- •Факультет менеджмента и инженерного бизнеса
- •Содержиние
- •Введение
- •Лабораторная работа №1. Цифровые измерительные приборы
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Основные метрологические характеристики цифровых приборов
- •1.3. Цифровые вольтметры
- •1.3.1. Цифровой вольтметр с время-импульсным преобразованием
- •1.3.2. Вольтметр поразрядного уравновешивания
- •1.3.3. Цифрового вольтметра с двойным интегрированием
- •1.4. Измерение частоты методом дискретного счета.
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. Аналоговые измерительные приборы
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •Ферродинамического (в) и электростатического (г) им
- •1.2. Основные электромеханические электроизмерительные приборы
- •1.2.1. Основные параметры стрелочного индикатора
- •1.2.2. Расчет миллиамперметра
- •1.2.3. Расчет вольтметра постоянного тока
- •1.2.4.Расчет вольтметра переменного тока
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3.
- •Измерение сопротивления проводника
- •Пример обработки результатов косвенных измерений при определении удельного сопротивления проводника
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •Измерение диаметра проволоки.
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •3. Результаты измерения удельного сопротивления представить в виде
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4.
- •3.4. Измерение мгновенной, активной, полной и реактивной мощностей двухполюсника с помощью перемножителя и осциллографа
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5. Средства измерения использующие, нулевой метод
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Компенсационный метод измерения
- •1.3. Мостовой метод измерения параметров элементов
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
- •А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
- •1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром).
- •2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
- •А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •1.1. Измерить напряжение Uх компенсатором напряжения.
- •А) - нулевым методом и б) - методом непосредственного отсчета
- •1.2. Измерить напряжение Uх методом непосредственного отсчета (вольтметром pv1).
- •2.1. Измерить ток Iх методом непосредственного отсчета (амперметром pa1).
- •А) - методом непосредственного отсчета и б) - нулевым методом.
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6. Измерение спектров Электрических сигналов
- •1. Основные понятия и расчетные соотношения
- •1.1. Общие сведения о сигналах и спектрах
- •А) спектр амплитуд, б) спектр фаз сигнала
- •1.2. Спектры основных периодических сигналов
- •2. Спектральный состав прямоугольных видеоимпульсов
- •3. Треугольный импульс (симметричный).
- •4. Треугольный импульс (пилообразный).
- •1.3. Модулированные сигналы
- •2. Методы анализа спектра сигналов
- •2.1. Анализ спектра методом фильтрации
- •2.2 Цифровой анализ спектра
- •2. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на лабораторном стенде
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
- •4. Требования к отчету
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7. Автоматизированные измерения лабораторным комплексом ni elvis
- •Введение
- •Использование Виртуальных приборов измерительного комплекса ni elvis
- •Рис 1а.
- •2. Практические упражнения
- •И высоких частот (фвч) – (б)
- •5. Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Удельное сопротивление веществ (при 20с)
- •Абсолютные инструментальные погрешности средств измерений
- •Измерение линейных величин. Измерение линейкой
- •Штангенциркуль
- •Микрометрический винт. Микрометр
- •Приложение 4. Рекомендации при построении графиков.
3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения на компьютере (ewb, multisim)
Лабораторная работа выполняется на рабочем поле виртуальной лаборатории с использованием программы схемотехнического моделирования EWB, MULTISIM.
Задание 1. Определить параметры магнитоэлектрического измерительного механизма вольтметра постоянного тока PV1: ток полного отклонения Iпр, внутреннее сопротивление (Rвн) вольтметра постоянного тока PV1 и сопротивление измерительного механизма Rим
1. Собрать схему, приведенную на рис.3.1.
Питание схемы осуществляется от источника постоянного напряжения Е1=15В, ток через измерительный механизм измерять с помощью цифрового мультиметра РАо в режиме измерения постоянного тока, а о напряжении на измерительном механизме судить по показаниям вольтметра РV1.
Управление переменным резистором R1 осуществляется клавишей R на клавиатуре, а резистором R2 клавишей Х, однократное нажатие на клавишу увеличения сопротивления, а нажатие на клавишу при нажатой клавише Shift уменьшает сопротивление на R= Rмах.К/100%, где Rмах – максимальное значение сопротивление переменного резистора, .К – дискретность изменения сопротивления в процентах, например К=5%, величиной К можно управлять в свойствах резистора, например, К=1%.
Установить для вольтметра PV1 Rвн =15 кОм.
Рис.3.1.
2. Нарисовать схему в отчет и включить питание.
3. Для измерения тока полного отклонения необходимо потенциометрами R2 и R3 увеличить ток до полного отклонения стрелки, за него принять αmax=15. Измерить ток мультиметром и записать в отчет Iпр=_____.
4. Измерить внутреннее сопротивление вольтметра RВН=Rим+Rдоб (сопротивление рамки измерительного механизма Rим и добавочного сопротивления Rдоб ).
Измерение внутреннее сопротивление вольтметра проводится косвенным методом, зная ток и напряжение на вольтметре и используя формулу:
,
где Uизм – падение напряжения на вольтметре РV1. За него принять показание вольтметра РV1.
Результаты измерений занести в табл.3.1.
Повторить измерения Rвн для тока через измерительный механизм равный и результаты записать в табл.3.1.
Таблица 3.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iпр= |
Uпр= |
= |
По результатам двух измерений определить усредненное значение внутреннего сопротивления рамки измерительного механизма. В нижней строке табл.3.1. записать основные параметры исследуемого вольтметра.
5. Рассчитать сопротивление измерительного механизма Rим
Rим= RВН - Rдоб,
где Rдоб =15 кОм.
Задание 2. Произвести градуировку шкалы миллиамперметра, т.е. получить зависимость вида , где α – показание шкалы прибора,I – ток через прибор.
