Задание

1. Ознакомится со средствами измерений параметров электрических цепей в лабораторной работе и соответствующими инструкциями пользователей.

2. Измерить и оценить погрешности результатов измерений сопротивления (по указанию преподавателя) резисторов, встроенных в лабораторный пульт, используя:

• универсальный электронный вольтметр в режиме измерения сопротивления,

• универсальный цифровой вольтметр в режиме измерения сопротивления,

• измеритель R-L-C- Q-tg («измеритель иммитанса»).

3. Используя точный магазин сопротивлений, оценить действительную погрешность в точках измерения сопротивлений по п.2 и при необходимости ввести поправки к результатам измерений.

4. Измерить емкость С и тангенс угла потерь конденсатора, индуктивность L и добротность катушки по параллельной и последовательной схемам замещения; оценить погрешности результатов измерений.

Описание и порядок выполнения работы

Используемые приборы

-Электронный вольтомметр с аналоговым выходом - В7-26

-Прибор универсальный электронный с цифровой индикацией - GDM-8135

-Измеритель R-L-C-Q-tg (измеритель иммитанса) - Е7-21

-Пульт настольный

-Магазин образцовых сопротивлений

Описания приборов прилагаются на стенде.

Измерение сопротивлений проводится по методике, указанной в инструкции пользователя соответствующего прибора. Погрешности результатов измерений определяются указанными в инструкциях классами точности или предельными значениями инструментальных погрешностей измерений. Результаты измерений должны быть представлены в виде:

R_x = R_из  _R ,

где: R_из – измеренное значение сопротивления, определенное по шкале прибора,

_R – абсолютная погрешность измерения сопротивления; методика определения _R приведена во Введении методических указаний и/или в инструкции пользователя.

1. Установить на приборах режим измерения сопротивлений (предел измерения устанавливать по ситуации) и произвести измерение сопротивления резисторов R1 , R2 , R3 , вмонтированных в пульт стенда.

Затем , подключая к каждому из приборов магазин сопротивлений , устанавливать на нём сопротивление R_мс , при котором прибор будет показывать ранее измеренное неизвестное сопротивление.

Результаты измерений и вычислений занести в таблицу вида:

Резистор	Измерительный прибор
	GDM-8135				Е7-21
	Rизм	Rмс	∆Rдейств	∆Rинстр	Rизм	Rмс	∆Rдейств	∆Rинстр
R1 R2 R3

Вычислить действительные ∆R_действ=R_изм -R_мс и предельные инструментальные (согласно инструкции пользователя) значения погрешностей измерения в этих точках.

Сравнить полученные результаты вычислений погрешностей.

Сделать вывод о соответствии (или несоответствии) приборов заявленным классам точности.

Для прибора В7-26 результаты измерений записать в таблицу вида

Резистор	В7-26
	Rизм	Rмс(Lизм)	Rмс(L-02)	Rмс(L+02)	∆R1	∆R2
R1 R2 R3

Дополнительно поясним оценку погрешностей для приборов с диапазонами показаний 0 - ∞, ∞ - 0; в этих приборах класс точности имеет особое обозначение

, например , .

Для таких приборов сначала определяют абсолютную погрешность выраженную в делениях любой равномерной шкалы, например для измерения напряжения или тока, см. рис. 8.1,

,

где L_N – нормирующее значение равномерной шкалы, выраженное в делениях шкалы, например L_N = 10 делений. На рисунке показаны «выпрямленные шкалы» и некоторое положение указателя – стрелки при измерении сопротивления, а так же интервал _L предельной погрешности измерений.

Для определения погрешностей в Омах границы этого интервала визуально переносятся на неравномерную шкалу измерения R и по этой шкале определяются в общем случае неравные погрешности _R1 и _R2.

Рис. 8.1.

В этом случае результат измерения следует записать в виде:

Так, при определении действительных погрешностей измерения сопротивлений прибором В7-26 используется дополнительно линейная шкала 0-10 с шагом градуировки 0,2 .

Согласно ТО на прибор В7-26 предельная погрешность измерения сопротивлений составляет 2,5% .

При пересчёте на линейную шкалу (L) абсолютная погрешность измерения составит :

∆L = ±Кл.точн. * L_N / 100 = ±2,5 * 10 / 100 = ±0,25 дел.

Методика измерений

Подключить к прибору магазин сопротивлений и установить на нём сопротивление R_мс , при котором прибор будет показывать ранее измеренное неизвестное сопротивление.

Записать показание прибора по линейной шкале L_изм и соответствующее ему R_мс.

Изменяя сопротивление магазина , сместить стрелку прибора на 0,2L_N вправо от L_изм и определить

∆R₁ = Rмс(L₊₀₂)-Rмс(Lизм)

Изменяя сопротивление магазина , сместить стрелку прибора на 0,2L_N влево от L_изм и определить

∆R₂ = Rмс(L_-02)- Rмс(Lизм)

Записать окончательный результат измерений

Классы точности определяют пределы допускаемых погрешностей средств измерений. Если измерительный прибор соответствует своему классу точности, то погрешности в любой точке шкалы не должны превышать значений, определяемых этим классом.

Класс точности определяет оценку сверху для действительных погрешностей.

Знание действительной погрешности позволяет решить следующие задачи: во-первых, определить соответствует ли измерительный прибор своему классу точности и, во-вторых, при необходимости откорректировать результат измерений путем введения поправок.

2. С помощью прибора Е7-21 измерить :

- ёмкость и тангенс угла потерь конденсаторов С1 , С5 ;

- индуктивность и добротность катушек L1 , L3 ;

при последовательной и параллельной схемах замещения.

Вычислить предельные инструментальные (согласно инструкции пользователя) значения погрешностей измерения.

Литература

Метрология, стандартизация и сертификация : учебник для студ. высш. учеб. заведений/[Б.Я.Авдеев, В.В.Алексеев, Е.М.Антонюк и др.]; под ред В.В.Алексеева. – М. : Издательский центр «Академия», 2007. стр. 110-115, 143-146, 244-254.

Работа 9. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ, ПЕРИОДА И ФАЗЫ.

Цель работы – ознакомление с методами и средствами измерения частоты, временных интервалов, фазового сдвига и с методикой оценки погрешностей результатов измерений.

Задание.

1. Ознакомиться с инструкцией по применению цифрового частотомера для измерения частоты и периода.

2. Измерить частоту и период периодического сигнала по заданию преподавателя с помощью универсального частотомера и оценить погрешность измерения.

3. Измерить частоту и период тех же сигналов осциллографом. Оценить погрешности результатов измерения.

4. Сравнить результаты измерений предыдущих пунктов.

5. Измерить фазовый сдвиг между напряжениями на входе и выходе устройства двумя способами с помощью электронно-лучевого осциллографа. Оценить погрешности результатов измерения. Сравнить способы измерения по точности