Прямі виміри активного електричного опору у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW Опис лабораторної роботи

Скачати 79.53 Kb.

Назва	Прямі виміри активного електричного опору у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW Опис лабораторної роботи
Дата	23.05.2013
Розмір	79.53 Kb.
Тип	Документи

bibl.com.ua > Фізика > Документи

Прямі виміри активного електричного опору

у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW

Опис лабораторної роботи

2007

1. Мета роботи

Одержання навиків виміру активного електричного опору. Ознайомлення з методами виміру опору. Придбання відомостей про будову і характеристики деяких омметрів.
2. Обладнання, програмне та інформаційно-методичне забезпечення.

2.1. ЕОМ типу IBM PC. Програма LabVIEW 7.0 та методичні посібники для роботи з нею.

2.2. Інтерактивний електронний посібник Основи інформаційно-електронних технологій.
3. Теоретичні відомості

Перед виконанням роботи повторіть питання обробки і представлення результатів прямих і непрямих вимірів і ознайомтеся із наступними питаннями.

• Вимірювання електричного опору постійному струму методами безпосередньої оцінки і порівняння з мірою.

• Причини виникнення і способи обліку похибок при прямих і непрямих вимірах електричного опору.

• Будова, принцип дії й основні характеристики електромеханічних омметрів.

• Будова, принцип дії й основні характеристики електронних (аналогових і цифрових) омметрів.

• Будова, принцип дії й основні характеристики вимірювальних мостів постійного струму.

• Засоби і способи реалізації методів виміру, використовуваних при виконанні роботи.

• Будова і характеристики засобів вимірів, використовуваних при виконанні роботи.

Прямі виміри опору робляться як приладами безпосередньої оцінки - омметрами, так і методом порівняння за допомогою вимірювальних мостів. Омметри і мости бувають електромеханічними, електронними і цифровими.

Основним елементом електромеханічного омметра є магнітоелектричний механізм або магнітоелектричний логометр. У залежності від схеми вони призначені для виміру або великих (від одиниць Ом до десятків або сотень мегаОм), або малих (менше 1 Ом) активних опорів. Багатодіапазонні омметри можуть об'єднувати відповідні схеми в однім приладі. Логометричні омметри мають переваги, що випливають із незалежності показань від напруги живлення. Похибка омметрів розглянутих типів звичайно лежить у діапазоні від одного до декількох відсотків, причому вона неоднакова на різних ділянках шкали і різко зростає на обидва її кінці.

Великі опори (до 10¹⁰-10¹⁷ Ом) вимірюються електронними мегаомметрами і терраомметрами, що звичайно містять у собі вимірювальні підсилювачі, що забезпечують високий вхідний опір приладу.

Цифрові омметри, як правило, входять до складу цифрових мультиметрів. Такі омметри дозволяють вимірювати опори в діапазоні від десятих долей Ом до десятків мегаОм. Наприклад, багатодіапазонний омметр, що входить до складу

2

мініатюрного цифрового мультиметра М832, дозволяє вимірювати опори в діапазоні від 0,1 Ом до 2 МОм із приведеною похибкою біля 1%.

Одинарні мости постійного струму широко застосовуються для вимірювання опору середніх значень (від 1 Ом до 1000 Ом). Вимірювальний міст являє собою стаціонарний або переносний прилад із набором магазинів опорів, з'єднаних у мостову схему. Індикатором нуля звичайно служить гальванометр магнітоелектричної системи. Гальванометр може бути убудованим у прилад або зовнішнім, так само як батарея або блок живлення. Похибки резисторів, що входять до складу моста, дають основний внесок у похибку виміру. Значна похибка, особливо при малих значеннях вимірюваних опорів, може бути обумовлена впливом опору сполучних проводів, за допомогою яких вимірюваний опір підключається до затискачів. Вимір великих опорів утруднено малою чутливістю схеми і впливом паразитних провідностей. Типові значення приведеної похибки при вимірі опорів одинарним мостом складають 0,005-1,0%. Однак при вимірі великих опорів похибка може складати від 5% до 10%. Для виміру малих опорів застосовують подвійні мости, схеми яких дозволяють виключити вплив опору провідників і контактів на кінцевий результат. Межі вимірів подвійних мостів охоплюють область опорів від 10-8 Ом до 1000 Ом, похибка виміру складає від 0,1% до 2%.

