- •Электрические измерения и способы обработки результатов наблюдения
- •Электрические измерения и способы обработки результатов наблюдения
- •1.1. Основные сведения из теории
- •1.2. Задание для самостоятельного решения
- •1.2.1. Задача №1. Определение погрешности результата косвенных измерений
- •1.2.2. Методические указания по решению задачи №1
- •1.3. Примеры решения задач
- •1.4.1. Основные теоретические положения
- •1.4.2. Порядок выполнения работы
- •1.4.3. Контрольные вопросы
- •1.5.1. Основные теоретические положения
- •1.5.2. Порядок выполнения работы
- •1.5.3. Контрольные вопросы
- •1.6.1. Порядок выполнения работы
- •1.6.2. Контрольные вопросы
- •2. Средства электрических измерений
- •2.1. Основные сведения из теории
- •При полной симметрии системы реактивная мощность
- •2.2. Задания для самостоятельного решения
- •2.2.1. Задача № 2. Измерение несинусоидального напряжения
- •Исходные данные для задачи № 2
- •2.2.2. Методические указания
- •2.2.5. Задача № 4. Измерение мощности в цепях трехфазного тока
- •2.2.6. Методические указания
- •2.3.1. Основные теоретические положения
- •2.3.2. Порядок выполнения работы
- •2.3.3. Контрольные вопросы
- •2.4. Лабораторная работа 6
- •2.4.1. Порядок выполнения работы
- •2.4.3. Контрольные вопросы
- •2.5. Лабораторная работа 7
- •2.5.1. Основные теоретические положения
- •2.5.2. Порядок выполнения работы
- •2.5.3. Контрольные вопросы
- •2.6 Лабораторная работа 8
- •2.6.1. Основные теоретические положения
- •2.6.2. Прямое измерение емкости и индуктивности.
- •2.6.3. Порядок выполнения работы
- •2.6.4. Контрольные вопросы
- •3.1. Основные сведения из теории
- •3.1.1. Представление о погрешностях измерения
- •3.1.2. Систематическая погрешность
- •3.1.3. Оценка результирующей систематической погрешности и внесение поправок
- •3.1.4. Неисключенные остатки систематической погрешности
- •3.1.5. Пример обработки результата наблюдения при однократном измерении
- •3.1.6. Обработка результатов наблюдений при наличии случайной погрешности
- •3.2. Задания для самостоятельного решения
- •3.2.1. Задача № 5. Обработка результатов наблюдений при однократном измерении
- •3.2.2. Задача № 6. Обработка результатов прямых измерений, содержащих случайные погрешности
- •3.3.1. Основные теоретические положения
- •3.3.2. Порядок выполнения работы
- •3.3.3. Контрольные вопросы
- •3.4. Лабораторная работа 10
- •3.4.1. Основные сведения из теории
- •3.4.2. План выполнения работы
- •3.4.3. Контрольные вопросы
- •3.5.1. Основные сведения из теории
- •3.5.1.1. Построение статистических моделей
- •3.5.1.2. Алгоритм критерия Пирсона
- •Значения функции плотности вероятности нормированного
- •3.5.1.3. Алгоритм проверки гипотезы о промахах
- •3.5.1.4. Запись результата измерений
- •3.5.2. План выполнения работы
- •Значение коэффициентов Стьюдента
- •Результаты статистических испытаний
- •Результаты обработки статистического ряда
- •3.5.3. Контрольные вопросы
- •Результаты исследования входного сопротивления на соответствие
- •3.6. Лабораторная работа 12
- •3.6.1. Основные сведения из теории
- •3.6.2. План выполнения работы
- •3.6.3. Контрольные вопросы
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
2.6.2. Прямое измерение емкости и индуктивности.
При измерении полного сопротивления, имеющего емкостной или индуктивный характер (когда добротность Q > 10; < 0,1), прибор показывает значение илиZ = L.
Если подобрать частоту генератора f= 10/2= 1,592, то значение = 2f = 1, следовательно, измеренное значениеZ = LилиZ = 1/C.
При измерении индуктивности или емкости важно правильно выбирать шкалу отсчетаLили С и ее номинальное значение (отмеченное кружком). Так при измерении индуктивности следует пользоваться данными табл. 2.14, где определенной частоте и диапазонуZсоответствует номинальное значение шкалы для измерения индуктивности. Например, если выбран диапазонZ= 100 Ом, то при частоте 15,92 кГц отсчет индуктивностиLвыполняется по шкале 100 Ом, номинальному значению шкалы соответствует значение 1 мГн.
При измерении емкости следует пользоваться данными табл. 2.15. Здесь определенной частоте и диапазонуZсоответствует номинальное значение шкалы для измерения емкости. Отсчет значенияСпроизводится по шкале, обратнойZ. Например, если кнопками выбран диапазонZ= 3 Ом, то при частоте 1,592 кГц отсчет значенияСвыполняется по шкале 10 кОм, причем номинальному значению шкалы соответствует значение емкостиС = 100 мкФ.
