Главная стр 1
скачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТОЭ


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ПО КУРСУ МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

ПЛАН ОФОРМЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ




  1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

  2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

  3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

  4. ВЫВОДЫ

  5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  6. ОТВЕТЫ

ОТЧЕТ О ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ КАЖДЫЙ СТУДЕНТ ОФОРМЛЯЕТ ИНДИВИДУАЛЬНО. ОТЧЕТ ДОЛЖЕН СОДЕРЖАТЬ:

-СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ СТЕНДОВ;

-РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНЫХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАХ ДАННЫХ.




Указания по технике безопасности
Перед выполнением лабораторных работ со студентами проводится инструктаж по технике безопасности, о чем каждый студент расписывается в специальном журнале.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ПОСОБИЕ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ ПО КУРСУ «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ». ПОД РЕД. К.Н. ЦЕПЛЯЕВА. 1970.,С.79


  1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является ознакомление студентов с наиболее распространенными методами и приборами для измерения сопротивлений постоянного тока в диапазоне 10-8 до 1014 Ом.


  1. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА.


НА СТЕНДЕ РАСПОЛОЖЕНЫ:

- измерительные приборы: мегомметр М1101, омметр Ц4317, тераомметр Е6-3, одинарно-двойной мост Р-329, гальванометр;

- набор из 11 измеряемых сопротивлений Rx (переключение производится с помощью многопозиционного переключателя на стенде), шунт;

- органы управления: тумблер «Сеть», лампочка «Сеть»; переключатель сопротивлений на 11 положений, зажимы сопротивлений; зажимы питания одинарного моста (от встроенного источника напряжением 3В), зажимы питания двойного моста (от встроенного источника напряжением 12В), переключатель полярности напряжения двойного моста, амперметр, реостат.



ПРИБОР Ц4317 является универсальным прибором для измерения постоянных и переменных напряжения и тока, а также сопротивления на постоянном токе.

У ГАЛЬВАНОМЕТРА световой указатель. Яркость светового указателя невелика, используйте затенение.



ОДИНАРНО-ДВОЙНОЙ МОСТ Р-329 позволяет проводить измерения средних по величине сопротивлений по схеме двойного моста. При измерении по схемам одинарного и двойного моста требуется добиться нулевых показаний нуль-индикатора путем уравновешивания моста с помощью магазина сопротивлений R1 при правильно выбранных сопротивлениях R2 и R3. В качестве нуль-индикатора в данной работе используется высокочувствительный магнитоэлектрический гальванометр.

В схеме одинарного моста используется пятидекадный рычажный магазин сопротивлений R1. Образцовые сопротивления R2 и R3 выполнены в виде штепсельных магазинов и состоят каждое из сопротивлений 10. 100, 1000, 10000 Ом.

Значения сопротивлений указаны на лицевой поверхности одинарно-двойного моста Р-329 в Ом.

В схеме двойного моста дополнительно используется встроенный в мост Р-329 блок из двух образцовых сопротивлений класса 0,01: RN= 0.001Ом и RN= 1Ом. Максимально допустимый ток через образцовые сопротивления равен соответственно 32А и 0.5 А. Включение встроенного образцового сопротивления осуществляется двумя штепсельными разъемами. Блок образцовых сопротивлений имеет четыре зажима: два токовых «I1» и «I2» и два потенциальных «U1» и «U2». Потенциальные зажимы при работе по схеме двойного моста соединяются с помощью специальных накладок с зажимами «+RN» и «-RN» (рис. 1)

Гальванометр включается в схему моста либо через защитное сопротивление 51 кОм нажатием кнопки «Грубо», либо непосредственно кнопкой «Точно». Для создания режима движения подвижной части магнитоэлектрического гальванометра, близкого к критическому, входные зажимы гальванометра на все время работы необходимо шунтировать сопротивлением 10 кОм. Для этого необходимо кнопку «Успокоение 10 кОм» нажать и зафиксировать поворотом на 90°.

При необходимости режим движения подвижной части гальванометра можно сделать резко переуспокоенным. Для этого необходимо нажать кнопку «Успокоение 51 Ом». Использование успокоения снижает чувствительность моста.

