МСиС пособие

Qx 2 f Lx Rп 2 f C0 R3 6,28 103 10 6 1250 7,85.

Задача № 6

Определить емкость конденсатора, измеряемую с помощью резонансного измерителя, если в момент резонанса при частоте генератора fp = 10 МГц была включена образцовая катушка индуктивности L0 = 100 мкГн.

Решение

Частота резонанса колебательного контура определяется значениями емкости и индуктивности элементов колебательного контура.

В нашем случае:

fp 1/2 L0 Cx ,

откуда

Cx 1/(2 fp)2 L0 1/(6,28 107) 100 10 6 2,54 10 12 (Ф);

Cx 2.54 (пФ).

Задача № 7

При измерении емкости конденсатора Cx с помощью резонансного измерителя с использованием метода замещения получены два значения емкости образцового конденсатора C01 = 320 пФ и C02 = 258 пФ. Определить значение Cx, если измеряемый конденсатор включался параллельно с образцовым.

Решение

При параллельном подключении исследуемого двухполюсника с образцовым конденсатором измеряемое значение Cx находится из формулы:

Cx = C01 C02; Cx = 320 258 = 62 (пФ).

Задача № 8

При измерении собственной емкости катушки индуктивности CL с помощью резонансного измерителя получены резонансы на частотах f1p = 0,898 МГц и f2p = 2,410 МГц. Соответствующие им значения емкости образцового конденсатора C01 = 420 пФ и C02 = 53 пФ. Определить CL.

Решение

Собственная емкость катушки индуктивности CL определяется по двум измеренным значениям частот f1p и f2p и двум соответствующим значениям емкости C01 и C02, при которых контур настроен в резонанс. При этом:

откуда

CL C01 n2 C02 .

n2 1

В нашем случае

55

n2 2,4102 /0,8982 7,20.

Тогда

CL 420 7,20 53 6,2 (пФ). 7,20 1

Задача № 9

Определить полное сопротивление двухполюсника Z и его составляющие R и X на частоте f = 3780 кГц, если до подключения двухполюсника к Q - метру получены значения емкости образцового конденсатора С01 = 229 пФ и добротности Q1 = 95, а при его подключении к Q-метру (параллельно образцовому конденсатору Q - метра) получены значения C02 = 63 пФ и Q2 = 20. Определить характер реактивности.

Решение

Так как С1 > C2 и двухполюсник подключается параллельно образцовому конденсатору, то двухполюсник имеет емкостной характер. Если C1 < C2, то двухполюсник при таком подключении имел бы индуктивный характер

Cx = C01 C02 = 229 63 = 166 (пФ).

Тогда реактивная составляющая полного сопротивления

X 1/2 f Cx 1/2 3,14 3780 103 166 10 12 254 (Ом).

Так как используется параллельная схема подключения, то активная составляющая определяется по формуле

R 4660 (Ом).

Полное сопротивление двухполюсника:

Z = R jX = (4660 j254) Ом.

Задачи для самостоятельного решения

Задача № 1

Для измерения сопротивления Rx используется магнитоэлектрический омметр, имеющий параллельную схему включения. Проанализируйте характер шкалы миллиамперметра, отградуированной в омах. Определите необходимое значение напряжения источника питания, если R0 = 15 кОм, RK = 1 кОм. Магнитоэлектрический миллиамперметр имеет падение напряжения UA = 1 B, ток полного отклонения IA = 0,5 мА.

Задача № 2

Определите сопротивление резистора Rx, включенного в плечо уравновешенного моста постоянного тока, если R2 = 2,5 кОм, R3 = 10 кОм, R4 = 100 кОм.

56

Задача № 3

Определить, какому значению Rx соответствует состояние баланса двойного моста, если сопротивление плеч моста R1 =R4 =200,4 Ом; R2 = R3 = 1000 Ом; R0= = 1 Ом.

Задача №4

Параметры конденсатора с большими потерями измеряются с помощью моста переменного тока. Выбрать схему моста и определить значения Cx, Rп и tg x, если C0 = 1 мкФ, R2 = 1000 Ом, R3 = 400 Ом, R4 = 100 Ом. Частота питаю-

щего напряжения f = 1 кГц.

Задача № 5

Параметры катушки индуктивности с большой добротностью измеряются с помощью моста переменного тока. Выбрать схему моста и определить значения

Lx, Rп и Qx, если R2 = 1000 Ом, R3 = 40 Ом, R4 = 200 Ом, C0 = 0.1 мкФ. Частота питающего напряжения f = 1 кГц.

Задача № 6

Определить значения Lmin и Lmax, которые могут быть измерены резонансным измерителем, имеющим диапазоны изменения частоты генератора f = =(50 кГц - 50 МГц) и емкости образцового конденсатора С0 = (30-450) пФ.

Задача № 7

При измерении емкости конденсатора Cx с помощью резонансного измерителя с использованием метода замещения получены два значения емкости образцового конденсатора С01 = 154 пФ и С02 = 262 пФ. Определить значение Cx, если измеряемый конденсатор включался последовательно с образцовым.

Задача № 8

При измерении индуктивности катушки с помощью резонансного измерителя с использованием метода замещения получены два значения емкости образцового конденсатора С01 = 175 пФ и С02 = 50 пФ. Определить значение Lx, если катушка индуктивности включалась параллельно образцовому конденсатору. Измерения проводились на частоте fp=4500 кГц.

Задача № 9

Определить полное сопротивление двухполюсника Z и его составляющие R и X на частоте f = 5500 кГц, если до подключения двухполюсника к Q - метру получены значения емкости образцового конденсатора С1 = 275 пФ и добротности Q1 = 140, а при его подключении к Q - метру (последовательно с образцовым конденсатором) получены значения С2 = 115 пФ и добротности Q2 = 68. Определить характер реактивности.

57

Литература

1Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. - М.: Издательство cтандартов, 1975. - 336 с.

2Рабинович С.Г. Погрешности измерений. -Л.: Энергия, 1978. - 262 с.

3Архипенко А.Г., Белошицкий А.П., Ляльков С.В. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебное пособие. Ч.1. Основы метрологии. - Мн.: БГУ-

ИР, 1997. - 55 с.

4Елизаров А.С. Электрорадиоизмерения. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 320 с.

5Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов/ Б.Я.Авдеев, Е.М.Антонюк и др.; Под ред. Е.М.Душина. - Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 480 с.

6Мирский Г.Я. Электронные измерения. - М.: Радио и связь, 1986. - 440 с.

7Винокуров В.И., Каплин С.И., Петелин И.Г. Электрорадиоизмерения.: Учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов / Под ред. В.И. Винокурова. - М.: Высш. шк., 1986. - 351 с.

8Новицкий М.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 248 с.

9ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов многократных наблюдений.

10Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учебное пособие для вузов/Б.П. Хромой, А.В. Кандинов, А.Л. Сенявский и др.; Под ред. Б.П. Хромого. - М.: Радио и связь, 1986. - 320 с.

11ГОСТ 8.009-84 ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

12ГОСТ 8.401-80 ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требо-

вания.

58

Св. план 1999, поз.77

Учебное издание

Авторы: Белошицкий Анатолий Павлович

Дерябина Марина Юрьевна

Кострикин Анатолий Михайлович

Ляльков Святослав Владимирович

Ревин Валерий Тихонович

МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ

Учебно - методическое пособие

для индивидуальной работы студентов

всех специальностей

Под общей редакцией С.В. Лялькова

Редактор Т.Н.Крюкова

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Отпечатано в БГУИР. Лицензия ЛП N 156. 220027, Минск, П.Бровки,6

59