4. Опис лабораторного стенда

Лабораторний стенд являє собою LabVIEW комп'ютерну модель, що розташовується на робочому столі персонального комп'ютера. На стенді (мал. 3. 8.1 ) знаходяться моделі електромеханічного омметра, цифрового мультиметра, вимірювального моста постійного струму, магазина опорів і перемикача.

Мал. 3.8.1. Модель лабораторного стенда на робочому столі комп'ютера при виконанні роботи №3.8 (1 - цифровий мультиметр, 2-магазин опорів, 3-електромеханічний омметр, 4 - вимірювальний міст, 5 - трьохпозиційний перемикач)

3

При виконанні роботи моделі засобів вимірів і допоміжних пристроїв служать для рішення описаних нижче задач.

Моделі електромеханічного омметра і цифрового мультиметра використовуються при моделюванні процесу прямих вимірів активного електричного опору методом безпосередньої оцінки.

Модель вимірювального моста постійного струму використовується при моделюванні процесу прямих вимірів активного електричного опору методом порівняння з мірою.

Модель магазин опорів використовується при моделюванні роботи регульованої міри активного електричного опору.

У процесі виконання роботи модель трьохпозиційного перемикача використовується для моделювання різних схем електричного з'єднання вимірювальних приладів.

Схема вмикання приладів при виконанні роботи приведена на мал. 3.8.2.

Мал. 3.8.2. Схема з'єднань при виконанні роботи № 3.8
5. Робоче завдання

5.1. Запустіть програму лабораторного практикуму і виберіть лабораторну роботу № 3.8 «Прямые измерения активного сопротивления» у групі робіт «Измерение электрических величин». На робочому столі комп'ютера автоматично з'являться модель лабораторного стенда з моделями засобів вимірів і допоміжних пристроїв (мал. 3.8.2) і вікно створеного в середовищі MS Excel лабораторного журналу, що служить для формування звіту за результатами виконання лабораторної роботи.

5.2. Ознайомтеся з розташуванням моделей окремих засобів вимірів і інших пристроїв на робочому столі. Включіть моделі засобів вимірів і випробуйте їхні органи керування. У процесі випробування переконайтеся в тому, що вимірювальний міст можна збалансувати, а показання електромеханічного омметра і мультиметра змінюються в міру зміни опору магазина опорів.

5.3. Після того як ви переконаєтеся в працездатності приладів, підготуйте до роботи модель омметра, мультиметра і вимірювального моста.

• Включіть омметр (після вмикання на лицьовій панелі моделі займеться світловий індикатор)..

• Відкалібруйте омметр. Виберіть режим виміру омметра, що відповідає мінімальним вимірюваним опорам

, і підключіть до входу приладу

4

нескінченно великий опір (розрив кола), потім ручкою «Уст.

» установіть стрілку на поділку шкали, позначену «

». Виберіть режим виміру омметра, що відповідає максимальним вимірюваним опорам

, і підключіть до входу приладу нульовий опір (коротке замикання кола), потім ручкою «Уст. 0» установіть стрілку на нульову поділку шкали.

• Включіть цифровий мультиметр і переведіть його в режим виміру опору з автоматичним вибором меж АВП (на лицьовій панелі моделі займеться відповідний світловий індикатор).

• Включіть вимірювальний міст (після вмикання на лицьовій панелі моделі займеться світловий індикатор), виключіть всі моделі.

5.4. Приступіть до виконання завдань лабораторної роботи.
Завдання 1. Вимір активного електричного опору методом безпосередньої оцінки

а) Установіть значення опору магазина рівним 100 кОм.

б) Користуючись перемикачем, підключіть вимірюваний опір до входів омметра і мультиметра.

в) Зніміть показання омметра і мультиметра.

г) Запишіть у звіт показання омметра і мультиметра, а також відомості про клас точності використаних приладів.

д) Повторіть виміри по пп. «а»-«г», послідовно встановлюючи опір магазина рівним 10 кОм, 1 кОм, 100 Ом, 10 Ом і 1 Ом.

Завдання 2. Вимір активного електричного опору методом порівняння

а) Установіть значення опору магазина рівним 100 кОм.

б) Користуючись перемикачем, підключіть вимірюваний опір до входу вимірювального моста.

