Изучение компенсационного метода измерений - Физика и энергетика лабораторная работа

Главная

Физика и энергетика
Изучение компенсационного метода измерений

Ознакомление с методом компенсации в практике измерений физических величин. Погрешности при введении в электрическую цепь амперметра или вольтметра. Компенсационные методы и их суть. Мост постоянного тока Уитстона.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Ознакомление с методом компенсации в практике измерений физических величин, получение навыков пользования приборами мостового типа.
Оборудование: мост Уитстона, смонтированный на панели; источник постоянного тока, магазин сопротивлений Р33 или резистор известного номинала, набор резисторов, мультиметр, потенциометр постоянного тока ( ПП-63 или аналогичный), термопара.
Измерение электрического сопротивления проводника (резистора) можно произвести с помощью закона Ома (рис 1.): .
Однако введение в электрическую цепь амперметра и вольтметра неизбежно приводит к определенным погрешностям. Введение в цепь амперметра неизбежно уменьшают силу тока в цепи, а, значит и показания вольтметра. Подключение в цепь вольтметра увеличивают силу тока и показания амперметра. Конечно, хорошие измерительные приборы изготовляются так, чтобы сопротивление амперметра было как можно более малым, а сопротивление вольтметра как можно более большим. Тем не менее, метод амперметра - вольтметра невозможно принципиально избавить от указанных недостатков.
Электродвижущая сила равна разности потенциалов на полюсах источника тока при отсутствии разрядного тока. Напряжение U , измеряемое вольтметром при его подключении к источнику тока связано с протеканием тока в получившейся цепи. При этом показания вольтметра неизбежно оказываются меньше истинного значения э.д.с. на величину падения напряжение на самом источнике тока: U= I r (рис. 2).
Боле точные результаты измерений различных электрических величин можно получить только компенсационными методами, суть которых заключаются в том, что измеряемая величина сравнивается с аналогичной величиной, измеренной с высокой точностью. Момент наступления «равновесия» фиксируется с помощью нуль-индикаторов той или иной конструкции. Роль нуль-индикатора заключается не в том, чтобы измерять ток, а в том, чтобы устанавливать его отсутствие. При этом через нуль-индикатор протекает очень маленький ток, что позволяет практически исключить влияние измерительного прибора на процесс измерения. Стрелочные нуль-индикаторы имеют зеркальную шкалу, содержащую всего несколько делений и очень тонкую стрелку. При измерении необходимо смотреть на прибор «прямо сверху», при этом сама стрелка и ее изображение в зеркале должны совпадать.
К приборам компенсационного типа относится мост постоянного тока Уитстона, предназначенный для измерения сопротивления проводников, и потенциометр, предназначенный для измерения э.д.с. источников тока.
Формально погрешность измерения неизвестного сопротивления определяется погрешностью измерения плеч реохорда и погрешностью эталонного сопротивления:
Обычно эта погрешность невелика. Но следует учитывать, что она увеличивается при большом неравенстве плеч реохорда. Например, при l 1 /l 2 = 4 или 0,25 она в 1,5 раза больше, чем при l 1 /l 2 1 . Это означает, что желательно проводить измерения так, чтобы эталонное и измеряемое сопротивления были сравнимы по величине r x r 0 . Большое влияние на погрешность измерений также оказывает точность проведения нулевого отсчета, т.е. фактически чувствительность нуль-индикатора. Что избежать других погрешностей применяют специальные приемы, один из которых будет описан в задании к работе.
Принципиальная схема потенциометра показана на рис. 5. Источник питания с э.д.с. 0 , заведомо превосходящей э.д.с. исследуемого источника тока, поддерживает постоянную силу тока в цепи реохорда АБ . Перемещая движок реохорда Д , можно получить на участке АД падение напряжение, пропорциональное сопротивлению r этого участка, т. е. фактически длине этого участка реохорда
Если встречно к этому участку подключить через гальванометр источник тока, у которого э.д.с. равно этому напряжению ( = U ), то произойдет компенсация напряжений и ток через гальванометр не будет проходить. В качестве образцового источника тока в данном потенциометре используется нормальный элемент Вестона , э.д.с. которого ( 1,0183 В ) практически не меняется с течением времени. При подключении его и балансировке потенциометра выполняется:
Затем вместо нормального элемента можно подключить источник с неизвестны э.д.с и снова уравновесить прибор:
Из формул (6) и (7) получается рабочая формула
, (8)
где измерениям подлежат длины плеч l 1 и l 2 .
7. Измерьте сопротивление резисторов №2 - №6.
8. Одна из трудностей при изготовлении моста Уитстона состоит в том, что трудно достичь полной электрической симметрии «левой» и «правой» сторон моста. Это приводит к появлению систематической погрешности, которую трудно учесть. Один из способов обойти эту трудность состоит в том, что надо повторить измерения сопротивлений всех резисторов, поменяв местами магазин сопротивлений и линейку с резисторами. Затем, в качестве окончательного значения можно взять среднее арифметическое из двух измерений.
9. Измерьте сопротивления резисторов №1 - №6 с помощью мультиметра (омметра) - таблица 2.
10. Рассчитайте в процентах среднее расхождение между результатами, полученными с помощью моста и с помощью мультиметра.
Задание 2 . Измерение электродвижущей силы источника тока
Принцип компенсационного метода измерения э.д.с. воплощен в промышленном потенциометре постоянного тока ПП-63 (класса точности 0,05). Кроме измерения э.д.с. ПП-63 может служить в качестве источника регулируемого напряжения (ИРН). Внешний вид потенциометра показан на рис. 6