Для получения максимально возможной точности измерения необходимо, чтобы при равновесии моста R1 выражалось пятизначным числом, и было в пределах от 100 до 1110 Ом. Для этого нужно:

для одинарного моста выбрать правильное соотношение R2:R3 (при этом величины сопротивлений R2 и R3 должны быть такими, чтобы через измеряемое сопротивление протекал ток. не превышающий допустимое значение);

для двойного моста выбрать правильное значение величины образцового сопротивления RN и сопротивлений R2=R3 (при этом ток не должен превышать допустимое значение как для RN так и для RX, допустимые значения токов указаны на этих сопротивлениях).

Если порядок величины RX неизвестен, то предварительно следует произвести грубое измерение, при произвольно выбранных значениях RN и R2=R3. Если при некоторых установленных значениях этих сопротивлений окажется, что при равновесии моста сопротивление R1 получилось с недостаточным числом знаков, то следует увеличить R2=R3 или уменьшить RN. При этом возможна ситуация, когда мост не уравновесится вовсе.



Рис. 1.

Одинарно – двойной мост Р-329. Обозначение зажимов:

«Г» - зажимы для подключения гальванометра. «Б» - батареи (только по схеме одинарного моста), RN – образцового сопротивления (только по схеме двойного моста), х0 – измеряемого сопротивления по схеме одинарного моста, хД – измеряемого сопротивления по схеме двойного моста.

3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1.ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПРИБОРАМИ.

Запишите данные (класс точности и пределы измерения), указанные на лицевых панелях всех приборов и устройств. Данные моста указаны на крышке панели.

Табл. 1.



Наименование

тип

Класс точности

Предел измерений

1.

Мегомметр










2.

Омметр










3.

Одинарно-двойной мост










4.

Гальванометр










5.

Амперметр









3.2 ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВСЕХ 11 РЕЗИСТОРОВ (RX1…RX11).

Занесите в таблицу результаты для каждого предела. Используйте верхние зажимы набора резисторов. (Таблицу лучше заполнять сверху вниз так быстрее). Зависимость между порядковым номером резистора на стенде и значением его сопротивления отсутствует.

Табл.2.




Мегомметр

Омметр

«кОм»

«МОм»

«200Ом»

«3кОм»

«30кОм»

«300кОм»

«3МОм»

1.






















2.






















3.













































11.





















При измерении мегомметром соедините зажимы прибора и зажимы «RX» проводами. Непрерывно вращая ручку мегомметра по направлению стрелки со скоростью 90-120 об/мин (1,5 - 2 об/с), снимите показания по шкале «кΩ» или «МΩ» в зависимости от положения переключателя «кΩ»/«МΩ». (Выполняйте аккуратно!)

Если стрелка прибора находится в положении «0 Ом» или «∞ Ом», то в таблицу можно занести значения «0» или «∞», хотя правильнее будет записать, например: «<50 Ом» или «>300кОм». где 200 Ом и ЗОО кОм - соответственно наименьшая и наибольшая отметки шкалы прибора. Для каждого прибора эти отметки будут отличаться. Кроме того, их абсолютные значения зависят от положения переключателя пределов.

Сравните полученные значения между собой. Обведите кружком те результаты измерения омметром, которые получены с наибольшей точностью.

СДЕЛАЙТЕ ВЫВОД.

! Перед измерением омметр Ц4317 следует калибровать для каждого диапазона ! .

Измерение сопротивлений до 200 Ом.

Установите переключатель рода работ в положение «RX», переключатель пределов измерения в положение «Ω». Проводом с наконечником замкните зажимы прибора. Ручкой установки нуля омметра установите стрелку на отметку «∞» шкалы «Ω». Если этого сделать не удается, смените источник питания. Подсоедините измеряемое сопротивление к зажиму «*» и гнезду «+Ω». Отсчет по шкале «Ω» при закороченных зажимах.



Измерение сопротивлений до ЗОО кОм.

Установите переключатель рода работ в положение «RX», переключатель пределов измерения в положение «кΩ». Подключите провода к зажимам прибора и замкните. Ручкой установки нуля омметра установите стрелку на отметку «0» шкалы «кΩ, МΩ». Провода разомкните и подсоедините к измеряемому сопротивлению Отсчет по шкале «кΩ, МΩ»



Измерение сопротивлений до 3 МОм.

