Мостовые методы измерений: Методические рекомендации к выполнению лабораторной работы 3.1 по дисциплине "Информационно-измерительная техника"

Лабораторная работа 3_1

Мостовые методы измерений

Цель работы. Изучение основных методов измерения сопротивлений, емкостей, индуктивностей  мостами постоянного и переменного тока. Определение характера повреждения в воздушных и кабельных линиях, а также расстояния до места повреждения мостовыми методами.

Ознакомительная часть

Для выполнения лабораторной работы предлагаются модели в виде файлов:  Lab\Lab_3\Модели\Мост\L3_1_00.web … L3_1_10.web; ...\Авария \L3_1_00.web … L3_1_03web, L3_2_01.web, L3_3_01.web, L3_3_01.web, L3_4_01.web, L3_5_01.web, L3_6_01.web:

1 Практическая часть

В зависимости от значения и требуемой точности измерения активное сопротивление (Rx) можно  измерить омметром, мегомметром, амперметром и вольтметром, мостом постоянного или переменного тока. Наибольшая точность измерения Rx свойственна методу сравнения с использованием моста.

Модели расположены в файлах: Модели \Мост \ L3_0_01 – L3_0_10.

1.1 Измерение сопротивлений в диапазоне от 0,00002 до 100 Ом

Измерение Rx в указанных пределах производятся с помощью четырехзажимной схемы в следующем порядке:

- подключить Rx к мосту согласно рис 3.1, используя четыре линии связи;

- с помощью плеча отношения K  = R₁ / R₂  установить выбранный множитель;

- результат измерения определяется по формуле:

Rx = K * Rcp,

где  K – множитель, установленный с помощью плеча отношения;

       Rcp – показания плеча сравнения.

Задание 1.

Измерить значение сопротивления с помощью четырехзажимной схемы (файл L3_0_01), определить погрешность измерения  и результат занести в таблицу 3.1. В схеме величиной Rл обозначаются сопротивления соединительных проводов.

Результат измерения                                                                                                                  Таблица 3.1

Рис 3.1 Четырехзажимная схема измерения сопротивления

Измерить значение сопротивления с помощью двухзажимной схемы (файл L3_0_02), определить погрешность измерения  и результат занести в таблицу 3.2. В схеме величиной Rл обозначаются сопротивления соединительных проводов.

Результат измерения                                                                                                                  Таблица 3.2

Рис 3.2 Двухзажимная схема измерения сопротивления

Какая схема в данном случае по метрологическим характеристикам лучше (подчеркнуть)?

Двухзажимная схема

Четырехзажимная схема

1.2 Измерение сопротивлений в диапазоне от 10 Ом до 1 мОм

Измеряемое сопротивление подключается к мосту по двухзажимной схеме (рис 3.3), файл L3_0_03. Сопротивление проводов намного меньше величины Rx и их значением при расчетах пренебрегают.

Измерения проводятся согласно пунктам предыдущего раздела.

Рис 3.3. Двухзажимная схема измерения сопротивления

Результат измерения                                                                                                                  Таблица 3.3

Определить, влияют ли сопротивления в диагоналях питания и измерения на результаты определения сопротивления (файл L3_0_04), рис. 3.4. Результат занести в таблицу 3.4.

Рис 3.4. Одинарный мост постоянного тока

с резисторами в диагоналях питания и измерения

Результат измерения                                                                                                                  Таблица 3.4

Для расширения пределов измерения одинарного моста постоянного тока используется плечо отношения. При этом измеряемое сопротивление может существенно отличаться от значения        Rср (рис 3.5), файл L3_0_05. Подобрать значение коэффициента K с помощью набора сопротивлений R1, R2, R3. Используется наименьшее из подходящих сопротивлений. Результаты измерений занести в таблицу 3.5.

Рис 3.5. Многопредельный одинарный мост постоянного тока

Результат измерения                                                                                                                  Таблица 3.5

1.3 Одинарный мост переменного тока для измерения емкостей и индуктивностей

Задание 2

Измерить значение емкости с помощью одинарного моста переменного тока (файл L3_0_06), рис 3.6, определить погрешность измерения  и результат занести в таблицу 3.6.

Результат измерения                                                                                                                  Таблица 3.6

Рис 3.6. Одинарный мост переменного тока для измерения емкости