Перед началом работы органы управления и регулировки потенциометра должны находится в следующих положениях:
Переключатель питания прибора «ПИТАНИЕ» - в отключенном положении.
Переключатель нормального элемента в положение «В» - внутренний нормальный элемент. (При использовании наружного нормального элемента он подключается к клеммам «НЭ» и переключатель переводится в положение «Н»).
Переключатель гальванометра в положение «В» - внутренний гальванометр. (При использовании наружного гальванометра он подключается к клеммам «Г» и переключатель переводится в положение «Н»).
Переключатель питания в положение «В» - внутреннее питание (наружный источник питания подключается к клеммам «БП» и переключатель переводится в положение «Н»).
Переключатель полярности потенциометра «+», «-» - в положение «+».
Кнопки «ГРУБО» и «ТОЧНО» - в отжатых (расфиксированных» положениях).
В данной работе в качестве источника тока использоваться хромель-алюмеливая Хромель, алюмель - сплавы на основе хрома и алюминия, спай которых дает большую термо-э.д.с. термопара. Если спай термопары нагреть, то она станет источником тока. э.д.с. которой и надо измерить.
1. Подключите термопару к клеммам «Х» потенциометра.
2. Установите переключатель «РОД РАБОТЫ» в положение «ПОТЕНЦИОМЕТР».
3. Установите переключатель «ПИТАНИЕ» в положение «ВКЛ».
4. Установите переключатель пределов измерений - штепсель в положение « 1 ». Положение этого штепселя определяется пределами измерения э.д.с.: « 0 ,5» - при измерении э.д.с. до 25 мВ , « 1 » - при измерении э.д.с. до 50 мВ , « 2 » - при измерении э.д.с. до 100 мВ .
Проведите установку (контроль) рабочего тока потенциометра. Для этого:
Установите переключатель «К» - «И» в положение «К». При этом подключается нормальный элемент.
Установите стрелку гальванометра на «0» вращение рукояток «ГРУБО» (верхняя рукоятка) и «ТОЧНО» (нижняя рукоятка) регулятора «РАБОЧИЙ ТОК», вначале при нажатой (зафиксированной) кнопке «ГРУБО», а затем - «ТОЧНО».
Достижение компенсации в этом случае означает выполнение условия (6).
6. Опустите спай термопары горячую воду или нагрейте его зажигалкой. Измерьте э.д,с этого источника тока.
Измерение электрических величин: мощности, тока, напряжения. Область применения электроизмерительных приборов. Отличие прямых и косвенных измерений. Требования к измерительному прибору. Схема включения амперметра, вольтметра. Расчет сопротивления цепи. лабораторная работа [48,0 K], добавлен 24.11.2013
Основные методики поверки показывающих приборов постоянного тока. Измерительный механизм с подвижной катушкой. Класс точности измерительных приборов, работающих на постоянном токе. Проверка изоляции напряжением 2 кВ. Расчет погрешности измерений. лабораторная работа [22,2 K], добавлен 18.06.2015
Устройство и назначение амперметра, ваттметра, вольтметра, фазометра, частотомера, осциллографа. Понятие чувствительности и точности средств измерений, порядок отсчета величин. Управления технологическими процессами передачи результатов измерений. реферат [6,2 M], добавлен 29.11.2012
Суть физической величины, классификация и характеристики ее измерений. Статические и динамические измерения физических величин. Обработка результатов прямых, косвенных и совместных измерений, нормирование формы их представления и оценка неопределенности. курсовая работа [166,9 K], добавлен 12.03.2013
Прямые и косвенные виды измерения физических величин. Абсолютная, относительная, систематическая, случайная и средняя арифметическая погрешности, среднеквадратичное отклонение результата. Оценка погрешности при вычислениях, произведенных штангенциркулем. контрольная работа [86,1 K], добавлен 25.12.2010
Электрический ток как направленное движение электронов. Сущность понятия "сила тока". Метод измерения сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра. Содержание первого закона Кирхгофа. Общий вид мостика Уитстона. Электронная теория. лабораторная работа [60,8 K], добавлен 25.06.2015
Понятие и сущность физических величин, их качественное и количественное выражение. Характеристика основных типов шкал измерений: наименований, порядка, разностей (интервалов) и отношений, их признаки. Особенности логарифмических и биофизических шкал. реферат [206,2 K], добавлен 13.11.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Изучение компенсационного метода измерений лабораторная работа. Физика и энергетика.
Люди Как Реки Итоговое Сочинение
Иностранные Языки Эссе
Видео Сочинение Про Ленина Егэ С Субтитрами
Доклад по теме Энеолит
Степени сравнения прилагательных
Реферат по теме Агроэкологический мониторинг
Реферат: Sensroy Evaluation Essay Research Paper Sensory analysis
Скачать Реферат На Тему Спорта
Реферат: Сегментация инвестиционных рынков
Реферат по теме У колыбели искусства
Курсовая работа: Преступление против личности. Скачать бесплатно и без регистрации
Самостоятельные И Контрольные Работы Петерсон 3 Математика
Серебряные Коньки Сочинение
Психология Управления Кадрами Курсовая Работа
Курсовая работа по теме Исследование процесса создания электронной ленты новостей на примере сайта кафедры менеджмента туризма и спорта в рамках повышения имиджа специальности 'Туризм'
Оценивания Сочинения Егэ 2022
Конфликты На Постсоветском Пространстве Курсовая
Реферат: Радиоактивные изотопы и соединения. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Злокачественные опухоли. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Державний бюджет як інструмент державного регулювання економіки
About myself - Иностранные языки и языкознание топик
Комплексный анализ использования экономического потенциала сельскохозяйственного предприятия "Сатинское" Сампурского района Тамбовской области - Сельское, лесное хозяйство и землепользование отчет по практике
Організація діяльності "САМ" - Спорт и туризм курсовая работа