Лабораторна робота №4

1 2 3 4

ВИЗНАЧЕННЯ МЕТРОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ

МЕТА РОБОТИ - експериментально визначити основні метрологічні характеристики електровимірювальних приладів.

Внаслідок виконання лабораторної роботи студент повинен

– знати: номенклатуру та визначення основних метрологічних характеристик електровимірювальних приладів;

– вміти: експериментально визначити вхідний опір та робочий частотний діапазон вольтметра.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

При підготовці до виконання першої частини роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал, приведений в /1, с. 40-43; 51-61/, а також в цьому розділі вказівок.

В роботі необхідно виміряти вхідний опір та оцінити потужність власного споживання вольтметрів різних типів.

Потужність власного споживання приладів, як правило, характеризується споживаною ними потужністю при номінальному для даного приладу значенні вимірюваної величини. Для вольтметрів як характеристику власного споживання використовують вхідний опір або опір вимірювального кола (в омах на один вольт номінальної напруги).

Повний опір вольтметра можна виміряти, використовуючи покази амперметра та вольтметра, послідовно підключених до джерела напруги (методом амперметра-вольтметра). Якщо опір вольтметра настільки великий, що вимірювання сили струму викликає труднощі, то можна використати схему, приведену на рис. 6.2.

Рисунок 4.1. - Схема вимірювання опору вольтметра

Вимірювання виконують в два етапи. Спочатку при опорі магазину R_M=0 встановлюють напругу на вольтметрі до будь-якого показу U_V₁ в другій половині шкали, а на другому етапі змінюють опір магазину доти, поки напруга на вольтметрі не зменшиться до показу U_V₂.

Якщо при цьому опір магазину дорівнює R_M, то повний опір Z_V можна розрахувати за співвідношенням

Z_V=R_M∙U_V₂/(U_V₁–U_V₂).

У другій частині роботи необхідно визначити нормальні частотні діапазони вольтметрів змінного струму.

Для виконання цієї частини роботи необхідно вивчити матеріал по /1, с. 91-95; 116-118; 128-130; 136-138; 141-143; 147-149; 155-161/ та по цьому розділі методичних вказівок.

Нормальним частотним діапазоном вольтметра вважають такий діапазон частот вимірюємої напруги, в якому похибка показу вольтметра не перевищує його граничної допустимої основної похибки Δ _ОСН, нормованої класом точності.

Межі частотного діапазону (від f _min до f _max) можна визначити по амплітудно-частотній характеристиці (АЧХ) – залежності показів U_V_Д досліджуємого вольтметра від частоти вимірюємої напруги постійного діючого значення U_З. Приклад визначення нормального частотного діапазону приведений на рис, 4.2.

Рисунок 4.2 - Визначення межі частотного Рисунок 4.3 - Схема

діапазону приладу по амплітудно-частотній для визначення АХЧ

характеристикі вольтметра вольтметра

Для експериментального визначення АЧХ досліджуємого вольтметра V_Д використовують генератор G синусоїдальної напруги регульованої частоти та зразковий вольтметр V_З, нормальний частотний діапазон якого не менш ніж досліджуємий діапазон та клас точності не менш ніж у вольтметра V_Д(рис.4.3). Змінюючи частоту напруги на виході-генератора, її діюче значення, контролюючи по показам вольтметра V_З, підтримують постійним. По отриманим показам вольтметра V_Д та відповідаючим їм частотам напруги будують АХЧ. Межу f _min та f _max знаходять по осі абсцис відповідно при значенях U_З-Δ_ОСН та U_З+Δ_ОСН.

ОБЛАДНАННЯ СТЕНДА

Зовнішній вигляд стенда показаний на рис. 4.4.

Окрім обладнання та приладів, вмонтованих в стенд, в лабораторній роботі використовують:

– вольтметри електростатичної системи (U_H=73 або 150 V; класу точності 0,5); випрямної системи (U_H=15;30;75150;300 V; класу точності 1,0); електронний типу В3-38 (U_H=10;30;100V; класу точності 4,0); та цифровий типу В7-21 (U_H=100;1000 V; класу

точності 1.0/1.0);

– вимірювальний генератор напруг синусоїдальної (Г3-33) або спеціальних (Г6-29) форм;

– електропроменевий осцилограф типу С1-67.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Вивчити теоретичний матеріал згідно з вказівками розділу “Основні положення”. Підготувати та привести в звіті по лабораторній роботі:

2. Підготувати методику виконання вимірювань опору вольтметрів (за п. 3 лабораторного завдання).

3. Підготувати методику визначення АЧХ вольтметра.

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ

1. Ознайомитись з обладнанням вимірювального стенда. Скласти таблицю метрологічних характеристик використовуємих засобів вимірювань по стандартній формі (див. Дод. І).

2. Виміряти опір та розрахувати потужність власного споживання P_V=U²_HV/R_V для всіх типів вольтметрів.

Для багатомежевих вольтметрів опір виміряти для однієї межі. Результати привести в таблиці.

Таблиця 4.1 – Опір та потужність власного споживання вольтметрів

Тип вольтметра
U_V1, V
R_M, kΩ
U_V2, V
R_V, kΩ
P_V, W

У висновках привести перелік типів вольтметрів, прорангованих по зростанню потужносгі споживання.

3. Знайти нормальний частотний діапазон 2-3 вольтметрів по завданню викладача.

Результати представити у вигляді таблиці та графіків U_vi=F∙(lg f). Форму таблиці розробити самостійно. У висновках вказати нормальні частотні діапазони досліджених вольтметрів.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Перелічіть методи та засоби вимірювань опору вольтметрів.

2. Дайте визначення поняттю “нормальний частотний діапазон” засобу вимірювань.

3. Як визначити потужність власного споживання вольтметра?

Міністерство освіти і науки України

Одеський національний політехнічний університет

Кафедра теоретичних основ та загальної електротехніки

ЗВІТ

з лабораторної роботи №5

«Універсальний електронно-променевий осцилограф»

Виконав студент_________________________________

групи____________факультета_____________________