Практическая работа №6. Измерительные мосты. Расчет параметров схемы.

ЦЕЛЬРАБОТЫ: Научиться определять параметры измерительных мостов.

Студент должен:

иметь представление:

• о способах расчета емкости, индуктивности и сопротивлений ;

знать:

• формулы расчетов сопротивлений неразветвленных цепей переменного тока;

уметь:

• рассчитывать параметры измерительных мостов.

Краткие теоретические сведения

1. Измерение сопротивлений.

Сопротивления относятся к важнейшему параметру электрической цепи, с измерением которого часто приходится встречаться на практике. Диапазон измеряемых на практике сопротивлений широк (от 10^-8 до 10¹⁵ Ом) и его условно делят по значениям сопротивлений на три части – малые (менее 10 Ом), средние (от 10 до 10⁸ Ом) и большие (свыше 10⁶ Ом).

Сопротивление – параметр пассивный и в процессе измерения обязательно преобразуется в активную электрическую величину, значение которой затем измеряется. Необходимо, чтобы эта активная электровеличина правильно отражала только измеряемое сопротивление и не содержала изменений информации, которая воспринимается как погрешность измерения.

Основные методы и средства измерения сопротивления электрической цепи

а) Метод амперметра и вольтметра.

Этот метод основан на раздельном измерении тока в цепи измеряемого сопротивления R_X и напряжений на его зажимах и последующем вычислении значения .

Схемы включения амперметра и вольтметра

Достоинство – в простоте реализации.

Недостаток – невысокая точность результата измерения, которая ограничена классом точности применяемых измерительных приборов и методической погрешностью (потребление собственной мощности).

б) Логометрический метод.

Этот метод основан на измерении отношения двух токов I₁ и I₂, один из которых протекает по цепи с измеряемым сопротивлением, а другой – по цепи, сопротивление которой известно. Оба тока создаются одним источником напряжения, поэтому нестабильность последнего в известных пределах практически не влияет на точность результата измерения.

Схемы амперметра на основе логометра

Измеряемое сопротивление может быть включено последовательно или параллельно относительно рамки измеряемого механизма:

последовательное – при измерении средних и больших сопротивлений;

параллельное – при измерении малых сопротивлений.

В) Измерение сопротивлений мостом.

Схемы измерительных мостов

СУ – сравнивающее устройство. На практике широкое применение получили мосты, у которых два плеча содержат только активные сопротивления, а два другие – реактивные.

2. Измерение емкости и индуктивности.

Качество многих электрических цепей зависит от степени соответствия их параметров требуемым значениям.

Поэтому с измерением емкости С, индуктивности L приходится встречаться часто.

Для измерения параметров конденсаторов и катушек индуктивности необходимы методы и аппаратура, позволяющие производить раздельные измерения активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления.

Наиболее часто для этих целей применяют мостовые методы расчета:

Измерительный мост.

Допустим пусть, конденсатор, параметры которого измеряются, включен в первое плечо моста и мост уравновешен. В таком случае справедливо равенство:

,

где: ; ; ; .

Подставим в уравнение равновесия моста:

.

Приравняв отдельно действующие и мнимые части этого соотношения, найдем:

; .

ЗАДАНИЕ

1. Выбрать номер задания, который соответствует вашему номеру по журналу. Первая цифра соответствует номеру задания, вторая - номеру схемы.

2. Определить неизвестные параметры.

1. 2. 3.

4. 5. 6.

7. 8. 9.

10.

ОТЧЕТ ДОЛЖЕН СОДЕРЖАТЬ

1. Тему практической работы.

2. Цель работы.

3. Расчет.

4. Вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назвать основные методы измерений сопротивлений, емкостей и индуктивностей.

2. Указать порядок расчета сопротивлений, емкостей и индуктивностей.

3. Описать устройство мостов для измерений сопротивлений, емкостей и индуктивностей.

№ п/п	№ рис.	R1 Ом	R2 Ом	R3 Ом	R4 Ом	L1 мГн	L2 мГн	L3 мГн	L4 мГн	С1 мкФ	С2 мкФ	С3 мкФ	С4 мкФ
1, 31	1	60	-	40	опр	-	-	-	-	-	0.5	-	опр
2, 32	2	опр	70	35	17	опр	0.1	-	-	-	-	-	-
3, 33	3	29	37	опр	30	-	-	опр	-	-	-	-	0.7
4, 34	4	45	опр	50	70	-	-	-	-	0.17	опр	-	-
5, 35	5	63	40	25	опр	-	-	-	опр	-	0.25	-	-
6, 36	6	опр	-	55	48	опр	0.27	-	-	-	-	-	-
7, 37	7	24	16	опр	30	-	-	-	-	0.33	-	опр	-
8, 38	8	19	44	15	опр	-	-	-	-	-	0.7	-	опр
9, 39	9	22	33	опр	15	-	-	опр	-	-	-	-	0.3
10	10	опр	16	28	46	-	0.8	-	-	опр	-	-	-
11	1	11	-	55	16	-	-	-	-	-	опр	-	0.18
12	2	70	опр	45	42	0.7	опр	-	-	-	-	-	-
13	3	28	66	16	опр	-	-	0.5	-	-	-	-	опр
14	4	опр	19	22	38	-	-	-	-	опр	0.16	-	-
15	5	14	опр	45	27	-	-	-	0.19	-	опр	-	-
16	6	24	-	66	37	0.4	опр	-	-	-	-	-	-
17	7	опр	48	29	39	-	-	-	-	опр	-	0.14	-
18	8	19	опр	64	26	-	-	-	-	-	опр	-	0.6
19	9	34	28	15	опр	-	-	0.28	-	-	-	-	опр
20	10	50	опр	40	30	-	опр	-	-	0.4	-	-	-
21	1	23	-	88	опр	-	-	-	-	-	0.14	-	опр
22	2	17	опр	77	22	0.19	опр	-	-	-	-	-	-
23	3	48	33	опр	14	-	-	опр	-	-	-	-	0.9
24	4	опр	12	39	45	-	-	-	-	опр	0.28	-	-
25	5	72	31	13	опр	-	-	-	опр	-	0.4	-	-
26	6	опр	-	88	21	опр	0.33	-	-	-	-	-	-
27	7	опр	11	99	18	-	-	-	-	опр	-	0.44	-
28	8	66	24	14	опр	-	-	-	-	-	0.5	-	опр
29	9	55	33	17	опр	-	-	0.8	-	-	-	-	опр
30	10	опр	18	68	25	-	0.4	-	-	опр	-	-	-