1. Собрать схему, показанную на рис.3.1.
Питание схемы осуществляется от источника постоянного напряжения Е1=15В, ток через измерительный механизм вольтметра PV1, измерять с помощью цифрового мультиметра РАо в режиме измерения постоянного тока.
2. Нарисовать схему в отчет и включить питание.
3. Для снятия характеристики необходимо потенциометрамиR2 и R3 установить ток полного отклонения (показание шкалы α = 15), а далее резистором R3 уменьшать ток через одно деление α=14, 13…, измеряя при этом фактический ток I с помощью цифрового мультиметра РАо. Заполнить табл. 2.2.
Таблица 2.2
α шкалы |
15 |
… |
… |
… |
… |
0 |
I, мА |
|
|
|
|
|
|
Построить график градуировочной характеристики амперметра по данным таблицы (см. рис.3.2.) и проверитьлинейность шкалы миллиамперметра, путем нанесения прямой линии на измеренные точки.
Вывод. С помощью вольтметра PV1, на основе магнитоэлектрического измерительного механизма, можно измерять не только напряжение, но и ток в цепи.
Задание 3. Расширить пределы измерения тока в заданное число раз (по указанию преподавателя), например, в 20 раз.
1. Рассчитать сопротивление шунта, необходимое для расширения предела величину измерения тока микроамперметром в 20 раз по формуле
где Iш− ток шунта, а коэффициент шунтирования.
В качестве шунта использовать резистор Rш установив его сопротивление в соответствие с расчетом.
Рис.3.3.
2. Произвести градуировку шкалы амперметра на основе PV1 , т.е. получить зависимость вида , где α – показание шкалы прибораPV1, I – ток через прибор. .
1. Собрать схему, показанную на рис.3.3.
Питание схемы осуществляется от источника постоянного напряжения Е1=15В, ток через амперметр с расширенным пределом измерения измерять с помощью цифрового мультиметра РАо в режиме измерения постоянного тока.
2. Нарисовать схему в отчет и включить питание.
3. Для снятия характеристики необходимо потенциометрамиR2 и R3 установить ток полного отклонения (α=15), а далее резистором R3 уменьшать ток через одно деление шкалы амперметра на основе PV1 (α=14, 13…), измеряя величину тока I с помощью цифрового мультиметра РАо.
Заполнить табл. 3.3.
Таблица 3.3.
α шкалы |
15 |
… |
… |
… |
… |
0 |
I, мА |
|
|
|
|
|
|
Построить график градуировочной характеристики ампеметра по данным таблицы (см. рис.3.2.) и проверитьлинейность шкалы миллиамперметра, путем нанесения прямой линии на измеренные точки.
Задание 4. Произвести градуировку шкалы вольтметра посто-янного напряжения PV1.
1. Рассчитать величину добавочного сопротивления, для вольтметра PV1 считая пределом измерения 15 В, а измерительный механизм с током полного отклонения Iпр =1мА, и внутреннем сопротивлением Rвн= 15кОм, по формуле:
где Rвн= Rпр= 15кОм.
Собрать электрическую схему градуировки вольтметра (см. рис. 3.4), где PV1− имитирует стрелочный индикатор с пределом измерения 15 В и внутреннем сопротивлением Rвн= 15кОм (в свойствах вольтметра установить Rвн= 15кОм) , PVо − цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, Rдоб.− резистор с установленным значением добавочного сопротивления, в соответствии с теоретическим расчетом.
Нарисовать схему в отчет и включить питание.
Рис.3.4.
2. Произвести градуировку вольтметра, т.е. получить зависимость вид
Для этого с помощью переменного резистора R2 установить напряжение полного отклонения (α=15), а далее резистором R2 уменьшать напряжение через одно деление шкалы вольтметра (α=14, 13…), измеряя величину напряжения U с помощью цифрового мультиметра РVо.
Результаты измерений занести в табл. 3.4.
Таблица 3.4.
α шкалы |
15 |
… |
… |
… |
… |
0 |
U, В |
|
|
|
|
|
|
3. Построить график градуировочной характеристики ампеметра по данным таблицы (см. рис.3.2) и проверитьлинейность шкалы миллиамперметра, путем нанесения прямой линии на измеренные точки.
Задание 5. Расширить пределы измерения вольтметра постоянного напряжения PV1 в заданное число раз ( по указанию преподавателя), например, в 2 раза.
1. Рассчитать величину добавочного сопротивления, для измерения напряжения с пределом измерения 30 В на основе измерительного механизма с током полного отклонения Iпр =1мА, и внутреннем сопротивлением Rвн= 15кОм, по формуле:
где Rпр= Rвн= 15кОм .
Собрать электрическую схему градуировки вольтметра (см. рис.3.5), где PV1− стрелочный индикатор, PVо− цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, Rдоб.− добавочный резистор с установленным значением добавочного сопротивления в соответствии с теоретическим расчетом.
Нарисовать схему в отчет и включить питание.
Рис.3.5.
2. Произвести градуировку вольтметра, т.е. получить зависимость вид
Для этого с помощью переменного резистора R2 установить максимальное значение шкалы индикатора α=15 а далее резистором R2 уменьшать напряжение через одно деление шкалы вольтметра (α=14, 13…), измеряя величину напряжения U с помощью цифрового мультиметра РVо.
Результаты измерений занести в табл. 3.5.
Таблица 3.5.
α шкалы |
15 |
… |
… |
… |
… |
0 |
U, В |
|
|
|
|
|
|
3. Построить график градуировочной характеристики ампеметра по данным таблицы (см. рис.3.2.) и проверитьлинейность шкалы миллиамперметра, путем нанесения прямой линии на измеренные точки.