- •Факультет менеджмента и инженерного бизнеса
- •Содержиние
- •Введение
- •Лабораторная работа №1. Цифровые измерительные приборы
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Основные метрологические характеристики цифровых приборов
- •1.3. Цифровые вольтметры
- •1.3.1. Цифровой вольтметр с время-импульсным преобразованием
- •1.3.2. Вольтметр поразрядного уравновешивания
- •1.3.3. Цифрового вольтметра с двойным интегрированием
- •1.4. Измерение частоты методом дискретного счета.
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. Аналоговые измерительные приборы
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •Ферродинамического (в) и электростатического (г) им
- •1.2. Основные электромеханические электроизмерительные приборы
- •1.2.1. Основные параметры стрелочного индикатора
- •1.2.2. Расчет миллиамперметра
- •1.2.3. Расчет вольтметра постоянного тока
- •1.2.4.Расчет вольтметра переменного тока
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3.
- •Измерение сопротивления проводника
- •Пример обработки результатов косвенных измерений при определении удельного сопротивления проводника
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •Измерение диаметра проволоки.
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •3. Результаты измерения удельного сопротивления представить в виде
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4.
- •3.4. Измерение мгновенной, активной, полной и реактивной мощностей двухполюсника с помощью перемножителя и осциллографа
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5. Средства измерения использующие, нулевой метод
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Компенсационный метод измерения
- •1.3. Мостовой метод измерения параметров элементов
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
- •А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
- •1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром).
- •2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
- •А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
- •А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
- •1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром pv1).
- •2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
- •А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6. Измерение спектров Электрических сигналов
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения о сигналах и спектрах
- •А) спектр амплитуд, б) спектр фаз сигнала
- •1.2. Спектры основных периодических сигналов
- •2. Спектральный состав прямоугольных видеоимпульсов
- •3. Треугольный импульс (симметричный).
- •4. Треугольный импульс (пилообразный).
- •1.3. Модулированные сигналы
- •2. Методы анализа спектра сигналов
- •2.1. Анализ спектра методом фильтрации
- •2.2 Цифровой анализ спектра
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7. Автоматизированные измерения лабораторным комплексом ni elvis
- •Введение
- •Использование Виртуальных приборов измерительного комплекса ni elvis
- •Рис 1а.
- •2. Практические упражнения
- •И высоких частот (фвч) – (б)
- •5. Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Удельное сопротивление веществ (при 20с)
- •Абсолютные инструментальные погрешности средств измерений
- •Измерение линейных величин. Измерение линейкой
- •Штангенциркуль
- •Микрометрический винт. Микрометр
- •Приложение 4. Рекомендации при построении графиков.
2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
Все схемы собираются на наборном поле стенде моноблока «Электрические цепи и основы электроники».
Задание 1. Исследовать работу компенсатора напряжения.
1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
1. Собрать схему рис.2.1. =E1=15В; R1= 10 кОм; R2 – выбирается по варианту задания; R3 –потенциометр; PV0 – цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, служим индикатором компенсации напряжений; PV1 – вольтметр постоянного тока – используется для регистрации компенсирующего напряжения Uк.
2. Установить сопротивление резистора R2 по вариантам, согласно табл.2.1.
Для установки требуемого сопротивления использовать последовательное и параллельное соединение минимодулей резисторов из комплекта стенда. Например, чтобы получить сопротивление 6,5 кОм, необходимо соединить параллельно два резистора с сопротивлением по 10 кОм и к ним последовательно соединить резистор с сопротивлением 1,5 кОм.
Таблица 2.1.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
R2, кОм |
10 |
1.5 |
6,5 |
5 |
6 |
2,5 |
а) б)
Рис. 2.1. Схема измерения напряжения:
А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
3. Рассчитать теоретически напряжение Ux по формуле Uxт = Е1R2/(R1+R2).
4. Нарисовать схему в отчет. Включить питание стенда. Уравновесить схему резистором R3 до достижения Vo≈0 и записать в отчет результат измерения Uк=______.
Согласно нулевого метода измерения Uк≈=Uх
5. Рассчитать погрешность измерения напряжения нулевым методом по формуле
1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром).
1. Собрав схему на рис. 2.1б. Нарисовать схему в отчет. Записать в отчет результат измерения Ux1=___ и посчитать погрешность измерения
.
2. Сделать вывод о погрешности измерения нулевым методом.
Задание 2. Исследовать работу компенсатора тока.
2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
1. Собрать схему рис.2.2а. =E1=15В, R1– выбирается по варианту задания из табл. 2.2., PA1 цифровой амперметр стенда, RA =10 Ом служит для увеличения внутреннего сопротивления амперметра.
