Лаб. работа 2 +EWB. Лаборато

• Название: Лаборато
• Дата: 10.12.2021
• Размер: 261.18 Kb.
• Имя файла: Лаб. работа 2 +EWB.docx
• Тип: Документы; #299407
• страница: 1 из 5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ
Целью работы является изучение методов измерения активных сопротивлений и анализ погрешностей полученных результатов.
1. Основные положения.

В данной лабораторной работе исследуются 3 метода измерений активных сопротивлений: метод непосредственной оценки, косвенный метод, и метод сравнения с мерой.

1. В методе непосредственной оценки величины измеряемого сопротивления определяется непосредственно по прибору (микроамперметру), шкала которого проградуирована в единицах сопротивлений (Ом, кОм. МОм).

Для измерения больших сопротивлений ( Ом) метод непосредственной оценки реализуется с помощью омметра, построенного по последовательной схеме рис.1.



Рис.1.1

Показание амперметра определяется выражением:

(1.1)

где – напряжение источника питания;

– переменный резистор, служащий для калибровки «0»;

– внутреннее сопротивление электромеханического прибора, в качестве которого используется высокочувствительный амперметр;

– испытуемый образец.

Из выражения (1) следует, что показания амперметра однозначно определяются величиной сопротивления , поскольку , , – величины постоянные. Так как с течением времени напряжение батареи падает, то перед каждым измерением следует устанавливать «0» омметра, закорачивая клеммы . В этом случае ток , как следует из выражения (2.1), изменением сопротивления регулировочного резистора устанавливается равным номинальному току . Отсюда следует, что нуль омметра совмещен с максимальным показанием прибора, а нулевое показание прибора соответствует , и шкала омметра неравномерная.

Для измерения малых сопротивлений R_X 10 Ом метод непосредственной оценки реализуется при параллельном соединении измеряемого сопротивления и прибора (рис.2.).



Рис.1.2.
Калибровка омметра в этом случае производится при разомкнутых клеммах для подключения сопротивления, т.е. , и изменением величины устанавливается ток , т. е. равный максимальному показанию прибора. При замыкании клемм показание прибора равно нулю, поскольку замыкаются клеммы прибора. При подключении любого малого сопротивления показание прибора определится из выражения:

(1.2)

и, как и в предыдущем случае, шкала омметра будет иметь неравномерный характер.

2. В косвенном методе измеряемое сопротивление определяется согласно известному закону Ома, т.е. зависимости тока и падения напряжения от измеряемого сопротивления:

(1.3)

В реальных измерительных схемах подключение измерительных приборов (амперметра и вольтметра) оказывает влияние на результат измерения, вызывая систематические методические погрешности, зависящие как от внутренних сопротивлений приборов, так и от способа подключения этих приборов в схему.

При измерении малых сопротивлений, т. е. величина которых сравнима с внутренним сопротивлением амперметра и значительно меньше внутреннего сопротивления вольтметра, используется схема с параллельным подключением вольтметра к измеряемому резистору, рис.3.



Рис.1.3.

Для этой схемы справедливо выражение:

(1.4)

где: – проводимость внутреннего сопротивления вольтметра;

– проводимость измеряемого сопротивления;

– падение напряжения на резисторе (показание вольтметра);

– показание амперметра (сумма токов через вольтметр и измеряемое сопротивление).

Заменяя в формуле (4) проводимости через сопротивления и, решая уравнение относительно , получим

(1.5)

Примечание: по этой схеме возможно измерение сопротивлений, сравнимых с внутренним сопротивлением вольтметра, но, как будет показано ниже, систематическая методическая погрешность значительно возрастает за счет неточности задания внутреннего сопротивления вольтметра.

При измерении больших сопротивлений, т.е. величина которых сравнима с внутренним сопротивлением вольтметра и значительно больше сопротивления амперметра, применяется схема с последовательным подключением амперметра и измеряемого резистора, (рис.4).



Рис. 1.4
Для этой схемы справедливо выражение для определения измеряемого сопротивления:

(1.6)

где: – показание вольтметра;

– ток через измеряемый резистор;

– внутреннее сопротивление амперметра.

Примечание: по этой схеме возможно измерение сопротивлений, сравнимых с внутренним сопротивлением амперметра, но, как будет показано ниже, систематическая методическая погрешность значительно возрастает за счет неточности задания внутреннего сопротивления амперметра.

3. Метод сравнения с мерой реализуется по схеме одинарного моста, принципиальная схема которого приведена на рис.5.



Рис.1.5.

Сравнение измеряемого сопротивления с мерой, в качестве которой используются образцовые сопротивления , , производится по нулевым показаниям гальванометра G, включенного в диагональ ав. В потенциалы и равны, мост уравновешен изменением этом случае образцового сопротивления магазина . При этом выполняется условие равновесия

(1.7)

из которого можно найти неизвестное сопротивление

(1.8)

Таким образом, установив определенное соотношение сопротивлений резисторов и и, добившись баланса моста резистором , неизвестное сопротивление будет определено по формуле (2.8).