3. Аналіз і опрацювання результатів експериментів

1. На підставі експериментальних даних обчислити абсолютну, відносну, зведену похибки та варіацію досліджуваних приладів.

2. За результатами перевірки визначити придатність приладів до експлуатації.

4. Контрольні запитання

1. Як повіряють амперметри або вольтметри класу 1.0; 1.5; 2.5; 4?

2. Що таке абсолютна, відносна і зведена похибка?

3. Чим визначається клас точності приладів?

4. Які системи електровимірювальних пристроїв найчастіше застосовують для технічних вимірювань? Чому?

5. Поясніть принцип дії приладів магнітоелектричної, електромагнітної, електродинамічної та індукційної систем.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №402

Непрямі методи вимірювання параметрів r,l,c елементів

Мета роботи: освоєння практичних схем для вимірювання активного опору методом вольтметра й амперметра та реактивного опору методом вольтметра, амперметра, ватметра.

2. Основні теоретичні пояснення

Серед існуючих методів непрямого вимірювання величини омічного опору R_x метод вольтметра й амперметра є найпростіший за застосовуваними приладами й грунтується на використанні закону Ома для ділянки кола. Величину опору визначають за відомою величиною спаду напруги U_x на вимірюваному опорі при протіканні постійного струму I_x

. (1)

На рис.1, а і б показано можливі способи вимірювання спаду напруги U_x та струму I_x на вимірюваному опорі R_x.

а) б)

Рис.1. Схеми вимірювання омічного опору

Схема, подана на рис.1,а, забезпечує вимірювання величини спаду напруги U_x на вимірюваному опорі R_x , але дає завищене значення струму , оскільки

, (2)

де І_v – струм, що протікає через обмотку вольтметра.

Величина вимірюваного опору в цьому випадку

, (3)

де R_v– опір обмотки вольтметра.

У схемі, поданій на рис.1,б, амперметр вимірює струм , що протікає крізь вимірюваний опір R_x , а вольтметр вимірює напругу, яка дорівнює сумі спадів напруги U_x на вимірюваному опорі R_x і U_А – на амперметрі. Тому величина вимірюваного опору

, (4)

де – опір обмотки амперметра.

Якщо вимірюваний опір значно менший опору обмотки вольтметра, який зазвичай становить тисячі омів, то в рівнянні (3) можна знехтувати струмом І_v . Тоді

. (5)

У тих випадках, коли вимірюваний опір за своєю величиною співмірний з опором обмотки вольтметра, слід користуватись схемою рис.1,б, а при розрахунку не враховувати малого спаду напруги U_А на амперметрі. В цьому випадку величина вимірюваного опору

. (6)

Отже, обидві наближені формули (5) та (6) дають певну похибку, величина якої залежить від співвідношення між величинами опорів R_x, R_А, R_v. В практиці електричних вимірювань для опорів слід віддати перевагу схемі рис.1,а, що забезпечує меншу похибку вимірювання. Якщо ж , то менша похибка вимірювання забезпечується схемою рис.1,б. Відносна похибка вимірювання опорів за методом амперметра й вольтметра дорівнює сумі відносних похибок вимірювання напруги й струму :

(7)

де , , – відносна похибка вимірювання напруги, струму й опору відповідно; , – клас точності вольтметра й амперметра; , – межа вимірювання вольтметра й амперметра.

Слід зазначити, що для вимірювання опорів методом амперметра й вольтметра вимірювальні прилади треба добирати з такими межами вимірювання, щоб їх покази були близькі до номінальних значень.

Для визначення параметрів індуктивної котушки та конденсатора застосовується метод вольтметра, амперметра й ватметра (рис.2).

Рис.2. Схема вимірювання параметрів індуктивної котушки.

За відомими показами приладів можна обчислити розрахункове значення активного опору R котушки:

(7)

та повний опір котушки:

. (8)

Тоді індуктивний опір та індуктивність котушки знаходимо за виразами:

. (9)

Відносна похибка вимірювання вказаних параметрів:

(10)

де , , – відносна похибка вимірювання відповідно напруги, струму й потужності.