 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Метод амперметра и вольтметра
Метод амперметра и вольтметра используется для измерения сопротивления постоянному току с невысокой точностью. Суть метода состоит в одновременном измерении тока I в цепи измеряемого сопротивления RX и напряжения U на его зажимах с последующим вычислением значения RX по закону Ома.
Достоинством метода является его простота, недостатком - сравнительно невысокая точность результата измерения, которая ограничена точностью применяемых измерительных приборов и потребляемой ими мощностью. Последняя приводит к методической погрешности, обусловленной конечным значением собственных сопротивлений амперметра RA и вольтметра RV. Схемы включения приборов показаны на рис. 1 и 2. Выразим методическую погрешность через параметры схемы.
В схеме рис. 1 вольтметр P2 измеряет значение напряжения U1 на RX, а амперметр P1 измеряет ток I1, равный сумме токов IV и IX. Следовательно, результат измерения RXP, вычисленный по показаниям приборов, будет отличаться от RX.
Относительная погрешность измерения в процентах в данном случае определяется выражением
В этом случае справедливо приближенное равенство, так как при правильной организации эксперимента предполагается выполнение условия
RX << RV
В схеме рис. 2 амперметр P1 измеряет значение тока IA, а вольтметр P2 измеряет напряжение UV, равное сумме падений напряжений на RX (UX) и амперметре (UA). Учитывая это, можно по показаниям приборов вычислить результат измерений.
Относительная погрешность измерения в процентах в этом случае определяется как
Из сравнения выражений (2) и (4) следует: в схеме рис. 1 на методическую погрешность результата измерений оказывает влияние только сопротивление вольтметра. Для снижения этой погрешности необходимо обеспечить условие RX << RV. В схеме рис. 2 на методическую погрешность результата оказывает влияние сопротивления амперметра. Снижение этой погрешности достигается выполнением условия RX >> RA.
Таким образом, можно рекомендовать правило: измерение малых сопротивлений следует проводить по схеме рис. 1; при измерении больших сопротивлений предпочтительнее схема рис. 2.
Методическую погрешность результата измерения можно исключить путем введения соответствующих поправок, для чего необходимо знать RA и RV. Если они известны, то из результата измерений в схеме рис. 2 следует вычесть значение RA:
RX = RXP – RA.
В схеме рис. 1 результат измерений:
откуда
3. Порядок проведения работы
3.1. Измерение сопротивлений методом амперметра и вольтметра
3.1.1. По схемам рис. 1 и 2 измерить сопротивление резисторов 1 и 2 и катушки индуктивности. При сборке схем использовать блок питания с напряжением от 5 до 20 В, лабораторные миллиамперметры и вольтметры постоянного тока класса 0,5 или 0,2, реостат сопротивлением до 1 кОм.
3.1.2. Вычислить сопротивления RXP, RX, методическую погрешность δ.
3.1.3. Измерить те же значения сопротивления цифровым омметром типа В7-22. Определить погрешность измерения сопротивления
где RX0 - значение сопротивления, полученное при измерении цифровым омметром. Результаты измерения записать в табл. 1.
| Таблица 1 | ||||||||||
| Вариант схемы | Номер резистора | Показания мил-лиампер-метра, мА | RA, Ом | Показания вольтметра, В | RV, Ом | RXP, Ом | δ, % | RX, Ом | RX0, Ом | γ, % |
| Рис. 1 | ||||||||||
| Рис. 2 | ||||||||||
Контрольные вопросы
1. В чем суть метода амперметра - вольтметра?
2. К какому виду измерений относятся метод амперметра - вольтметра?
3. Перечислите достоинства и недостатки метода амперметра - вольтметра?
4. Приведите схему электрических соединений, используемую при измерении сопротивлений RX << RV, и поясните ее работу.
5. Приведите схему электрических соединений, используемую при измерении сопротивлений RX >> RA, и поясните ее работу.
6. Поясните причины возникновения методической погрешности при измерении сопротивлений методом амперметра - вольтметра?
7. Сформулируйте правило, позволяющее правильно выбирать схему измерений для малых и больших сопротивлений.
8. При каком условии и как можно исключить методическую погрешность измерения сопротивления методом амперметра - вольтметра?
9. Как можно построить омметр непосредственной оценки?
Библиографический список к работе
1. Электрические измерения электрических и неэлектрических величин / Под ред. Е. С. Полищука. - Киев: Вища школа, 1984. 359с.
2. Электрические измерения: Учебник для вузов / Л. И. Байда, П. С. Добротворский, Е. М. Душин и др.; Под ред. А. В. Фремке, Е. М. Душина. - Л.: Энергия, 1980. 392 с.
Лабораторная работа № 2
Поиск по сайту: