Измерение сопротивлений на постоянном токе. Сопротивления, воспроизводимые шестидекадного магазина сопротивления

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Автоматики и Вычислительной техники

                         

Отчет

 по лабораторной работе №2

 «Измерение сопротивлений на постоянном токе»

                                                                              Работу выполнили студенты группы 2081/4:

                                                                                                                                    

 

                                                 Работу приняла

 

Санкт-Петербург

2009

1. Цель работы.

• Овладение практическими навыками измерения активного сопротивления с помощью средств измерения различных типов и принципов действия.
• Овладение методами расчета характеристик погрешностей результатов измерений.

2. Объекты исследования.

• Сопротивления, воспроизводимые шестидекадного магазина сопротивления.

3. Использованные средства измерений.

Таблица 3.1. Перечень использованных средств измерений

4. Программа работы.

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

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

4.3. Измерение сопротивлений с помощью цифрового омметра при четырехпроводном включении, определение характеристик методической и инструментальной погрешности результатов измерений, сравнение с результатами, полученными в п. 4.2.

4.4. Измерение сопротивлений с помощью двойного моста в режиме уравновешивания, определение характеристик инструментальной погрешности измерений и сопоставление ее с фактической погрешностью, измерение сопротивления входных информационных кабелей цифрового омметра, используемого в п. 4.2.

5. Выполнение работы.

5.1. Пункт 4.1. программы работы.

Таблица 5.1. Экспериментальные значения и их погрешности.

Примеры расчетов.

Вариант А.                                                                Вариант Б.

Вывод.

Значения погрешностей γ_экс для обоих вариантов схем не выходит за пределы диапазона общей относительной погрешности измерений. Однако, можно видеть, что, для схемы варианта А, при малых значениях измеряемого сопротивления, экспериментальная погрешность γ_экс  на1–2 порядка выше инструментальной γ_ин. Но при увеличении значения измеряемого сопротивления экспериментальная погрешность уменьшается и становится сопоставима с инструментальной. Для схемы варианта Б наблюдается обратная картина, т. е. при малых значениях измеряемого сопротивления экспериментальная погрешность γ_экс сопоставима с инструментальной γ_ин. При увеличении измеряемого сопротивления экспериментальная погрешность растет. Такие погрешности вызваны тем, что амперметр и вольтметр потребляют энергию от объекта, т. е. сопротивление амперметра не равно нулю, а сопротивление вольтметра отличается от бесконечности.

5.2. Пункт 4.2. программы работы.

Таблица 5.2. Экспериментальные значения и их погрешности.

Примеры расчетов.

Вывод.

Из рассчитанных нами значений экспериментальной погрешности γ_экс и границ общей относительной погрешности для каждого измеренного значения сопротивления можно видеть, что, при малых сопротивления экспериментальная погрешность не попадает в допустимые границы. Но при увеличении измеряемого сопротивления эта погрешность уменьшается и начиная с некоторого значения сопротивления γ_экс начинает попадать в допустимый диапазон погрешностей. Таким образом, чем больше значение измеряемого сопротивления, тем меньше погрешность γ_экс. Объяснить это можно наличием погрешности, равной сопротивлению соединительных проводов и присоединительных контактов, которая повлияла на экспериментально снятые значения сопротивлений, в дальнейшем использованные для вычисления γ_экс. Следовательно, двухпроводная схема подключения резистора особенно не эффективна для измерения малых сопротивлений.

5.3. Пункт 4.3. программы работы.

Таблица 5.3. Экспериментальные значения и их погрешности.

Примеры расчетов.

Вывод.

При четырехпроводной схеме подключения резистора устраняется погрешность, обусловленная наличием сопротивления у соединительных проводов, так как в этой схеме напряжение снимается непосредственно с резистора, а провода, идущее от него на вход АЦП не оказывают заметного влияния на результат из-за высокого входного сопротивления АЦП.

5.4. Пункт 4.4. программы работы.

Таблица 5.4. Экспериментальные значения и их погрешности.

Примеры расчетов.

Вывод.

В данном пункте измерения проводились двойным мостом, предназначенным для снятия характеристик малых сопротивлений. Сравнивая γ_экс и γ_ин мы видим,  что на сопротивлениях меньше 1 Ом’а экспериментальная погрешность превышает инструментальную, это обусловлено наличием соединительных проводов в цепи, погрешность которых мы не учитывали, погрешность контактов, а так же приближенность формулы для вычисления Ř_xi. Все эти факторы, при малых сопротивлениях создают помеху, соизмеримую с измеряемой величиной, в следствии это мы и видим такую погрешность. При повышении значения измеряемого сопротивления, наведение помех