Установите переключатель рода работ в положение «RX», переключатель пределов измерения в положение «МΩ». Дополнительным источником служит батарея напряжением 12 - 15 В (на стенде это питание двойного моста). Подключите батарею к зажиму «*» отрицательным полюсом, а к другому зажиму – положительным. Включите питание стенда. Ручкой установки нуля омметра установите стрелку на отметку «О» шкалы «кΩ, МΩ». Провода разомкните и подсоедините к измеряемому сопротивлению. Отсчет по шкале «кΩ, МΩ».



Рис. 2.


Режим // Предел

До 200 Ом

До 3, 30, 300 кОм

До 3 МОм

Положение переключателя предела

«Ω»

кΩ: «х1», «х10», «х100»

«МΩ»

Калибровка







Измерение






Переключатель пределов у омметра указывает, в отличие от вольтметров, не верхний предел, а множитель. Поэтому значения непосредственно отсчитываются:

по шкале «Ω»на пределе «Ω»в Ом;

по шкале «кΩ, МΩ» на пределах «кΩ» («х1», «х10».«х100») в кОм. Показания нужно умножать на 1, 10. 100 соответственно:

по шкале «кΩ, МΩ» на пределе «МΩ» в МОм.
3.3. ИЗМЕРЬТЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ РЕЗИСТОРА RX4

C ПОМОЩЬЮ ОДИНАРНОГО МОСТА.




  1. Убедитесь в том. что стенд отключен.

  2. Соберите схему для измерения сопротивления RX4 в соответствии с рис 3. Для питания одинарного моста используйте зажимы источника ЗВ «Питание одинарного моста».

3. Проверьте правильность все соединений а также правильность подключения накладок моста.

4. Установите переключатель чувствительности гальванометра в положение наименьшей чувствительности «х100».

5. Установите сопротивления младших разрядов магазина R1 равными 0, старшего разряда- 1 (т.е. установите R1 = 100,0 Ом)

6. Проведите измерение в следующем порядке

Включите питание стенда.

6.1. Определите соотношение сопротивлений R2:R3 при котором мост может быть уравновешен с наибольшей точностью. При подборе отношения R2:R3 гальванометр включать кратковременно, путем легкого удара по кнопке «Грубо»



Рис. 3.
Указатель гальванометра не должен выходить за пределы шкалы.

Считая, что измеряемое сопротивление заранее неизвестно, последовательно изменяя отношение сопротивлений R2:R3 от 10:10000 до 10000:10 найдите такое отношение R2:R3, при котором при значении R1 = 100 Ом указатель гальванометра будет отклоняться в одну сторону, а при значении R1-1000 Ом - в другую. При этом искомое сопротивление R1 будет находиться в пределах 100 - 1000 Ом, и будут задействованы все пять разрядов магазина.

6.2. Произведите предварительное уравновешивание моста при включении гальванометра с помощью кнопки «Грубо», изменяя сопротивление магазина R1 от 100 до 1000 Ом, получите нулевые показания нуль-индикатора. Сопротивление следует подбирать, переходя от старшего разряда к младшему по мере того как возможности уравновешивания старшего разряда уже исчерпаны.

Для более быстрого затухания колебаний используйте кнопки успокоения. По мере того как отклонения указателя гальванометра становятся все меньше, увеличивайте чувствительность гальванометра (х10, х1) и используйте кнопку «Точно». Для достижения наибольшей чувствительности моста отключите успокоение.

6.3. Выключите питание стенда.

6.4 Подсчитайте величину измеряемого сопротивления по формуле



Табл.3.



R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

Rx, Ом












3.4. ИЗМЕРЬТЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ШУНТА С ПОМОЩЬЮ ДВОЙНОГО МОСТА


Рис.4.
Для уменьшения влияния переходного сопротивления шунты делают четырехзажимными. Конструкция и условное обозначение четырехзажимного шунта показаны на рис.4. Токовых зажима у шунта на стенде три: для одного предела используются зажимы 1 и 2.
Рис. 5.
1. Убедитесь в том, что стенд отключен.

2 Соберите схему для измерения сопротивления шунта в соответствии с рис.5. Для питания одинарного моста используйте зажимы источника 12В «Питание двойного мо ста»



  1. Установите движок реостата в среднее положение. Обратите внимание на правильность подключения зажимов реостата: не должно быть короткого замыкания. Проверьте правильность всех соединений, а также правильность подключения накладок моста.