2.6.3. Порядок выполнения работы
1) Произвести калибровку прибора. Для этого отсоединить провода от входа прибора Zx. Нажать кнопку "Калибровка 1 кОм" (CAL1k), затем выбрать и нажать кнопку предела измерения 3 кОм. Ручку "Калибровка" (CALIBRATIONZ) установить в крайнее левое положение. При этом ко входу прибора подключается внутреннее образцовое сопротивление 1 кОм.
Частота внутреннего генератора устанавливается 1,592 кГц путем выбора диапазона 500 Гц – 5 кГц и установки выделенного значения (красная риска).
Подключить прибор к напряжению сети и нажать кнопку "Сеть" (MAINS). Зажигается контрольная лампа. Приблизительно через 1 мин стрелка прибораZустанавливается в окрестности значения 9 по шкале 10 Ом, а стрелка приборанаходится около нуля. После включения дать прибору прогреться 10 – 15 мин до установления устойчивого значения стрелки прибораZ.
Путем плавного поворота ручки "Калибровка" устанавливается значение Z = 1 кОм, а ручкой "Ноль" (Zero) устанавливается значение = 0.
Кнопка "Калибровка" выключается, ко входу прибора подсоединяется входной кабель, прибор готов к измерениям.
2) Произвести измерения предложенных преподавателем неизвестных сопротивлений. По таблицам для расчета активно-индуктивных сопротивлений определить L(см. табл. 2.14), емкостных –С(см. табл. 2.15). По данным частоты генератора (f) и измеренным значениям модуля (Z)и начальной фазы ()произвести проверочный расчет индуктивности и емкости. Данные измерения и расчета занести в табл. 2.16.
3) Выбрать из табл. 2.16 активно-индуктивное и емкостное сопротивления. Соединить их последовательно. Рассчитать частоту резонанса напряжений из условия:
. (2.62)
Таблица2.14
Измерение индуктивности
Диапазон |
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
Z |
3 |
10 |
30 |
100 |
300 |
1000 |
3 |
10 |
30 |
100 |
300 |
1000 |
Шкала |
3 |
10 |
3 |
10 |
3 |
10 |
3 k |
10 k |
3 k |
10 k |
10 k |
3 k |
159 Гц |
3 мГн |
10 мГн |
30 мГн |
100 мГн |
300 мГн |
1 Гн |
3 Гн |
10 Гн |
30 Гн |
100 Гн |
300 Гн |
1000 Гн |
1,59 кГц |
300 мкГн |
1 мГн |
3 мГн |
10 мГн |
30 мГн |
100 мГн |
300 мГн |
1 Гн |
3 Гн |
10 Гн |
30 Гн |
100 Гн |
15,9 кГц |
30 мкГн |
100 мкГн |
300 мкГн |
1 мГн |
3 мГн |
10 мГн |
30 мГн |
100 мГн |
300 мГн |
1 Гн |
3 Гн |
10 Гн |
Таблица2.15
Измерение емкости
Диапазон |
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
Z |
1000 |
300 |
100 |
30 |
10 |
3 |
1000 |
300 |
100 |
30 |
10 |
3 |
Шкала |
3 k |
10 k |
3 k |
10 k |
3 k |
10 k |
3 |
10 |
3 |
10 |
10 |
3 |
159 Гц |
3 мкФ |
10 мкФ |
30 мкФ |
100 мкФ |
300 мкФ |
1000 мкФ |
3 нФ |
10 нФ |
30 нФ |
100 нФ |
300 нФ |
1 мкФ |
1,59 кГц |
300 нФ |
1 мкФ |
3 мкФ |
10 мГн |
30 мкФ |
100 мкФ |
300 пФ |
1 нФ |
3 нФ |
10 нФ |
30 нФ |
100 Гн |
15,9 кГц |
30 мкФ |
100 мкФ |
300 мкФ |
1000 мкФ |
3000 мкФ |
10000 мкФ |
30 нФ |
100 нФ |
300 нФ |
1 мкФ |
3 мкФ |
10 мкФ |
Таблица2.16
Результаты измерения и расчета полных сопротивлений
f, |
Z, |
, |
Измерение |
Расчет | ||
Гц |
Ом |
град |
L,мГн |
C, мкФ |
L, мГн |
C, мкФ |
|
|
|
|
|
|
|
Плавно изменяя частоту вблизи значения f0, исследовать частотные характеристикиZ(f) и(f) в диапазоне частот, соответствующих изменению угла сдвига фаз от –60 до +60. Результат измерения занести в табл. 2.17. Построить зависимостиZ(f)и(f). Подобратьf0экспи сравнить сf0расч.
Таблица 2.17
Исследование резонанса
Начальная фаза , град |
Модуль сопротивления Z, Ом |
Частота генератора f, Гц |
–60 |
|
|
–30 |
|
|
0 |
|
|
30 |
|
|
60 |
|
|