Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Вимірювання опорів за допомогою мостових схем
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Електронні пристрої і системи
Кафедра:
Кафедра електронних приладів
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Методичні вказівки до лабораторної роботи
Предмет:
Техніка фізичного експерименту
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет “Львівська політехніка”
Вимірювання опорів за допомогою мостових схем
Методичні вказівки
до лабораторної роботи з дисципліни
“Техніка фізичного експерименту”
для студентів базового напрямку
6.0908 “Електронні пристрої і системи”
Затверджено
на засіданні кафедри
“Електронні прилади”
Протокол N від 2009 р
Львів - 2009
Вимірювання опорів за допомогою мостових схем: Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу “Техніка фізичного експерименту” для студентів базового напрямку 6.0908 “Електроніка” Укл. Л.М. Ракобовчук, С.О. Юр’єв, М.І. Лосик. - Львів: НУЛП, 2003, - 7 с.
Укладачі: Ракобовчук Л.М., канд. техн. наук, доц.
Юр’єв С.О., канд. фіз.-мат. наук, доц.
Лосик М.І., канд. фіз.-мат. наук, доц.
Рецензенти:
П.Й. Стахіра, канд. техн. наук, доц.
Б.М. Яворський, канд. техн. наук, доц.
Мета роботи – ознайомитись з принципами вимірювання опорів із застосуванням мостових схем.
1. Завдання для підготовки до роботи
Ознайомитись з роботою мостових схем вимірювання опорів.
Повторити теоретичний матеріал по темі: Мостові схеми вимірювання опору. Міст Уітстона, його застосування при вимірюванні опорів.
1.3. Повторити правила роботи в системному пакеті MathCad.
1.4. Ознайомитись з вимогами до звіту.
2. Зміст звіту
За електричною схемою запропонованою викладачем провести наступні розрахунки:
2.1. В програмі MathCad оцінити точність вимірювання опорів мостовими схемами.
2.2. Проаналізувати можливість використання даного моста для вимірювання опорів.
2.4. Зробити необхідні висновки.
3. Теоретичні відомості
3.1. Міст Уітстона і принцип його роботи
Мостом Уітстона називають схеми, показані на рис. 1. Опір, що вимірюється х і відомі опори R, RХ і RУ утворюють плечі моста (рис. 1а), а джерело живлення E і гальванометр включені в його діагоналі. Якщо вимірювальна діагональ розімкнена, то по гілках х, R і RХ RУ течуть струми:
Падіння напруги на опорах х і RХ рівні відповідно:
(1)
Якщо опори підібрані так, що
= (2)
то, і при закорочуванні вимірювальної діагоналі струм в ній не потече - міст буде урівноваженим (збалансованим). Користуючись властивостями похідних пропорцій, можна переписати умову балансу моста – співвідношення (2) у вигляді:
= або =. (3)
Описана схема дозволяє визначити невідомий опір х по трьох відомих опорах R, RХ і RУ. Відповідно до виразу (3) опір R називають плечем порівняння, а опори RХ і RУ плечами відношення. Для вимірювання опорів немає необхідності в тонкому регулюванні всіх трьох відомих опорів. У магазинних мостах Уїтстона, де всі плечі виконані у вигляді магазинів опорів, роблять тонко регульованим плече порівняння R, а плечі відношення RХ і RУ збирають з декадних опорів, наприклад, 1, 10, 100,... Ом.
У лінійних (реохордних) мостах (рис. 1б) використовується грубий набір опорів порівняння R, а плавно регульовані опори відношення виконують у вигляді реохорда з рухливим контактом. При цьому відношення опорів RХ/RУ дорівнює відношенню довжин відповідних відрізків довжини реохорду LХ /LУ, так що замість (3) можна написати такий вираз:
(4)
де L - повна довжина реохорда. Таким чином, досить знати точне значення тільки опору порівняння R.
Рис. 1. Схеми містків Уітстона.
В схемі рис. 1а при зміні місцями живильної і вимірювальної діагоналі (використати RХ як плече порівняння, а r і Rr як плечі відношення), не змінює умови балансу (3).
3.2. Вимірювання опорів за допомогою моста Уітстона методом порівняння (нульовий метод)
В цьому методі проводиться безпосереднє порівняння опорів (рис. 1а), а як індикатор відсутності струму використовується гальванометр. Точність вимірювання визначається тільки точністю, з якою виготовлені відомі опори, і чутливістю схеми. Чутливість схеми визначається граничною чутливістю гальванометра і величиною струму, який тече у вимірювальній діагоналі при невеликому розбалансуванні моста.
При зміні невідомого опору від = до на кінцях вимірювальної діагоналі виникає напруга (U. Струм в діагоналі буде , де RG – внутрішній опір гальванометра.
Коли RG велике в порівнянні з опорами плечей моста і батареї, величину (U можна підрахувати за виразами (1), замінивши х на х+ (х:
(5)
Таким чином, чутливість моста максимальна, коли = R, а . У цьому випадку, . Якщо, наприклад, гранична чутливість гальванометра 10-4 В, а е.р.с. батареї E=4 В, то схема (рис. 1а) дасть відхилення х від його значення, що визначається формулою (3), близько 0,01%. Збільшуючи Е, або використовуючи більш чутливі гальванометри, можна підвищити чутливість схеми.
В приведеній оцінці чутливості величини RХ і RУ не грають ролі, поки вони малі в порівнянні з RG. Якщо RG не дуже велике, то для збільшення струму через гальванометр зменшують опори всіх плечей, вибираючи R меншим від х.
Точність вимірювань в мостовій схемі обмежується не тільки її чутливістю, але і точністю регулювання відомих опорів. Так, якщо в реохордному мості положення рухливого контакту реохорда вираховується з похибкою (L, то похибка опору обчислюється за виразом:
(6)
Так само, як і у випадку, коли точність обмежується чутливістю схеми, похибка вимірювання х мінімальна, коли:
.
У магазинному мості опорів Уітстона точність вимірювання обмежується кінцевою величиною кроку зміни опорів. Очевидно, що відносна похибка вимірювання х буде тим менша, чим більше R. З іншого боку, збільшення R до дуже великих значень у порівнянні із значенням х знижує чутливість мостової схеми.
У всіх випадках потрібно мати на увазі, що відносна похибка встановлення опорів буде великою для малих значень R.
4. Порядок виконання роботи
4.1. За схемою (рис. 1а) за виразом (3) вирахувати х.
Таблиця 1.
Дані для розрахунку.
R, Ом
RХ, Ом
RУ, Ом
RG, Ом
700
400
250
250
700
400
400
250
700
0,5
1,0
2,0
4.2. Вирахувати (U за виразом (5), де (х брати 1% від х.
4.3. Визначити відносну похибку вимірювання для схеми (рис. 1б) при різних співвідношеннях за виразом (6) при R=const.
Таблиця 2.
Дані для розрахунку.
R, Ом
RУ, Ом
1
0,8
0,5
650
650
650
0,5
0,5
0,5
1
0,8
0,5
500
500
500
1,0
1,0
2,0
Список літератури
В.А. Соловьев, В.Е. Яхонтова. Основы измерительной техники.- Л.: Изд-во Ленуниверситета, 1998. – 216 с.
Навчальне видання
Вимірювання опорів за допомогою мостових схем
Методичні вказівки до лабораторної роботи з дисципліни
“Техніка фізичного експерименту” для студентів
базового напрямку 6.0908 “Електроніка”
Укладачі: Ракобовчук Лариса Маратівна,
Юр’єв Сергій Олексійович,
Лосик Микола Іванович
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора