5 лабораторная работа, омири. Лаба 5. Кафедра рс отчет по лабораторной работе 5 по дисциплине Основы метрологии и радиоизмерений Тема измерение параметров линейных компонентов цепей студенты гр. 1102 Шпаковский М. Чернобривец Д. Беспалов В
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра РС ОТЧЕТ по лабораторной работе №5 по дисциплине «Основы метрологии и радиоизмерений» Тема: ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ КОМПОНЕНТОВ ЦЕПЕЙ Студенты гр.1102 Шпаковский М. Чернобривец Д. Беспалов В. Преподаватель Воскресенский Д.М Санкт-Петербург 2023 Цель работы. Цель работы – изучение методов измерения параметров линейных компонентов, а также основных технических характеристик, устройства и применения измерителя иммитансных параметров Е7-15. Основные теоретические положения. Измеритель иммитанса Е7-15 предназначен для измерения иммитансных параметров электрорадиокомпонентов: резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности. Полное сопротивление Z R jX содержит в общем случае активную R и реактивную X составляющие. Если реактивное сопротивление носит индуктивный характер, то X L 2fL , а если емкостной, то X 1/C 1/2fC, – круговая частота, а f – частота, на которой проводят измерения. При индуктивном характере сопротивления в последовательной эквивалентной схеме Q L/R 1/D , в случае емкостного характера сопротивления D CR 1/Q . Полная проводимость Y G jB в общем случае состоит из активной G и реактивной B составляющих. Для проводимости емкостного характера B C 2fC , а при индуктивном характере B 1/L 1/ 2fL. В параллельной схеме D 1/CR G C 1/Q . Структурная схема прибора приведена на Рис. 1. Напряжение рабочей частоты генератора подается на измеряемый объект, подключаемый к преобразователю т н Y U ,U . Преобразователь формирует два напряжения, одно из которых Uт пропорционально току, протекающему через измеряемый объект, а другое Uн напряжению на нем. Отношение комплексных амплитуд этих напряжений равно полной проводимости Y или полному сопротивлению Z  Рис. 1. Структурная схема измерителя иммитанса Е7-15 Измерение отношения напряжений проводится аппаратно-программным логометром. Его аппаратная часть состоит из двух коммутаторов S1 и S2, масштабного усилителя, перемножителя, фильтра нижних частот и цифрового вольтметра, использующего метод двойного интегрирования. Итогом работы программной части логометра является расчет отношения напряжений. Полная проводимость определяется выражением (Рис. 2.)  Рис. 2. где G – активная проводимость; B – реактивная проводимость; I и U – комплексные амплитуды тока и напряжения на исследуемом элементе; kY – известный коэффициент, имеющий размерность проводимости; Ux – числитель измеряемого отношения; U0 – знаменатель измеряемого отношения; E, F, S, T – проекции U т и U н на оси опорных напряжений Uоп и jUоп. Аналогичные соотношения имеют место для вычисления полного сопротивления:  Рис. 3. где R – активное сопротивление, X – реактивное сопротивление, вычисляемые по формулам, kZ – известный коэффициент, имеющий размерность сопротивления. Также, в случае измерения низкоомных объектов источник сигнала работает как генератор тока (5-й – 8-й пределы измерения) и более удобным является измерение в форме составляющих полного сопротивления (U x Uн , Uо Uт . Требуемая форма иммитанса достигается пересчетом из первичной формы (G, B или R, X) и осуществляется контроллером. Расширение пределов измерения достигается за счет изменения коэффициента передачи усилительного тракта логометра при измерении составляющей Ux в 10, 100 и 1000 раз. С выхода усилителя гармоническое напряжение Um t 0 sin , пропорциональное току Uт или напряжению Uн в зависимости от состояния переключателя S1, поступает на перемножитель. На второй вход перемножителя поступает опорное напряжение с генератора: U0 sin0t либо U0 cos 0t в зависимости от состояния переключателя S2. При этом на выходе перемножителя получают, соответственно, напряжения  Переменные составляющие с удвоенной частотой подавляются фильтром нижних частот. Постоянные составляющие напряжения, пропорциональные Um cos и Um sin и называемые квадратурными компонентами, измеряются поочередно цифровым вольтметром. Косинусные составляющие позволяют определить компоненты E и S, а синусные – компоненты F и T. Измеренные значения вводятся в блок управления, после чего производятся вычисления. Обработка результатов эксперимента. Были посчитаны средние значения сопротивления, среднее отклонение R от номинального, выборочная дисперсия, границы доверительного интервала для трех значений m.  Зададим = 0,975. Тогда при m = 10 значение t (0,975; 10) = 2,228; для m = 20 значение t (0,975; 20) = 2,086; для m = 30 значение t (0,975; 30) = 2,042
Таким образом, для 𝑚 = 10: 𝑅̅ = 11,96 кОм ̅∆̅̅𝑅̅ = −0,04 кОм 𝜎2 = 38,19 кОм𝛿1 = −1,47𝛿2 = 0,82  →  то есть значения лежат в доверительном интервале. Для  :       →  , в данном случае значения также лежат в доверительном интервале. Для  :       →  , в данном случае значения не лежат в доверительном интервале. Для емкостей конденсаторов проводятся аналогичные расчеты:
При Cном = 1200 пФ Таким образом, для  :       →  , то есть значения лежат в доверительном интервале. Для :   Для :   Измерение емкости и фактора потерь сегнетокерамического конденсатора
∆C по таблице в соответствии с пределом измерения. для 4 предела  для 5 предела ∆D аналогично  для 4 предела  для 5 предела Измерение индуктивности и фактора потерь катушки с ферромагнитным сердечником
Для индуктивности и фактора потерь катушки с ферромагнитным сердечником ΔL:  для 5 и 6 предела ΔD:  для 5 и 6 предела ΔQ:  Выводы. В ходе данной лабораторной работы был изучены методы измерения параметров линейных компонентов с помощью измерителя иммитанса E7-15. Нами были измерены иммитансные параметры резистров, конденсаторов и катушек индуктивности. Для резистров были рассчитаны среднее значение сопротивления, среднее значение отклонения от номинального значения, выборочная дисперсия и рассчитан доверительный интервал для трех значений m. Таким образом, для :       →  то есть значения лежат в доверительном интервале. Для  :     , в данном случае значения также лежат в доверительном интервале. Для  :       →  , в данном случае значения не лежат в доверительном интервале. По аналогии с резисторами для конденсаторов были получены средние емкости, среднее значение отклонения от номинального значения, выборочная дисперсия и доверительный интервал также для трех значений m. Таким образом, для  :   → , то есть значения лежат в доверительном интервале. Для :  Для : Также для сегнетокерамического конденсатора были измерены емкости и фактор потер при разных частотах, включенном и выключенном смещении, а для катушки с ферромагнитным сердечником измерены индуктивности и фактор потерь. |
2,0*
8,0*
7,0*
