Добротность катушки рассчитывается из следующего выражения, если известны какая либо из пар Rx, Lx или RN, CN
wџLx
Q = ──── = wџCNџRN.
Rx
Однако, применение четырехплечных мостов, собранных по схеме №5, дает плохую сходимость при малых значениях коэффициентов добротности. Процесс уравновешивания становится затруднительным при Q=1, а при Q<0.5 приведение моста в состояние равновесия практически невыполнимо.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Предлагается произвести измерение индуктивности или емкости на лабораторной установке, схема которой показана на рис.8.
В качестве сопротивлений R1 и R2 используются пятидекадные рычажные магазины сопротивлений, а сопротивления R —применяется шестидекадный магазин сопротивлений. В соответствии с объектом измерения (катушка индуктивностей Lx или конденсатор Cx) в третье
плечо моста включается либо образцовая индуктивность LN (в виде
17
вариометра катушки индуктивностей), либо образцовый магазин емкостей). Питание моста переменного тока осуществляется переменным током промышленной частоты через понижающий трансформатор 222/6 В. В качестве нуль-индикатора (НИ) используется электронный осциллограф.
{ Для проведения
П2 измерений на лабо-
раторной установке необходимо:
П1 1. Включить ус-
НИ тановку тумблером
“Сеть”.
П3 2. Включить ос-
циллограф. Ручку “Усиление”повернуть в положение, при котором вертикальный луч занима-
Рис. 8 ет 4/5 экрана. Ус-
тановить вертикальный луч развертки в центр экрана.
3. Установить некоторое произвольное значение на образцовом магазине индуктивностей LN или емкостей CN и добавочного сопротивления R. Величины сопротивлений R1 и R2 рекомендуется выбирать равными, но при этом обеспечить наибольшую чувствительность моста.
4. Переключатель П1 установить в такое положение, при котором улучшается баланс моста, т.е. уменьшается длина вертикального луча на экране осциллографа.
5. Изменением R добиться максимально возможной балансировки моста.
6. Изменением отношения плеч R1/R2 добиться минимального сигнала на экране осциллографа. Определить значение измеряемой величины по формулам (18) или (21),(22).
7. Повторяя пп. 5—, добиться полного баланса моста, при котором задействованы все декады образцовых элементов LN, CN и R1/R2, а вертикальный луч на экране осциллографа стянут в точку при максимальном усилении.
8. Подсчитать значение Cx или Lx по формулам (18) или (21).
18
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Задание 1. Измерение емкостей
1. Включить в плечи моста неизвестную Cx и образцовую CN емкости.
2. Поставить переключатели П2 и П3 в положение 2.
3. Произвести измерение Cx, пользуясь приведенной методикой, при положении переключателя П1 в точке 1 не менее шести раз.
4. Рассчитать оценку Cx, совпадающую с выборочным средним зна-
__
чением Cx, и выборочное стандартное отклонение s1 по формулам:
§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§
__ 1 N / 1 N ж
__ц2
Cx = ─── S Cxi, s1
= / §§§§§ S зCxi —Cxз
,
N i=1 Ч №‑1 i=1и ю
где N —число измерений неизвестной емкости.
5. Рассчитать доверительные интервалы для значений измеряемой емкости, соответствующие доверительным вероятностям P=0.9 и P=0.95.
Задание 1. Измерение индуктивностей
1. Включить в плечи моста неизвестную Lx и образцовую LN индуктивности.
2. Поставить переключатели П2 и П3 в положение 1.
3. Произвести измерение Lx, пользуясь приведенной методикой, при положении переключателя П1 в точках 1 и 2 не менее шести раз.
4. Рассчитать оценки Lx, совпадающие с выборочным средним зна-
__
чением Lx, для двух положений переключателя П1 и соответствующие выборочные стандартные отклонения s1, s2 по формулам:
§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§
__m 1 N m / 1
N ж m __mц2
Lx = ─── S Lxi, sm
= / §§§§§ S зLxi —Lx
з ,
N i=1 Ч №‑1 i=1и ю
где m=1,2 соответствует положением переключателя П1, а N —число измерений неизвестной индуктивности.
5. Рассчитать доверительные интервалы для значений измеряемой индуктивностей, соответствующие доверительным вероятностям P=0.9 и P=0.95.
6. Произвести оценку влияния добавочного сопротивления R на результат измерения индуктивности.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Выведите условие равновесия четырехплечного моста переменного тока в общем виде.
2. В чем особенности работы с мостами переменного тока по сравнению с мостами постоянного тока?
3. Выведите условия равновесия моста для измерения индуктивностей, емкостей.
4. Чем отличаются схемы мостов для измерения емкостей конденсаторов с малыми и большими потерями?
5. Каковы преимущества моста, имеющего в качестве образцового элемента магазин индуктивностей, по сравнению с мостом с образцовой катушкой индуктивностей?
6. Нарушится ли равновесие моста переменного тока при изменении частоты напряжения питания?
7. Можно ли применять мост переменного тока для сравнения реактивных сопротивлений емкостей и индуктивностей?
8. Какие нуль-индикаторы и источники питания применяются в мостовых схемах переменного тока?
9. Как производится уравновешивание моста переменного тока при использовании образцовой катушки индуктивностей?
10. Чем определяется чувствительность мостов переменного тока?
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ
Письменный отчет по лабораторной работе должен содержать следующие пункты:
1. Название лабораторной работы на правильно оформленном титульном листе.
2. Формулировку цели работы.
3. Общие понятия, относящиеся к общей теории мостовых схем.
4. Результаты исследований в виде численных промежуточных расчетов, таблиц и графиков.
5. Анализ результатов и выводы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.