Измерение сопротивлений средней величины

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра “Теоретические основы электротехники”

Лаборатория электрических измерений

Лабораторная работа № 66

“Измерение сопротивлений средней величины”

Выполнил:

студент группы ЭТ-401

Кожевников Д. М.

Санкт-Петербург

2006

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.. 3

2. ПРОГРАММА РАБОТЫ.. 3

3. ПЕРЕЧЕНЬ ПРИМЕНЯВШИХСЯ ПРИБОРОВ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ. 3

4. ГРАДУИРОВКА МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОММЕТРА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ СХЕМОЙ. 3

5. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ ОТГРАДУИРОВАННЫМ В П. 1 ПРИБОРОМ И ЗАВОДСКИМ ОММЕТРОМ. 5

6. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ МЕТОДОМ ДВУХ ПРИБОРОВ. 6

8. ВЫВОДЫ.. 9

9. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 9

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомление с некоторыми методами измерений сопротивлений средней величины на постоянном и переменном токе.

2. ПРОГРАММА РАБОТЫ

1.  Градуировка магнитоэлектрического омметра с последовательной схемой.

2.  Измерение сопротивлений отградуированным в п. 1 прибором и заводским омметром.

3.  Измерение сопротивлений на постоянном токе методом двух приборов.

4.  Измерение сопротивлений на переменном токе методом трех приборов.

3. ПЕРЕЧЕНЬ ПРИМЕНЯВШИХСЯ ПРИБОРОВ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Таблица 1

Характеристика измерительных приборов

Наименование и тип прибора	Система прибора	Класс точности	Заводской номер	Предел измерений	Цена деления	Внутреннее сопротивление
Миллиамперметр	МЭ	0,5	2934	75 мА	0,1 мА	2 Ом
Амперметр	ЭМ	0,5	43080	0,5 А	0,005 А	4 Ом
Вольтметр	ЭМ	0,5	146257	150 В	1 В	20 кОм
Вольтметр (В7-22А)	Цифр.	-	7362	0,2 Ом; 2 Ом	-	-
Вольтметр	МЭ	1	276036	3 В	0,04 В	1 кОм
Амперметр	ЭД	0,2	187715	5 А	0,05 А	0,3 Ом
Фазометр	ФД	1,5	20100	90°	2°	2,5 кОм (парал.); 0,18 Ом (посл.)

* ток параллельной цепи 40 мА, падение напряжения на последовательной цепи 0,9 В.

4. ГРАДУИРОВКА МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОММЕТРА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ СХЕМОЙ

Последовательная схема подключения вольтметра для градуировки

Рис. 1

Шкала омметра

 

Рис. 2

Таблица 2

Градуировка МЭ вольтметра

, В	, Ом	, дел.	, дел.
3	0	75	75
3	80	70	69,4
3	160	65	64,6
3	270	60	59,1
3	380	55	54,3
3	530	50	49
3	690	45	44,4
3	890	40	39,7
3	1190	35	34,2
3	1590	30	28,3
3	1990	25	25
3	2890	20	19,3
3	3990	15	15
3	6600	10	9,9
3	13700	5	5,1
3	∞	0	0

Пример расчета:

Угол отклонения стрелки ИМ:

 (дел.),

где  - сопротивление измерительного механизма;

       - измеряемое сопротивление;

       - чувствительность ИМ к току:

,

       - число делений шкалы ИМ;

       - номинальный ток и напряжение ИМ.

По результатам опыта на рис. 3 построен график .

Рис. 3

5. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ ОТГРАДУИРОВАННЫМ В П. 1 ПРИБОРОМ И ЗАВОДСКИМ ОММЕТРОМ

Измерения производятся по схеме (рис. 1) параллельного подключения отградуированного омметра. Вместо сопротивления , включаем измеряемое сопротивление . Результаты измерений занесены в таблицу 3.

Таблица 3

Результаты измерения сопротивления

Пример расчета для большого сопротивления:

Предел основной относительной погрешности цифрового омметра:

 (%),

где  - значение выбранного предела измерения;

       - показания прибора.

Относительная погрешность для отградуированного омметра:

 (%),

где  - результат измерения цифровым омметром;

       - результат измерения отградуированным омметром.

Предел общей относительной погрешности:

 (%).                                             

6. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ МЕТОДОМ ДВУХ ПРИБОРОВ

Измерения производятся по двум схемам рис. 4, а и рис. 4, б. Результаты измерений занесены в таблицу 4.

Схемы измерения сопротивлений методом двух приборов

a)

б)

Рис. 4

Таблица 4

Результаты измерений сопротивления

Измеря- емое сопроти- вление	Схема	Измеряют		Вычисляют							, Ом
		, А	, В	, Ом	, Ом	, %	, %	, %	, %	, Ом
Малое	а	0,225	3,36	14,93	10,93	36,59	0,89	1,11	36,61	4	10,93±4
	б	0,225	6,25	27,78	28,57	2,78	0,48	1,11	3,03	0,87	28,57±0,87
Большое	а	0,002	3	1500	1498	0,13	1	18,75	18,78	281,28	1498±281,28
	б	0,005	3	600	1500	60	1	7,5	60,48	907,13	1500±907,13

Расчетные формулы:

       - сопротивления по показанию приборов;

      схема “а”:  - действительное значение сопротивления;

      схема “б”:  - действительное значение сопротивления,

где  - сопротивление вольтметра;

      схема “а”:  - погрешность метода,

где  - сопротивление амперметра;

      схема “б”:  - погрешность метода;

       - погрешность измерения прибора,

где  – класс точности прибора;

       – номинальное значение шкалы прибора (предел измерения);

       – показание прибора.

Пример расчета для малого сопротивления (схема “а”):

 (Ом);

 (Ом);

 (%);

 (%);

 (%);

 (%);

;

 (Ом).

Окончательный результат измерения:

 Ом.

7. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ МЕТОДОМ ТРЕХ ПРИБОРОВ

Схема измерения сопротивлений методом трех приборов

Рис. 5

Таблица 5

Результаты измерения реактивного сопротивления

Измеряют			Вычисляют
В	А	град.	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом	%	%	%	%	%	%
100	3,8	81	26,32	4,14	25,99	26,24	3,66	25,99	0,75	0,26	1,67	13,13	0	13,26

 = 0,3 Ом;  = 0,12 мГн;  = 0,18 Ом;  = 20000 Ом.

Расчетные формулы:

       - полное комплексное сопротивление;

      ;

      ;

       - погрешность метода измерения активного сопротивления;

       - погрешность метода измерения реактивного сопротивления.

Пример расчета:

 (Ом);

 (Ом);

 (Ом);

 (Ом);

 (Ом);

 (Ом);

 (%);

 (%);

 (%);

 (%);

 (%);

 (Ом).

По данным опыта на рис. 6 построена векторная диаграмма.

8. ВЫВОДЫ

1 пункт:

При градуировке прибора в первом пункте работы был получен омметр с неравномерной шкалой, максимальное отклонение стрелки которого соответствует сопротивлению, равному нулю.

2 пункт:

После выполнения второго пункта работы можно сделать вывод, что отградуированный омметр дает большую погрешность в начале и в конце шкалы. При измерении средних величин сопротивлений, находящихся в середине шкалы, мы получаем наиболее точный результат.

3 пункт:

При измерении сопротивлений методом двух приборов мы убедились, что большие сопротивления следует измерять по схеме “а”, а малые сопротивления по схеме “б”.

9. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методические указания к лабораторной работе №66. Ленинград, 1981 год.