Измерения с помощью цифрового запоминающего осциллографа (Отчет по лабораторной работе № 3.1), страница 4

4.1.3.  Выводы

В результате выполнения задания была измерена собственная частота колебаний пластины и постоянная времени затухания, составляющие соответственно: (16 ± 6%) Гц и (0,94 ± 0,05) с. Было установлено, что собственная частота колебаний не зависит от выбора места измерения в цуге и от величины начального угла отклонения. Фаза колебаний меняется на противоположную при изменении начального угла отклонения на противоположный.

4.2.Измерение амплитудных и временных параметров разогрева нити накаливания

Цель: научиться проводить измерения осциллографом в режиме одиночного запуска на двух каналах; определить величину холодного R_х и горячего R_г сопротивления нити накаливания и постоянную времени ее нагревания τ.

Оборудование: цифровой осциллограф Tektronix TDS1012 с накопительным модулем типа TDS2МЕМ и съемной картой памяти (CFC), источник постоянного тока (12 В) ,макет «Лампочка накаливания».

Лампочка накаливания (рис. 13) представляет собой стеклянную вакуумированную колбу, в которой на медных траверзах размещена вольфрамовая нить накаливания. При протекании по ней тока нить нагревается и ее сопротивление увеличивается: R(T) = R₀(1+αΔT), где R₀ – сопротивление нити при комнатной температуре Т₀, α – температурный коэффициент вольфрама, ΔT – изменение температуры нити. По мере увеличения температуры нити увеличиваются ее тепловые потери на излучение и нагрев колбы

Процесс нагрева (остывания) лампочки– инерционный процесс. Если лампочку подключить к источнику постоянного тока, то в момент включения источника падение напряжения на нити будет равно Uх = IR₀ = IRх. По мере нагрева сопротивление R увеличивается и растет падение напряжения на лампочке, но возрастают и потери тепла. Сложный характер роста сопротивления определяется тем, что потери на теплопроводность и излучение различным образом зависят от температуры нити: сначала преобладают первые, затем вторые. Постоянная времени нагрева τ обычно определяется на уровне 0,9 от напряжения Uг, которое измеряется при достаточно длительном нагреве.

4.2.1.  Ход работы

Была собрана схема, показанная на рисунке 14 (а) произведено измерение U_x, U_г и τ при трех различных значениях тока. Получены следующие результаты:

I, мА	Ux, В	Uг, В	τ, мс
180	0,56	3,12	580
160	0,56	2,48	660
150	0,44	2,32	840

Произведу расчет R_x и R_г – , :

I, мА	Rx, Ом	Rг, Ом
180	3,11	17,33
160	3,50	15,50
150	2,93	15,47

При наблюдении в режиме закрытого входа (AC) был получен сигнал с формой, изображенной на рисунке 16.

 

4.2.2.  Оценка погрешностей [2]

Для величины силы тока, напряжений U_x,U_г и времени τ ошибку измерений будет вносить приборная погрешность, которая соответственно составит: ± 1,25 мА; ± 0,1 В, ± 50 мс.

Для величины сопротивлений R_x, R_г погрешность составит:.

4.2.3.  Выводы

В результате выполнения задания были получены следующие результаты для R_x, R_г и τ при разных значениях тока: