- •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.
3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
Лабораторная работа выполняется на компьютере на рабочем поле виртуальной лаборатории EWB (MULTISIM).
Задание 1. Снять статическую характеристику цифрового вольтметра постоянного тока РV1 - Un=F(U).
1. Cобрать схему, приведенную на рис.3.1.
PV1 – отсчетное устройство цифрового вольтметра (предел измерения Umax=±10 В, разрядность АЦП 8, тогда число уровней квантования Nmax=256). РАо – цифровой мультиметр с автоматическим выбором пределов измерения.
Переменному резистору R2 поставить точность переключения 1%.
Рис.3.1.
Нарисовать в отчет схему измерения.
Рассчитать предел значение единицы младшего разряда q цифрового амперметра (q = Хmax / Nmax) и записать в отчет
Рассчитать единицу младшего разряда мультиметра qм и записать в отчет.
Проверить выполнение условия q >> qм, при этом условии можно пренебречь дискретным характером измерения тока мультиметром.
2. Определения начальный участок статической характеристики (рис. 1.2.).
Потенциометром R2 установить нулевое значение напряжение Vo в цепи, затем при плавном увеличении напряжения Vo следить за изменением показаний PVо, фиксируя при этом значение напряжения, при котором показание РV1 меняется на единицу младшего разряда.
Результаты измерений записать в табл.3.1.
Таблица 3.1.
№ |
UП, мВ (PV1) |
U, мВ (PVo) |
ΔUn= Un+1 – Un |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
… |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
q=ΔUср= |
Построить начальный участок графика статической характеристики ЦИП в режиме амперметра UП = F(U).
3. Построить график абсолютной основной погрешности ΔU(U) = F(U) – FИ(U), где FИ(U) – характеристика идеального (без квантования) вольтметра в виде прямой линии UП = U.
4. Определить единицу младшего разряда.
Для этого для каждой ступеньки рассчитать шаг квантования qn= ΔUn= Un+1 – Un, а затем рассчитать среднее значение шага квантования q=ΔUср
Задание 2. Исследовать абсолютную инструментальную погрешность цмфрового вольтметра РV1.
1. Измерить абсолютную инструментальную погрешность ЦИП.
Собрать схему, приведенную на рис.3.1. PV1 – отсчетное устройство цифрового вольтметра (предел измерения Umax=±10 В, разрядность АЦП 8, тогда число уровней квантования Nmax=256). РАо – цифровой мультиметр с автоматическим выбором пределов измерения.
2. Потенциометром R2 последовательно установит 5 напряжений равномерно распределенных по диапазону измерений (0 - 10)В, например, установить входные напряжения UN =1, 2, 5, 7, 10 В – их величину контролировать мультиметром PV0 и измерить эти напряжения UП цифровым вольтметром PV1.
3. Рассчитать инструментальная погрешность по формуле:
UиN =UП – 0,5q – UN ,
где UN – показание РV0, Uп - показание РV1
Результаты расчетов занести в табл. 3.2.
Таблица 3.2.
№ |
UП, мА |
UIN, мА |
UиN, мА |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
… |
|
|
|
Построить график зависимости UиN = F(UN) для выбранного диапазона ЦИП. По графику определите аддитивную и мультипликативную составляющие погрешности ЦИП.
В зависимости от характера изменения по диапазону измерения погрешности делятся на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные погрешности не зависят от значения измеряемой величины X, мультипликативные растут с увеличением X.
Обычно для ЦИП погрешность задается в виде модели I = a +bI, где a и bX – соответственно аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности, где., а=IиN(при I=0), b=( I - a )/I (при I=Imaх).
Задание 3. Измерение сопротивлений мультиметром
Измерьте по заданию преподавателя сопротивления резисторов, например 1 кОм, 10 кОм, 100 кОм при различных диапазонах измерения ЦИП.
Оцените основную погрешность измерения по формулам. Результаты представь в табл. 3.3.
Таблица 3.3.
N |
Диапазон измерения: |
Значение кванта для диапазона измерения, Ом: |
Показания ЦИП R, кОм: |
Абсолютная погрешность измерения R, кОм: |
Относительная погрешность измерения, %: |
Результат измерения R ± R, кОм: |
1 |
1 кОм |
|
|
|
|
|
2 |
10 кОм |
|
|
|
|
|
3 |
100 кОм |
|
|
|
|
|
Сделайте выводы о характере изменения погрешности в зависимости от измеряемой величины и диапазона измерения, дайте рекомендации по выбору предела измерения.