ІКТА / КБ-24 / Метрологія Гамула / Лаби умови / Лабораторна робота №13

> Pм,ном

відповідно до потужності його плеч. Тому, за умови достатньої чутливості нуль-індикатора (див. практичні вказівки), допустимі значення струму та напруги не розраховуються. Слід лише переконатися, що допустима потужність об'єкта є більшою, ніж самого моста.

Якщо ж виявиться, що чутливості нуль-індикатора не достатньо, і для виконання експерименту треба збільшити напругу живлення, то можна скористатися зовнішним джерелом напруги, розрахувавши при цьому допустимі напругу та струм наступним чином:

Обчислюємо номінальне		значення				струму IRх,ном			досліджуваного
об’єкта Rх (якщо цей струм не заданий) :
I					PRх,ном			, А	(13.17)
	Rх,ном				Rх,ном

де PRх,ном - номінальне значення потужності досліджуваного об’єкта Rх.

Допустиме значення струму Ідоп, при якому виконується вимірювання опору, не може перевищувати IRх,ном .

Допустиме значення напруги живлення моста Uдоп визначаємо як:

Uдоп = Ідоп ·Rх , В.

На сам кінець перевіряємо, чи добуток Uдоп· Ідоп не перевищує номінальної потужності моста Pм,ном . Якщо ж розраховані Uдоп· Ідоп ,

то допустиму напругу зовнішнього джерела знаходимо з номінальної потужності моста:

Uдоп Pх,ном Rх,ном Pм,ном Rпор N . (13.18)

3.2. Практичні вказівки до виконання експериментів УВАГА! Складання електричних кіл, а також всі маніпуляції в

електричних колах виконувати з вимкненим джерелом живлення моста.

3.2.1. Вимірювання електричного опору одинарним мостом.

1)Скласти електричне коло за схемою, зображеною на рис.13.1, і

встановити на мості значення опорів плечей Rпор та множника N , визначені в розрахунках.

2)Перед ввімкненням джерела живлення потрібно встановити регулятор чутливості нуль-індикатора у положення, що відповідає мінімальній чутливості.

3)Ввімкнути внутрішнє джерело живлення моста.

4)Перевірити готовність схеми до проведення експерименту шляхом збільшення чутливості нуль-індикатора на мінімально можливу величину і спостереженням за його показом:

240

якщо вказівник нуль-індикатора відхиляється від нульового положення на 1…2 поділки, то це свідчить про відповідну чутливість нуль-індикатора і можливість виконання зрівноважування моста;

якщо вказівник нуль-індикатора різко відхиляється від нульового положення (“зашкалює”), то це свідчить про те, що міст не готовий до проведення експерименту. В цьому випадку небхідно вимкнути напругу джерела живлення і нуль-індикатор, та перевірити правильність всіх попередніх встановлень.

5) Якщо засіб вимірювання готовий до зрівноваження, то, регулюванням плеча порівняння Rпор, (починаючи з найменшої декади) досягають нульового показу нуль-індикатора спочатку на найменшій чутливості, а далі – перемикаючи чутливість на вищу ступінь. Для уникнення можливого перевантаження нуль-індикатора, зрівноважування слід завжди починати з декад із найменшим опором, а якщо ж це не вдається, то треба перейти до зміни опору "старших" (високоомніших) декад .

УВАГА! Всі перемикання і зміни в колі, за яких навіть короткочасно може виникнути значне порушення рівноваги моста, слід виконувати при вимкненому живленні.

6) Експериметальна перевірка чутливості нуль-індикатора.

Чутливість нуль-індикатора вважається достатньою, якщо зміна опору плеча порівняння Rпор на крок квантування Rкв викликає помітну зміну показу нуль-індикатора ( на 0,5…1 поділки).

Отже, зрівноважування моста вважають остаточним за умови достатньої чутливості нуль-індикатора.

7) Закінчивши зрівноважування моста, регулятор чутливості нульіндикатора встановлюють на мінімальну чутливість і вимикають джерело живлення моста.

Отриманий відлік опору плеча порівняння Rпор,е записують у табл.13.1.

8) Для впевнення у правильності виконаного експерименту, вимірювання опору досліджуваного обєкта повторюють ще раз. Для цього знову встановлюють розраховане значення опору плеча порівняння Rпор і весь процес зрівноважування моста повторюють. Отриманий відлік опору плеча порівняння Rпор,е2 має відрізнятися від Rпор,е1, отриманого при першому зрівноважуванні, не більше, ніж на крок квантування Rкв.

9)Остаточно закінчивши зрівноважування моста, регулятор чутливості нуль-індикатора встановлюють на мінімальну чутливість, вимикають напругу живлення моста і подають результати експерименту викладачеві.

10)Після підпису викладачем результатів експерименту, розбирають електричне коло та приводять до ладу робоче місце .

3.3.Практичні вказівки до опрацювання результатів експериментів

241

3.3.1. Вимірювання електричного опору одинарним мостом.