Таблица 2.2
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
R1, Ом |
68 |
82 |
100 |
47 |
120 |
75 |
а) б)
Рис. 2.2. Схема измерения тока:
А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
2. Нарисовать схему в отчет. Включить питание, измерить ток Iх1 и записать в отчет Iх1=____.
3. Рассчитать теоретически ток IХТ по формуле IХТ = Е1/R2, т.е. считаем, что амперметр обладает нулевым внутреннем сопротивлением RA=0 и погрешности при измерении тока не создает.
4. Рассчитать погрешность измерения
.
2.2. Измерить ток Iх нулевым методом.
1. Собрать схему компенсатора тока, рис.2.2б. =E1=15В; =E2=-15В; R1 – выбирается по варианту задания из табл.2.2.; R2 – потенциометр, PA1 цифровой амперметр стенда, RA =10 Ом служит для увеличения внутреннего сопротивления амперметра; PV0 – цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения – служим индикатором компенсации.
2. Включить питание стенда. Уравновесить схему резистором Rк до достижения Uo ≈ 0 и записать в отчет результат измерения тока Iк=______.
Согласно нулевого метода измерения Iк≈=Iх
3. Рассчитать погрешность измерения тока компенсационным методом по формуле
.
4. Сделать вывод о погрешности измерения нулевым методом.
Задание 3. Исследовать работу четырехплечного моста постоянного тока.
3.1. Снять зависимость разбаланса моста от величины сопротивления R2 – Uаб = F(R2/10кОм).
Собрать схему рис.2.3а. Еоп=15В, R2.1=5 кОм – образован параллельным соединением двух резисторов по 10 кОм, R2.2 = 10 кОм - переменный резистор, R1=Rх=10кОм; R3=R4= 10кОм. Vо – вольтметр постоянного напряжения (PV1) его внутреннее сопротивление Rv=15 кОм.
Нарисовать схему в отчет. Рассчитать R20 – сопротивление при котором мост находится в состоянии равновесия, используя выражение (1.7).
Включить питание источника. Резистором R2.2 произвести балансировку моста и добиться условия Uаб≈0.
Задать абсолютные приращения +R2=100 Ом (для этого, не изменяя регулировок, последовательно с R2.1 и R2.2 включить резистор 100 Ом); вычислить (R20±ΔR2(кОм))/10 и относительное приращения δ%=+R2/R2, измерить Uаб и все записать в отчет в табл.2.3.
Вернуться к исходной схеме без добавочных резисторов.
Повторит аналогичные измерения и расчеты при +R2=220 Ом=(100+120) Ом; и +R2=330 Ом.
Повторить аналогичные измерения и расчеты при -R2=100 Ом. Для этого резистор 100 Ом включить последовательно с R1. Вычислить относительные приращения δ%, измерить Uаб и все записать в отчет в табл.2.3.
Повторит аналогичные измерения и расчеты при -R2=220 Ом; и -R3=330 Ом.
Для каждого приращения сопротивления зафиксировать показания индикатора Uаб, и занести в табл.2.3.
Таблица 2.3.
(R20±ΔR2(кОм))/10 |
0,97 |
0,98 |
0,99 |
1,0 |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
δ% |
-3 |
-2 |
-1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
Iи (мкА) |
|
|
|
0 |
|
|
|
Построить графики Uаб = F(R2/10кОм) и Uаб = F(δ%).
-
а)
б)
Рис. 2.3a. Мостовая схема измерения сопротивления
3.2. Измерить сопротивление резистора Rx по вариантам табл.2.4.
Собрать схему рис.2.3б. Еоп=15В, R2 = 1,5 кОм – переменный резистор, R3=R4= 10кОм. R1=Rx - R1– выбирается по варианту задания из табл. 2.4. и собирается из двух сопротивлений соединенных последовательно, например, сопротивление 1,33 кОм можно получит если соединить последовательно 1кОм и 330 Ом , Vо – вольтметр постоянного напряжения (PV1) его внутреннее сопротивление Rv=15 кОм.
Нарисовать схему в отчет. Включить питание источника. Резистором R2 произвести балансировку моста, до достижения показаний вольтметра, равного нулю (V0=0).
Отсоединить резистор R2 от соседних элементов схемы и мультиметром измерить величину его сопротивления и результат записать в отчет Rxи. Измерить точные значения резисторов R3 и R4 и записать в отчет.
Рассчитать значение . За R2 принять значение равное Rxи.
Таблица 2.4
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Rx, (кОм) |
1,33 |
0,68 |
1 |
0,8 |
0,48 |
1,15 |
Вычислить погрешность расчета по формуле:
где – измеренное мостовым методом значение неизвестного сопротивления;
–значение сопротивления, измеренное точно с помощью мультиметра, или известное заранее.