность результата измерения не уменьшится, так как 1/100= 1%.
Следовательно, если нужно повысить точность измерения конечного результата, то необходимо уменьшить ту погрешность измерения, которая является наибольшей.
Для этого необходимо применить при измерении физической величины, дающей наибольшую погрешность, меру или измерительный прибор большей точности или использовать более совершенный метод измерения.