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

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы


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

№ п/п

Наименование средства измерений

Тип средства измерений

Измеряемая величина

Предел измерений (конечное значение)

Предел допускаемой основной погрешности

1

Стрелочный амперметр

Ток

0÷0,075 А

0,5

2

Стрелочный вольтметр

Напряжение

0÷75 В

0,2

3

Вольтметр

В7-21А

Сопротивление

0÷10 кОм

0,01 Ом

4

Мост постоянного тока

Р329

Сопротивление

0÷10 кОм

0,1 Ом

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.

Rxi, Ом

0.4

4

40

400

4000

I0, А

0.046

0.045

0.04

0.0175

0.0035

RА, Ом

0.56

0.56

0.56

0.56

2.13

RB, Ом

75

300

3000

15000

30000

Вариант А

Uв, B

0.046

0.206

1.6

7.3

14

Řxi, Oм

0.96

4.56

40.56

400.56

4002.13

γмет, %

58.333

12.281

1.381

0.140

0.053

γин, %

1.141304348

1.06148867

1.3125

1.88454012

1.92857143

γ %

59.48/57.19

13.34/11.22

2.69/0.07

2.024/-1.75

1.98/-1.88

γэкс, %

140

14

1.4

0.14

0.05325

Вариант В

Uв, B

0.075

0.18

1.58

7.3

14

Řxi, Oм

0.397877984

3.94736842

39.4736842

389.61039

3529.41176

γмет, %

-0.53050398

-1.31578947

-1.31578947

-2.5974026

-11.7647059

γин, %

0.826086957

1.16666667

1.32436709

1.88454012

1.92857143

γ %

0.30/-1.36

-0.15/-2.48

0.008/-2.640

-0.71/-4.48

-9.84/-13.69

γэкс, %

-0.53050398

-1.31578947

-1.31578947

-2.5974026

-11.7647059

Примеры расчетов.

Вариант А.                                                                Вариант Б.

                   

               

             

Вывод.

Значения погрешностей γэкс 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 γэкс  на1–2 порядка выше инструментальной γин. 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 γэкс сопоставима с инструментальной γин. 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.

Rx, Ом

0.4

4

40

400

4000

Řxi, Ом

0.52

4.12

40.09

400.1

4000

γин = γОм %

0.0267

0.0667

0.0605

0.0601

0.0600

γмет, %

13.462

1.699

0.175

0.017

0.002

γ 2Rв2Rн %

13.48/13.43

1.77/1.63

0.24/0.11

0.08/-0.04

0.06/-0.06

γэкс, %

30

3

0.225

0.025

0

Примеры расчетов.

               

Вывод.

Из рассчитанных нами значений экспериментальной погрешности γэкс 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 γэкс начинает попадать в допустимый диапазон погрешностей. Таким образом, чем больше значение измеряемого сопротивления, тем меньше погрешность γэкс. Объяснить это можно наличием погрешности, равной сопротивлению соединительных проводов и присоединительных контактов, которая повлияла на экспериментально снятые значения сопротивлений, в дальнейшем использованные для вычисления γэкс. 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.

Rx, Ом

0.4

4

40

400

4000

Řxi, Ом

0.39

3.99

39.95

399.1

3999

γин = γОм %

0.0267

0.0667

0.0605

0.0601

0.0600

γэкс, %

-2.5

-0.25

-0.125

-0.225

-0.025

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.

Rx, Ом

0.4

4

40

400

4000

Řxi, Ом

0.422

4.014

39.86

398.7

3997

γин = γОм %

0.027

0.027

0.027

0.027

0.027

γэкс, %

5.5

0.35

-0.35

-0.325

-0.075

Примеры расчетов.

Вывод.

В данном пункте измерения проводились двойным мостом, предназначенным для снятия характеристик малых сопротивлений. Сравнивая γэкс и γин 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 Řxi. 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

Похожие материалы

Информация о работе