5. Контрольные вопросы

1. Перечислите известные вам средства и методы измерения частоты электрического сигнала.

2. Чем обусловлена погрешность измерения частоты с помощью цифрового частотомера?

3. Изменится ли вид фигуры Лиссажу на экране осциллографа, если частота сигналов на входах осциллографа увеличится в целое число раз?

4. Изменится ли фигура Лиссажу на экране осциллографа, если поменять местами сигналы, подключенные к входам осциллографа?

5. Чем обусловлена погрешность измерения частоты с помощью электронного осциллографа?

6. Перечислите известные вам методы измерения сдвига фазы электрического сигнала.

7. Чем обусловлена методическая погрешность измерения фазового сдвига сигнала с помощью осциллографа?

Лабораторная работа № 5

Измерение параметров электрических цепей.

1. Цель работы

Изучение методов и средств измерения параметров элек­трических цепей, оценка погрешности измерений.

2.КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Измерение активного сопротивления постоянному току R может быть осуществлено с использованием специальных измерительных приборов – омметров, мостовыми методами, косвенным методом амперметра-вольтметра, методом замещения.

2.1.Измерение сопротивления омметром.

Наименьшую погрешность измерения активного сопротивления можно получить, используя в качестве средства измерения современный цифровой омметр. Измерение сопротивления аналоговым комбинированным прибором, мультиметром или омметром требует, как правило, предварительной регулировки "нуля'' или чувствительности, или того и другого. Регулировку необходимо также осуществлять после смены предела измерения. Если шкала прибора существенно нелинейна и указаны пределы допускаемой приведённой основной погрешности, то предельная относительная погрешность результата оценивают по формуле (в процентах)

где k - показатель класса точности,

L - длина равномерной шкалы в делениях.

х - показание прибора (в Омах),

h - - отношение приращения равномерной шкалы к радиальной проекции этого приращения на нелинейную шкалу в окрестности показаний прибора (в делениях на Ом).

Приведённая формула даёт, в большинстве случаев, завышенную оценку погрешности.

2.2. Измерение сопротивления мостовым методом.

При измерении сопротивления мостом следует выбирать рекомендуемое соотношение плеч моста согласно нормативно-технической документации. Правильный выбор соотношения плеч позволяет получить результат измерения с минимально достижимой для данного средства погрешностью. Нуль-индикатор, встроенный в мост, снабжён регулятором чувствительности. Правильное управление чувствительностью в процессе измерения сокращает время необходимое для уравновешивания моста. Начинают измерение при минимальной чувствительности нуль-индикатора и постепенно увеличивают её до максимальной в конце измерения.

Одинарные мосты служат для измерения сопротивлений порядка 10–10⁶ Ом. Сопротивления R₂ и R₃ (рис. 1) носят название плеч отношения R₁ и R_X – плечи сравнения.

Рис. 1. Схема одинарного моста

Изменяя величину сопротивлений R₁, R₂ и R_3, можно добиться такого момента, когда указатель – нуль-индикатор (НИ), включенный в измерительную диагональ моста, будет показывать отсутствие тока I, мост будет находиться в равновесии. В этом случае должно выполняться условие равновесия

откуда:

(1)

Погрешность измерения будет определяться точностью нуль-индикатора, но при измерении малых сопротивлений соединительные провода и контакты, с помощью которых подключается измеряемое сопротивление, вносят большую погрешность, поэтому одинарный мост не применяется для измерения малых сопротивлений.

Одной из схем, в которой до минимума сведено влияние соединительных проводов и переходных контактов, является схема двойного моста. Двойным мостом можно измерять сопротивления порядка 10^-6 – 100 Ом.