Изучение основных свойств мостов постоянного и переменного тока. Экспериментальное измерение сопротивлений, емкостей и индуктивностей при помощи мостовых схем, страница 3

     Измеряемое           Напряжение      Положение переключателя

сопротивление,Ом     батареи,   В               плеч отношений

         0  —1                          2                                   1:1000

         1 —10                         4                                   1:1000

       10  —10²                       4                                   1:100

       10²  —10³                      6                                   1:10

       10³  —10⁴                      8                                   1:1

       10⁴  —10⁵                      20                               10:1

 ВНИМАНИЕ При напряжении выше 10 В в плечо сравнения моста должно быть включено добавочное сопротивление не менее 100 Ом.

Мост возможно включать как магазин сопротивлений в составе четырех декад через клеммы МиХ(правая). Для шунтирования гальванометра служит кнопка КЗ, при нажатии которой гальванометр замыкается накоротко.

Погрешность измерения данным мостом зависит от порога чувствительности гальванометра; неточности подгонки резисторов, образующих плечи моста; дискретности отсчета R₃, выполненного в виде четырехдекадного магазина сопротивлений с дискретным изменением сопротивления (погрешность дискретности равна половине шага изменения сопротивления наименьшей декады); сопротивления соединительных проводов и переходного сопротивления контактов, неучтенных при калибровке моста.

Измерение сопротивления по схеме одинарного моста

Для измерения сопротивлений необходимо собрать схему Уитстона Для этого необходимо:

1. Измеряемое сопротивление подсоединить к зажимам Х.

2. Источник постоянного тока подключить к зажимам Б, соответствующей полярности.

3. Рукоятку переключателя поставить в  положение МВ.

4. Выбрать такое отношение R₂/R₄, чтобы в плече сравнения были задействованы все декады (если известно ориентировочно сопротивление резистора).

5. Нажав и зафиксировав ключ “ГРУБО”, изменением сопротивления плеча R₃ добиться равновесия моста.

6. Нажав и зафиксировав ключ “ТОЧНО”, добиться полного равновесия моста по показаниям гальванометра G.

7. Подсчитать величину измеряемого сопротивления по формуле:

X = (R₂•R₃)/R₄.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Задание 1. Определение чувствительности моста

1. Собрать схему установки для определения чувствительности и измерения сопротивления.

2. На магазине R_M, входящем в состав оборудования для выполнения лабораторной работы, установить указанное преподавателем значение сопротивления, а переключатель отношения плеч моста R₂/R₄ установить в положение 1:1.

3. Изменением плеча сравнения R₃ уравновесить мост.

4. Изменяя сопротивление на магазине R_M добиться, чтобы стрелка гальванометра отклонилась от нулевого положения последовательно на -2, -1, 1, 2 деления.

5. Результаты занести в таблицу, повторив измерения п.4 шесть раз.

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

№   Da, дел.                       DR_м, Ом                          ___              R_м=                 Ом

                         1        2       3        4       5       6          DR_м             ( R1 / R2 )=

1        -2                                                                                           R₃=                 Ом

2         -1

3          0

4          1

5          2

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

6. Построить линейную регрессионную зависимость

                                      ___

              Da = b₀ + b₁•(DR_M),

найдя оценки коэффициентов регрессии b₀, b₁ по методу наименьших квадратов [5] на основе данных экспериментов, и оценить чувствительность S_B по формуле (10).

7. Повторить определение чувствительности при положениях переключателя плеч отношения R₂/R₄, равных 1:10, 1:100, 10:1, 100:1, повторив пп 3-6

8. Сделать вывод об условии достижения наибольшей чувствительности.

Задание 2. Измерение сопротивлений мостом постоянного тока

1. Заменить в схеме лабораторной установки магазин сопротивлений R_M на резистор R_X, сопротивление которого необходимо измерить (R_X1=100...10³ Ом; R_X2=10³...5•10⁴ Ом; R_X3=5•10⁴...10⁶ Ом).

2. Изменением плеча сравнения R₃ уравновесить мост (отношение плеч моста R₂/R₄ установить, исходя из соображения наибольшей чувствительности).

3. Повторить измерения сопротивлений R_X1, R_X2 и R_X3 по шесть раз и занести результаты в таблицу

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

№     R_x      R₂/R₄        R₃      R_x         d                              Примечание

       Ом                      Ом     Ом       Ом

 1                                                                                           1  ₆

 2                                                                                  R_xj= ¾ å R_xji

                                                                                              6  ⁱ⁼¹

•••                                          •••                                (j‑1,2,3)

                                                                                             _{¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾}

                                                                                           / 1  ₆ æ           _¾ö 2

                                                                                    d= / ¾ åè R_xji- R_{xj ø}

                                                                                       Ö   5  ⁱ⁼¹

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

4. Построить доверительные интервалы для величин сопротивлений, приняв значение доверительной вероятности p=0.90 и p=0.95.

5. Проверить гипотезы о равенстве R_xj значениям номиналов, указанным на сопротивлениях, для тех же доверительных вероятностей.

Задание 3. Градуировка моста в неуравновешенном режиме

1. Заменить в схеме лабораторной установки гальванометр миллиамперметром, а резистор R_x —магазином сопротивлений R_M.