в) Використовуючи восьмидекадний перемикач і перемикач «Грубо/Точно», добийтеся балансу вимірювального моста.

г) Зніміть показання вимірювального моста.

д) Запишіть у звіт показання вимірювального моста, а також дані про його клас точності.

е) Повторіть виміри по пп. «а»-«д», послідовно встановлюючи опір магазина рівним 10 кОм, 1 кОм, 100 Ом, 10 Ом і 1 Ом.

5.5. Збережіть результати.

6. Оформлення звіту

Звіт крім прийнятої для нього інформації повинен містити:

• графіки залежності абсолютної і відносної похибок вимірів від результатів вимірів із виділеними на них смугами припустимих похибок. Рекомендована форма таблиць для запису результатів приведена нижче.
5

7. Контрольні питання

• Потрібно виміряти електричний опір, значення котрого орієнтовно дорівнює 0,01 Ом (0,1 Ом, 1 Ом, 10 Ом, 100 Ом, 10 кОм, 100 кОм, 1 МОм, 10 МОм). Як це краще зробити, якщо похибка вимірів не повинна перевищити 1 Ом (0,5%)?

• Опишіть принцип роботи електромеханічного омметра. Чим у першу чергу визначаються його метрологічні характеристики?

• Що є головним джерелом похибок магнітоелектричних омметрів?

• Яка нижня межа виміру одинарного моста постійного струму? Чим вона визначається?

• Які значення опору зручно вимірювати за допомогою подвійного моста постійного струму?

• Коли виправдано використання непрямих вимірів для визначення значення електричного опору?

• Опишіть принцип роботи цифрового омметра. Чим у першу чергу визначаються його метрологічні характеристики?

• Опишіть принцип роботи вимірювального моста постійного струму. Чим у першу чергу визначаються його метрологічні характеристики?

• Чим визначається похибка вимірів при використанні цифрового омметра?

• Чому за допомогою мостової схеми не можна вимірювати великі (більш 10 МОм) опори?

6

Література

Батоврин В.К. и др. LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий: Учебное пособие для вузов. – М: ДМК Пресс, 2005.
Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов. – Л: Энергоиздат. 1983.
РанневГ.Г., Тарасенко А.П. Методы и средства измеренийЖ Учебник для вузов. - М., Академия, 2003.
Информационно-измерительная техника и технологии. Учебник для вузов. Под ред. Г.Г.Раннева. – М. Высшая школа., 2002.
Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника. - М.: Горячая линия - Телеком. 2002.
Курс лабораторних работ для дисциплины “Метрология, стандартизация, сертификация и аккредитация” Упорядочено преподавателями Власенко В.М., Чаповский М.З., Нефедова И.М.

Укладачі: Власенко В.М., Нефедова І.М.

Друк цього опису можна виконати з файла LR_3-8_druk.doc

Схожі:

Опис лабораторної роботи Вимірювання потужності постійного електричного струму у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW	Опис лабораторної роботи Вимірювання напруги змінного електричного струму у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW
Опис лабораторної роботи Вимірювання сили постійного електричного струму у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW	Опис лабораторної роботи Вимірювання частоти і періоду електричних сигналів у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW
Опис лабораторної роботи Вимірювання частоти і періоду електричних сигналів у віртуальному комп’ютерному середовищі LabVIEW	Вимірювання кута фазового зрушення у віртуальному комп’ютерному середовищі... Придбання навиків вимірювання кута фазового зрушення. Одержання відомостей про характеристики і будову та навиків роботи цифрового...
Проектування та моделювання шифраторів Опис лабораторної роботи Ознайомлення з принципом дії, основними властивостями та параметрами шифраторів, дослідження їх характеристик та логічних функцій,...	Проектування та моделювання шифраторів Опис лабораторної роботи Ознайомлення з принципом дії, основними властивостями та параметрами шифраторів, дослідження їх характеристик та логічних функцій,...
Конструювання нестандартних та особливих компонентів електронних... Виконання досліджень характеристик котушок на навчально-дослідному лабораторному стенді для фізичного моделювання електронних пристроїв...	Конструювання нестандартних та особливих компонентів електронних... Виконання досліджень характеристик котушок на навчально-дослідному лабораторному стенді для фізичного моделювання електронних пристроїв...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання