Описание измерительной установки

В данной лабораторной работе измеряется сопротивление резистивного провода и производится обработка результатов измерений. Сопротивление определяется с помощью прибора FPM – 01, который позволяет измерять напряжение, приложенное к проводу и текущий по нему ток. Сопротивление выражается через ток и напряжение по формуле:

. (18)

Общий вид прибора FPM – 01 представлен на рис. 1 a, б. Основание 1 прибора оснащено регулируемыми винтами, что позволяет произвести его выравнивание. К основанию прикреплена колонка 2 с метрической шкалой 3. На колонке закреплены два кронштейна 4. Подвижный кронштейн 5 может передвигаться вдоль колонки и фиксироваться в любом положении. Между неподвижными контактами 7 натянут резистивный провод 6, входящий также в контактный зажим подвижного кронштейна. Контакты, закрепленные во всех трех кронштейнах, соединены проводами малого сопротивления с измерительной частью прибора 8.

Прибор позволяет измерять сопротивление провода в трех режимах:

• измерение сопротивления с точным измерением тока;

• измерение сопротивления с точным измерением напряжения;

• измерение сопротивления при помощи мостика постоянного тока.

Выбор режима производится при помощи переключателя вида работы, находящегося на лицевой панели прибора.

а) б)

Рис. 1 Экспериментальная установка FPM - 01

Задания к лабораторной работе

1. Проведение измерений

• заложить резистивный провод между верхним и нижним кронштейнами, проверить его натяжение;

• подключить прибор к электросети;

• включить переключатель «Сеть», при этом должен засветиться индикатор прибора;

• при помощи переключателя вида работы выбрать вид работы (с мостиком, с точным измерением тока или напряжения);

• установить передвижной кронштейн на расстоянии около 0,7 длины резистивного провода по отношению к основанию;

• при помощи потенциометра «Регулировка тока» установить определенное значение тока;

• получить показания с вольтметра и амперметра;

• используя формулу (18), вычислить сопротивление провода.

2. Обработка результатов прямых измерений

Произвести 100 измерений сопротивления, устанавливая различные значения тока (напряжения). Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2.

№	U, В	I, мА	R, Ом	, Ом	, Ом 2
1
2
_
99
100

Выписать:

• число проведенных измерений ;

• длину провода , на которой проводились измерения сопротивления;

• значение среднего сопротивления ;

• среднеквадратичную погрешность .

Из полученных 100 значений сопротивления выбрать значений, идущих подряд и заполнить таблицу 3:

, ,

Таблица 3.

№
1.
2.
3.
; ;; ; ;

3. Обработка косвенных измерений

По найденному значению сопротивления провода, измерив также его длину, вычислить удельное сопротивление по формуле (13) и определить погрешность измерений. Результат занести в таблицу 4.

Примечание. Диаметр резистивного провода, согласно паспортным данным, равен 0,36 мм. Таким образом, погрешность измерения диаметра следует взять 0,01 мм.

Таблица 4.

, Ом	, Ом			, м	, мм	, мм	, мм
				0,39		0,36
, ; .

4. Построение графика функции распределения

Из табл. 2 выбрать наибольшее и наименьшее значение и, полученные в результате измерений сопротивления провода. Интервал междуиразделить на 10 одинаковых промежутков (- ширина промежутка). Найти числозначений сопротивления, принадлежащих-му промежутку (= 1, 2, …, 10). Результаты занести в таблицу 5.

Таблица 5.

Номер промежутка	Границы промежутка
1.
2.
3.
10.
; ;;;

Проверить правильность подсчетов по формуле:

,

где - число проведенных измерений.

Вычислить значения и занести в таблицу 5. Согласно формуле (9), вычислить значениефункции распределения внутри -го промежутка:

.

П

Рис. 2 Теоретическая кривая (сплошная) и

экспериментальные точки

остроить экспериментальный график зависимости функции расп­ределения от сопротивления. Для этого значению сопротивления, соответствующему середине-го промежутка, сопоставить найденное значение функции распределения в этом промежутке, см. рис. 2.

Построить на этом же рисунке, используя формулу (10), теоретическую зависимость , где роль величиныиграет сопротивление.

Сравнить теоретический и экспериментальный графики.