  2. Установите переключатель чувствительности гальванометра в положение наименьшей чувствительности «х100».

5 Установите сопротивление образцового резистора в блоке образцовых резисторов моста Р - 329 равным 0.001 Ом с помощью штепсельных переключателе. Установите R1 = 100 Ом.

В ходе опыта R2 всегда должен быть равен RЗ.

6.Проведите измерение в следующем порядке:

Включите питание стенда. Установите по показаниям амперметра с помощью реостата ток не более 1.5А.

6.1. Определите значение сопротивлений R2 = RЗ при котором мост может быть уравновешен с наибольшей точностью. При подборе значений R2 = RЗ. Гальванометр включать кратковременно, путем легкого удара по кнопке «Грубо». Указатель гальванометра не должен выходить за пределы шкалы.

Считая, что измеряемое сопротивление заранее неизвестно, последовательно изменяя отношение сопротивлений R2 = RЗ от 10000 до 10 Ом найдите такое значение, при котором при значении R1 - 100 Ом, указатель гальванометра будет отклоняться в одну сторону, а при значении R1 = 1000 Ом - в другую. При этом искомое сопротивление R1будет находиться в пределах 100 - 1000 Ом. и будут задействованы все пять разрядов магазина.

6.2. Произведите предварительное уравновешивание моста при включении гальванометра с помощью кнопки «Грубо».

6.3- Произведите окончательное уравновешивание моста при нажатии кнопки «Точно».

Для более быстрого затухания колебаний используйте кнопки успокоения.

По мере того как отклонения указателя гальванометра становятся все меньше, увеличивайте чувствительность гальванометра (х10, х1). Для достижения наибольшей чувствительности моста отключите успокоение.



Выключите питание стенда.

6.4. Подсчитайте величину измеряемого сопротивления по формуле





СДЕЛАЙТЕ ВЫВОД
4. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К СОБЕСЕДОВАНИЮ И КОНТРОЛЮ.
1. Назовите методы измерений сопротивлений на постоянном токе и дайте их краткую характеристику. Какие приборы самые точные?

2. Какие приборы применяют для измерения больших и малых сопротивлений?

3. Устройство и краткая характеристика однорамочных омметров.

4. Устройство и краткая характеристика мегомметров.

5. Устройство и принцип действия одинарных и двойных мостов постоянного тока.

6. Условие равновесия одинарного моста, почему не используют для малых сопротивлений?

7. Условие равновесия двойного моста. Для чего переключатель полярности?

8. Чувствительность мостов. Как повысить чувствительность мостов?

9. Почему не требуется проводить калибровку мегомметра перед измерением?

10. Для чего используется гальванометр?

11. Как исключить влияние термо-ЭДС на результат измерения сопротивления при измерении двойным мостом?

12. Обоснуйте применение четырехзажимной схемы включения измеряемого сопротивления.

13. Каким прибором можно измерить сопротивление между разомкнутыми контактами реле?

14. Для чего служит калибровка?








скачать


Смотрите также:
Лабораторная работа №2 по курсу метрология и измерения измерение сопротивлений план оформления лабораторной работы
142.9kb.
Отчет по лабораторной работе №1 по курсу "Метрология и электрические измерения"
90.05kb.
Лабораторная работа №3 Измерение основных характеристик приёмников оптического излучения
171.83kb.
Лабораторная работа №3 по курсу Электрические измерения (Продолжительность лабораторного занятия 4 часа) Казань, 2007
117.1kb.
Лабораторная работа №12 измерение удельного электрического сопротивления металлических проводников
130.05kb.
Методические указания по выполнению лабораторной работы для студентов очной и заочной формы обучения по дисциплине Метрология, стандартизация и сертификация
189.53kb.
Метрология в ее современном понимании наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Краткая история развития метрологии
568.64kb.
Контрольная работа По предмету: Метрология, стандартизация и сертификация. Вариант №4. Задача №1
83.84kb.
Лабораторная работа №1 : «Измерение физических величин»
172.33kb.
Лабораторная работа №1: Исследование зависимости скорости равноускоренного движения от времени. Лабораторная работа №2
24.03kb.
Лекция № Метрология
685.84kb.
Лабораторная работа Работа с ресурсами в сети
57.69kb.