Лабораторные работы / Lab_Rabota_8_Avdeev

3

Работа 8. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Цель работы – изучение средств и методов измерения параметров электрических цепей; оценка результатов и погрешностей измерений.

ЗАДАНИЕ

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

2. Измерить и оценить погрешности результатов измерений сопротивления 2х –3-х (по указанию преподавателя) резисторов, встроенных в лабораторный пульт, используя:

• комбинированный магнитоэлектрический измерительный прибор (тестер) в режиме измерения сопротивления (режиме омметра),

• универсальный электронный вольтметр в режиме измерения сопротивления,

• универсальный цифровой вольтметр в режиме измерения сопротивления,

• измеритель импеданса («измеритель иммитанса»).

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

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

ОПИСАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

РАБОТЫ

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.

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 = 30делений. 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 переносятся (визуально или с помощью магазина сопротивлений) 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:

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.

Для определения действительных погрешностей на вход омметров подключается магазин сопротивлений. Действительные погрешности определяются в точках измерения неизвестных сопротивлений согласно п. 1 Задания. На магазине сопротивлений устанавливают такие сопротивления, при которых показания приборов совпадают с показаниями при измерении неизвестных резисторов. Действительные погрешности в этих точках равны

,

где: R_МС – сопротивление установленное на магазине сопротивлений, при котором омметр показывает значение сопротивления ранее измеренного неизвестного резистора.

Если R_Д превышает предел допускаемой абсолютной погрешности, то омметр не соответствует своему классу точности.

Если R_Д не превышает предел допускаемой абсолютной погрешности, то при отсутствии (или при пренебрежимо малых значениях) случайной погрешности можно ввести поправку R_П = – R_Д на результат измерений R_xп = R_ИЗ + _П. (по-существу, в данном случае R_ИЗ замещается на R_МС) Этим достигается умень-шение систематической составляющей инструментальной погрешности результата измерений до погрешности, определяемой магазином сопротивлений. Тогда

,

где R_МС – абсолютная погрешность магазина сопротивлений.

При наличии соизмеримой случайной составляющей погрешности обработку следует вести как указано в лабораторной работе 5 при многократных прямых измерениях; при этом за систематическую погрешность следует принять среднее значение остаточных погрешностей.

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.