- •1 Теоретическая часть
- •Методические указания к выполнению работы
- •Внимание! Во избежание выхода из строя прибора б5-48 категорически запрещается включать прибор при нулевых положениях кодовых переключателей напряжения и тока;
- •3 Для проведения прямых измерений величины переменного напряжения:
- •4 Для проведения прямых измерений силы постоянного тока:
- •Анализ результатов и вывод
Цель работы: приобретение навыков проведения прямых измерений напряжения, силы электрического тока, активного сопротивления цифровым вольтметром.
1 Теоретическая часть
Лабораторная работа выполнена в виде виртуального макета реальной лабораторной.
Виртуальная установка моделирует работу следующих средств измерений: цифрового универсального вольтметра В7-21А, источника питания постоянного тока Б5-48, низкочастотного генератора сигналов Г3-109, магазина сопротивлений Р4831, а также устройства коммутации сигналов ( рисунок 1).
Вольтметр универсальный В7-21А предназначен для измерения:
- напряжения и силы постоянного тока;
- напряжения и силы переменного тока;
- активного сопротивления.
Вольтметр может применяться для контроля и измерения указанных параметров при производстве радиоаппаратуры и электрорадиоэлементов, при научных и экспериментальных исследованиях, при проведении ремонтных и регламентных работ.
Основные характеристики вольтметра:
1)Входное сопротивление при измерении напряжения постоянного тока:
- не менее 1 GΩ на пределах « 10 mV», « ≂100 mV», «≂1 V»;
- (10±0,5) МΩ на пределах « ≂10 V», «≂100 V», «≂1000 V»;
2) падение напряжения на входе вольтметра при измерении силы тока не более 10 mV на пределе « 100 nA» и 100 mV из всех
остальных пределах;
4) постоянная составляющая входного сопротивления вольтметра при измерении напряжения переменного тока не менее 8 МΩ;
-
входная емкость не более 100 pF.
В верхней части находится цифровое табло с индикаторами полярности и размерности измеряемых величин. В нижней части передней панели расположенных величин. В нижней части передней панели расположены входные клеммы и потенциометр установки нуля, назначение которых следующее:
«►0◄» - потенциометр, предназначенный для установки нуля на пределах измерения « 10 mA», « 100 mA»;
« ≂ U» - клемма для подключения измеряемых напряжений;
« ≂ I» - клемма подключения измеряемых токов;
«О» - низкопотенциальная клемма при измерении напряжений и токов;
ЭКРАН – клемма для подсоединения экрана измерительного кабеля;
« R» - две пары клемм для измерения активного сопротивления.
В средней части передней панели расположены переключатель пределов измерений « 100 nA, 100 Ω» - « 100 mA, 1000 V». В положении « » производится автоматический выбор пределов измерений.
В положении КОНТР осуществляется самоконтроль работоспособности вольтметра. При этом на цифровом табло должны индицироваться показания в пределах 9999±2.
Переключателем рода работы производится выбор рода работы:
- положение « - U» - режим измерения напряжения постоянного тока;
- положение « ~ U» - режим измерения напряжения переменного тока;
- положение « - I» - режим измерения силы постоянного тока;
- положение « ~ I» - режим измерения силы переменного тока;
- положение « R» - режим измерения сопротивления.
Диапазоны измерений электрических величин соответствуют значениям, указанны в таблице 1.
Диапазоны измерений разделены на поддиапазоны в соответствии с таблицей 2. Вольтметр обеспечивает автоматический выбор пределов измерения напряжения и силы постоянного тока, активного сопротивления.
Определение полярности при измерениях напряжения и силы постоянного тока производится автоматически.
Пределы допускаемой относительной основной погрешности измерения напряжения постоянного тока:
- на пределах « - 10 mV», « ~ 100 mV»
(1)
- на пределах « ≂ 1 V»
(2)
- на пределах « ≂10 V», «≂100 V», «≂1000 V»
(3)
где - пределы допускаемой относительной основной погрешности в процентах от измеряемой величины;
Uk - конечное значение установленного предела измерения;
Ux – показания вольтметра.
Таблица 1 – Диапазоны измерений вольтметра В7-21А
Наименование измеряемых величин |
Диапазон измерения |
Напряжение постоянного тока, V |
1∙10-6 ÷ 103 |
Сила постоянного тока, A |
1∙10-11 ÷ 10 |
Напряжение переменного тока, V |
1∙10-5 ÷ 103 |
Сила переменного тока, A |
1∙10-8 ÷ 10 |
Активное сопротивление, Ω |
1∙10-2 ÷ 1,2∙107 |
Частотный диапазон измеряемых напряжений переменного тока, Hz |
20 ÷ 1∙105 |
Частотный диапазон измеряемых силы переменного тока, Hz |
20 ÷ 20∙103 |
Пределы допускаемой относительной основной погрешности при измерении силы постоянного тока:
; (4)
- на пределах «≂ 1mА»
; (5)
где - пределы допускаемой относительной основной погрешности в процентах от измеряемой величины;
Ik - конечное значение установленного предела измерения;
Ix – показания вольтметра.
Таблица 2 – Поддиапазоны измерений вольтметра В7-21А
Пределы допускаемой относительно основной погрешности при измерении напряжения переменного тока:
- на пределах «≂100 mV», «≂1 V» в диапазоне частот от 20 до 400 Hz и на пределе «≂1 V» в диапазоне частот от 10 до 50 kHz
; (6)
- в диапазоне частот от 10 до 50 kHz на пределе «≂100 mV»
; (7)
- в диапазоне частот от 400 Hz до 10 kHz
; (8)
- на пределах « ≂10 V», «≂100 V», «≂1000 V» в диапазоне частот от 20 Hz до 20 kHz
; (9)
- на пределах «≂100 mV», «≂1 V» в диапазоне частот от 50 до 100 kHz
; (10)
Предел допускаемой относительной основной погрешности измерения силы переменного тока:
- на пределах «≂100 µА», «≂1 mА» в диапазоне частот от 20 Hz до 20 kHz
; (11)
- на пределах «≂10 mА», «≂100 mА» в диапазоне частот от 20 Hz до 20 kHz, на пределах «≂10 А» на частоте 50 Hz
; (12)
- на пределах «≂1000 mА» в диапазоне частот от 50 Hz до 1000 Hz
; (13)
где - пределы допускаемой относительной основной погрешности в процентах от измеряемой величины;
Ik - конечное значение установленного предела измерения;
Ix – показания вольтметра.
При измерения напряженности и силы переменного тока вольтметр градуируется в среднеквадратических значениях.
Пределы допускаемой относительной основной погрешности при измерении активного сопротивления
; (14)
- на пределе «1kΩ»
; (15)
где - пределы допускаемой относительной основной погрешности в процентах от измеряемой величины;
Rk - конечное значение установленного предела измерения;
Rx – показания вольтметра.
1 – цифровой универсальный вольтметр В7-21А; 2 – источник питания постоянного тока Б5-48; 3- низкочастотный генератор сигналов Г3-109; 4 – магазин сопротивления Р4831; 5 – устройство коммутации сигналов.
Рисунок 1 – Вид виртуального макета лабораторной установки
2 Задачи работы
1 Изучите назначение и порядок работы с цифровым универсальным вольтметром В7-211А.
2 Проведите прямые измерения величины постоянного напряжения.
3 Проведите прямые измерения величины переменного напряжения.
4 Проведите прямые измерения силы постоянного и переменного тока.
5 Проведите прямые измерения величины активного сопротивления.
6 Оформить протокол измерений.
7 Оформить отчет о выполнении работы.