ЛБ3(мсис)

Министерство науки и ВЫСШЕГО образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Школа ИШЭ

Специальность 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Отделение школы (НОЦ) ОЭЭ

«Исследование методов измерения постоянного тока и напряжения»

Лабораторная работа № 3

Вариант - 10

по дисциплине:

Метрология, стандартизация и сертификация 1.1

Исполнитель:
студент группы	5А8Б		Овчинникова Дарья Андреевна		11.05.2021
Руководитель:	Кравченко Евгений Владимирович
преподаватель

Томск - 2021

Цель работы заключается в изучении различных видов измерений, а также в практическом освоении прямых и косвенных методов измерения электрических величин (постоянного тока и напряжения).

Задачи:

1. изучение классификации измерений;

2. измерение величины постоянного тока прямым и косвенным методами;

3. построить графики;

4. измерение величины напряжения постоянного тока прямым и косвенным методами.

Прямые и косвенные измерения U и I

Прямыми называют измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (по показаниям ИП).

Косвенными называют измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, измеренными прямым методом.

(1)

где Y – искомая, косвенно измеренная величина;

x₁, x₂, x₃, … x_n – величины, измеренные прямым методом;

– время.

Прямой метод измерения напряжения постоянного тока

Для прямого измерения напряжения постоянного тока необходимо собрать схему, приведенную на рис. 1.

Рис. 1. Схема экспериментальной цепи

Таблица 1 – результаты измерения постоянного напряжения

Угол поворота регулятора Р2 «Установка +U», °	Результаты прямого измерения напряжения, В	Результаты косвенного измерения напряжения, В
0	0,26	0,40
60	5,23	5,40
120	10,23	10,41
180	15,26	15,41

Косвенный метод измерения напряжения постоянного тока

Напряжение и ток в цепи постоянного тока связаны законом Ома:

, (2)

где U – искомое значение напряжения, В,

I – измеренное значение постоянного тока, А,

R – известное значение сопротивления, Ом.

следовательно, величину напряжения постоянного тока в цепи можно оценить, измерив величину тока в цепи.

Для косвенного измерения напряжения постоянного тока цепи необходимо собрать схему:

Рис. 2. Схема экспериментальной цепи

Таблица 2 – результаты измерения постоянного тока

Угол поворота регулятора Р2 «Установка +U», °	Результаты измерения тока, мА
0	0,40
60	5,40
120	10,41
180	15,41

Значения напряжения постоянного тока в цепи рассчитываются по формуле (2) и заносятся в таблицу 1.

По данным таблицы 1 в одной системе координат строим графики зависимости результатов прямого и косвенного измерений от значения угла поворота регулятора Р2.

Рис. 3. График зависимости результатов прямого и косвенного измерений тока от значения угла поворота регулятора.

Рис. 4. Абсолютная погрешность результатов измерения напряжения постоянного тока.

Прямой и косвенный методы измерения постоянного тока

Собираем схему, представленную на рис. 3 и данные заносим в таблицу 3.

Таблица 3 – результаты измерения постоянного тока

Результат прямого измерения постоянного тока, мА	Значение напряжение постоянного тока в цепи, В	Результат косвенного измерения постоянного тока в цепи, мА	Абсолютная погрешность косвенного измерения, мА
I1=4,5 мА	4,63	4,63	0,13
I2=7,0 мА	7,12	7,12	0,12
I3=9,5 мА	9,61	9,61	0,11
I4=12,0 мА	12,13	12,13	0,13

Рассчитать абсолютную погрешность косвенного измерения величины постоянного тока по формуле:

(3)

Данные также заносим в таблицу 3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения лабораторной работы были изучены различные виды измерений, а также проведены прямые и косвенные методы измерений электрических величин (постоянного тока и напряжения).

Можно сделать вывод, что прямой метод измерения в преимуществе, так как данные измерения снимаются непосредственно из опыта, а косвенный метод измерения рассчитывается из формул, что приводит к наибольшим погрешностям, чем в прямом методе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Приведите примеры прямых, косвенных, совокупных и совместных измерений.

Прямые - это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных.

Косвенные - это измерения, при которых значение величины определяют на основании известной зависимости между искомой величиной и величинами, значения которых находят прямыми измерениями.

Совокупные - это такие измерения, при которых значения измеряемых величин определяют по результатам повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин.

Совместные - это измерения, производимые одновременно двух или нескольких разноименных величин для нахождения функциональной зависимости между ними.

2. Какие измерения (косвенные/прямые) вы считаете более точными и почему?

Прямые измерения более точны, потому что при косвенных измерениях обычно измеряются несколько величин и используются формулы связи между искомой величиной и измеренными величинами, что увеличивает общую погрешность эксперимента.

3. Каким образом можно косвенно измерить мощность электрического тока?

Как правило, величину потребляемой или отдаваемой энергии измеряют косвенным методом, с помощью последовательно включенного амперметра измеряют ток I в цепи, а с помощью параллельно подключенного вольтметра измеряют напряжение U нагрузки.

Список использованных источников

1. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование метрологических характеристик и поверка амперметра с анитной системой» для студентов направления 140400 — Электроэнергетика и электротехника / Ю.К. Кривогузова, Томский политехнический университет. — Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2012. - 10 с.

9