Измерение активного сопротивления с помощью средств измерений разных типов и принципов действия

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра измерительных

информационных технологий

ОТЧЕТ

о лабораторной работе № 2

«Измерение сопротивлений на постоянном токе»

Работу выполнили студенты группы 3022/1

           Дементьев М. М.

           Сморгонский А. В.

Соболев Б. С.

Работу приняла преподаватель

           Марамзина М. Г.

Санкт-Петербург, 2005 г.

1.  Цели работы:

-  Овладение практическими навыками измерения активного сопротивления с помощью средств измерений разных типов и принципов действия.

-  Овладение методами расчета характеристик погрешностей результатов измерений активного сопротивления.

2.  Используемые приборы и оборудование:

-  Объект измерения - сопротивления, воспроизводимые с помощью шестидекадного магазина сопротивлений, например, МСР 60М,

-  мост постоянного тока типа Р 329,

-  аналоговые универсальные вольтметры типов ВК7-9, В7-15 или В7-26,

-  вольтметр универсальный цифровой В7-21А,

-  вольтметр магнитоэлектрический,

-  амперметр магнитоэлектрический.      

3.  Программа работы:

3.1.Измерение сопротивлений классическим методом амперметра и вольтметра, расчет характеристик методической и инструментальной погрешности результатов измерений, экспериментальное определение погрешности.

3.2.Измерение сопротивлений с помощью цифрового омметра при двухпроводном включении, определение характеристик методической и инструментальной погрешностей результатов измерений.

3.3. Измерение сопротивлений с помощью цифрового омметра при четырехпроводном включении, определение характеристик инструментальной погрешности результатов измерений, сравнение с результатами, полученными в п.3.2.

3.4.Измерение сопротивлений с помощью одинарного моста в режиме уравновешивания,  определение характеристик инструментальной погрешности  измерений и сопоставление ее с фактической погрешностью.

4.  Ход работы:  

4.1.  Классический метод

             Заданные сопротивления (R_x, Ом): 0,8; 8,0; 80,0; 800,0; 8000,0.

Rxi , Ом		0,8	8,0	80,0	800,0	8000,0
I0, А		0,1	0,1	0,1	0,02	0,006
Ra, Ом		0,32	0,32	0,32	1,4	2,1
Rв, Ом		150	1500	15000	30000	75000
Вариант Рис.4а	Uв,В	0,111	0,81	7,8	15,6	47
	Řxi,Ом	1,11	8,10	78	780	7833,3
γмет, %	28,82883	3,950617	0,410256	0,179487	0,026809
γин, %	1,02027	0,787037	0,753846	3,751923	12,50064
γRв/ γRн, %	29,84/27,8	4,74/3,16	1,16/-0,34	3,9/-3,57	12,5/-12,47
γэкс, %	38,75	1,25	2,5	2,5	2,08375
Вариант Рис.4б	Uв,В	0,081	0,78	7,8	15,6	42,5
	Řxi,Ом	0,81	7,80	78	780	7083,3
	γмет, %	-0,54	-0,052	-0,52	-2,6	-9,4
	γин, %	1,12037	0,788462	0,753846	3,751923	12,50071
	γRв/ γRн, %	0,58/-1,66	0,74/-0,84	0,23/-1,27	1,15/-6,35	3,1/-21,9
	γэкс, %	1,25	2,5	2,5	2,5	11,4588

Пример расчета:

4.2.  Цифровой омметр (2-х проводное подключение)

Rxi, Ом	0	0,8	8,0	80,0	800,0	8000,0
Řxi, Ом	0,014	0,94	8,12	79,93	798,3	7982
γин= γ0м, %	-	2,58	0,33	0,105	0,065	0,105
γмет, %	-	1,75	0,175	0,0175	0,00175	0,000175
γ2Rв/ γ2Rн,%	-	4,33/0,83	0,505/0,155	0,123/0,088	0,067/0,063	0,105/0,1048
γэкс, %	-	17,5	1,5	0,0875	0,2125	0,225

 

γ_2Rв/ γ_2Rн=( γ_мет- γ_ин)/ ( γ_мет+ γ_ин),%

на пределе 1кОм:

на других пределах:

Пример расчета:

γ_мет=0,014/0,0,8*100%=1,75

γ_ин=0,06+0,02*(1000/800-1)=0,065

γ_экс=((79,93-80)/80)*100%=0,0875

4.3.  Цифровой омметр (4-х проводное подключение)

Rxi , Ом	0	0,8	8,0	80,0	800,0	8000,0
Řxi, Ом	0,01	0,8	7,98	79,73	797,5	7978
γин= γ0м, %	-	2,58	0,33	0,105	0,065	0,105
γэкс, %	-	0	0,25	0,3375	0,3125	0,275

Пример расчета:

γ_экс=[(7,98- 8,0)/ 8,0]*100%=0,25

γ_ин=0,06+0,02*(1000/800-1)=0,059933

4.4.  Одинарный мост

Rxi , Ом	80,0	800,0	8000,0
Řxi, Ом	79,876	798,76	7986,66
γин= γ0м, %	0,105	0,065	0,105
γэкс, %	0,155	0,155	0,166

Пример расчета:

γ_экс=[(79,876- 80,0)/ 80,0]*100%=0,155

γ_ин=0,06+0,02*(1000/800-1)=0,65

Вывод: Значения сопротивлений, заданных в условии выполнения работы, были измерены 3-мя методами: классическим, при помощи цифрового омметра и с помощью двойного моста в режиме уравновешивания. Из представленных в отчете данных можно сделать вывод, что наиболее точным методом измерения является метод двойного моста, поскольку погрешности измерений (γ_экс, γ_ин) не превышают в своих значениях порядка .

 В первом опыте были представлены 2 различные схемы (часть III, рис. 4а, 4б). Из них наиболее точные данные были получены при измерении по схеме 4б, о чем говорит сравнение пределов общей относительной погрешности  :

4а-

29,84/27,8

4,74/3,16

1,16/-0,34

3,9/-3,57

12,5/-12,47

4б-

0,58/-1,66

0,74/-0,84

0,23/-1,27

1,15/-6,35

3,1/-21,9

При измерении цифровым омметром более точное значение можно получить используя 4-х проводное включение на пределе до 100 Ом, на пределе выше 100 Ом 2-х проводное включение дает более приближенный к истинному значению результат, об этом говорит сравнение экспериментальной погрешности.