1) За отриманим відліком плеча порівняння Rпор,е та множника N у рівнянні рівноваги моста (13.2) обчислюють значення вимірюваного опору

Rх,вим:

Rх,вим Rпор,e N , Ом.

(13.19)

Приклад 13. 6. Нехай при вимірювання опору подільника, номінальне значення якого RХном = 30000 Ом (приклад 13. 1), та розрахованими значеннями опору плеча порівняння Rпор= 300 Ом, та множника N=100 (приклад 13. 2), після зрівноваження отримали відлік плеча порівняння Rпор,е = 299,86 Ом. Тоді значення вимірюваного опору Rх,вим згідно із (13.2) дорівнює:

Rх,вим Rпор,e N 299,86 100 , Ом 29986 Ом

2)Переконатися, що складові похибки, викликані дискретністю плеча порівняння та впливом опорів резисторів є нехтувано малими у порівнянні з основною складовою δм,гр,% ;

3)За формулою (13.4) обчислити граничне значення відносної похибки δRх,гр результату вимірювання опору (див. приклад 13. 2) .

4)За формулою (13.13) обчислити граничне значення абсолютної похибки Rх,гр результату вимірювання опору.

приклад 13. 7. За даними прикладів13. 2 і 13.4 отримаємо:

Rх	R ,гр Rх,вим		0,1 29986	, Ом 29,986 Ом .
	х
	100		100

5) Заокругливши згідно з правилами отримані значення вимірюваного опору Rх,вим та абсолютної похибки Rх,гр, подати результат вимірювання опору Rвим у стандартизованій формі за формулою (13.15).

Приклад 13. 8. За даними прикладів 13.6 та 13.7 отримаємо:

Rх,гр = 30 Ом;

Rх,вим = 29986 Ом

Отже, отримаємо наступний результат вимірювання опору Rx одинарним мостом:

Rвим = (29986 30) Ом.

Результати всіх обчислень записати в Таблицю 13.1.

242

4.ПРЕДСТАВЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТІВ

4.1.Представлення результатів вимірювання електричного опору

одинарним мостом

Таблиця 13.1

Результати вимірювання електричного опору одинарним мостом

№

Rх =

Rпор,

N=

Rпор,е,

Rх,вим,

м,гр ,

з

RХном,

Ом

RА /RВ,

Ом

Ом

Ом

п

30000

300

100

299,86

29986

0,1

Продовження таблиці 13.1

Rкв ,

кв,гр ,

r

,

δRх,гр,

ΔRх,гр,

Rвим =

пр

(Rх,вим ΔRх,гр),

Ом

%

%

Ом

Ом

0,01

0,02

0,0000666

0,1

30

29986 30

Таблиця 13.2

Технічні характеристики засобів виірювання

пор. №

Назва

Тип

Границі

Клас

Заводський

засобу

приладу

вимірювань

точності

номер, рік

вимірювань

випуску

ЗМІСТ ЗВІТУ

1.Завдання

2.Обгрунтування схеми і засобів вимірювань

3.Схема вимірювань (робоча)

4.Технічні характеристики використаних засобів вимірювань

5.Таблиця результатів експерименту

6.Формули для розрахунку величин з прикладом розв'язку без проміжних розрахунків

7.Висновок

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.З яких елементів складається одинарний міст?

2.Принцип дії одинарного моста. Умова рівноваги.

3.Чому одинарний міст можна застосувати для вимірювання малих

опорів?

243

4.Як зробити знехтовно малим вплив з'єднувальних проводів на результат вимірювання?

5.Які складові має похибка результату вимірювання опору одинарним мостом?

6.Яка природа похибки, зумовленої дискретним (квантованим) відліком опору плеча порівняння Rпор? Як її зменшити?

7.Як експериментально перевірити, чи чутливість нуль-індикатора достатня для проведення вимірювань з необхідною точністю?

10.Як обчислити абсолютну похибку результату вимірювання опору?

11. За якими правилами заокруглюють похибку та результат вимірювання опору?

ЛІТЕРАТУРА

1. Основи метрології та вимірювальної техніки: [підручник для вузів в двох томах]/ [М. Дорожовець, В. Мотало, Б. Стадник та ін.]; За ред. Б.І. Стадника. – Львів: Вид-во Національного університету “Львівська політехніка”. - 2005. - Т1. Основи метрології. – 532 с.

2.Основи метрології та вимірювальної техніки: [підручник для вузів в двох томах]/ [М. Дорожовець, В. Мотало, Б. Стадник та ін.]; За ред. Б.І. Стадника. – Львів: Вид-во Національного університету “Львівська політехніка”. - 2005. - Т2. Вимірювальна техніка. – 656 с.

3.Дорожовець М. Опрацювання результатів вимірювань: [навчальний посібник для вузів]/ Михайло Дорожовець. - Львів: Вид-во Національного університету “Львівська політехніка”. - 2007. – 624 с.

244