ЛР 2. Оборудование, приборы и инструмент

• Название: Оборудование, приборы и инструмент
• Дата: 22.12.2022
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: ЛР 2 .docx
• Тип: Документы; #859140

Цель работы: Изучение принципов, назначение и сравнение различных методов измерения сопротивлений (метод непосредственной оценки, косвенный метод, метод замещения, нулевой метод).

Оборудование, приборы и инструмент:

• 
  измеряемые резисторы,
  
• 
  вольметр DT-830b,
  
• 
  магазин сопротивлений P33 №064985 ГОСТ 7003-64,
  
• 
  источник питания УНИП-5,
  
• 
  лабораторный стенд,
  
• 
  соединительные провода.
  

Паспортные данные исследуемых резисторов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Паспортные данные резисторов.

Резистор	Марка	Номинал	Допуск	Рассеиваемая мощность
R1	МЛТ	620 Ом	±10%	0,5 Вт
R2	МЛТ	1,2 кОм	±10%	0,5 Вт

1. 
   Измерение сопротивления прямым методом (омметром)
   

В первом методе измерения сопротивления была собрана схема, которая изображена на рисунке 1. Далее было измерено сопротивление резистора R1 и R2. Результаты измерения записаны в таблицу 2. После этого определялись погрешности измерения сопротивления. Результаты вычислений, так же были внесены в таблицу 2.

Таблица 2. Результаты прямых измерений резисторов.

Резистор	Измеренное значение, Ом	Погрешность, Ом	Погрешность, %
R1	618	8,18	1,324
R2	1179	13,79	1,170

Определение погрешности измерения сопротивления:

2. 
   Измерение сопротивления резисторов косвенным методом
   

Во втором методе измерения была собрана схема, которая изображена на рисунке 2. Далее было измерено напряжение и ток. Результаты измерения записаны в таблицу 3. После этого, определялись погрешности измерения напряжения и тока. Результаты расчётов так же записывались в таблицу 3. Зная значения погрешностей напряжений и тока, рассчитывалось сопротивление и погрешность измерения сопротивления по формулам, указанным в описании. Результаты расчётов записаны в таблице 3.

Таблица 3. Результаты косвенных измерений сопротивления

	U, В	∆U, В	I, mА	∆I, mA	R, Ом	∆R, Ом
R1	3,75	0,049	5,98	0,060	615,652	8,152
R2	5,32	0,057	4,45	0,045	1214,623	12,719
		∆U, %		∆I, %		∆R, Ом
R1		1,3		1,002		1,3
R2		1,064		1,002		1,064

Определение погрешности измерения напряжения:





Определение погрешности измерения тока:





Определение сопротивление резистора:





Определение погрешности измерения сопротивления:

3. 
   Измерение сопротивления резисторов методом замещения
   

Рис. 3. Измерение сопротивления замещением (шаг 1).

Для измерения сопротивления третьим методом, измерили действительное значение ограниченного сопротивления прямым методом при помощи омметра. Результаты измерения записаны в таблицу 4. После этого собрали схему, указанную на рисунке 3. Полученные в результате измерения значения тока записаны в таблицу 4. Далее не разбирая предыдущей схемы (рис. 3.), заменяем резисторы на магазин сопротивлений по схеме, указанной на рисунке 4.



Рис. 4. Измерение сопротивления замещением (шаг 2).

В результате измерения, полученные значения внесли в таблицу 4. Затем определялись погрешности измерения сопротивления R_огр и R*, напряжения и тока, по формулам, указанным в таблице 2.21 в приложении. Результаты расчётов так же записывались в таблицу 4. Зная значения погрешностей сопротивлений R_огр и R*, напряжений и тока, рассчитывалось сопротивление и погрешность измерения сопротивления по формулам, указанным в описании. Результаты расчётов записаны в таблице 4.

Таблица 4. Результаты измерений сопротивления замещением.

	Rогр	∆Rогр, Ом	I, mA	∆I, mA	I*, mA	∆I*, mA	R*,Ом	∆R*,Ом	R,Ом	∆R, Ом	Uист, В	∆Uист, В
R1	1034	12,34	5,96	0,060	5,96	0,060	619,9	8,199	619,9	31,186	10	0,08
R2			4,46	0,045	4,46	0,045	1179,9	13,799	1179,9	37,407
										∆R,%
R1										5,031
R2										3,170

Определение погрешности измерения напряжения:



Определение погрешности измерения тока:





Определение погрешности сопротивления R_огр



Определение погрешности сопротивления R*





Определение погрешности сопротивления:

4. 
   Измерение сопротивления нулевым методом (балансировка измерительного моста.
   

В четвёртом методе измерения, для начала измерили значения сопротивления R’_M и R”_M. Определили погрешность измерения сопротивления R’_M и R”_M, по формулам, указанным в таблице 2.21 в приложении. Результаты вычислений, записаны в таблице 5.

Таблица 5. Результаты измерения моста

Резистор	Сопротивление, Ом	Погрешность, Ом
R’M	1034	22,048
R”M

Определение погрешности сопротивления моста:



Для измерения сопротивлений резистора, собрали схему, указанную на рисунке 5.



Рис. 5. Измерение сопротивления нулевым методом.

В результате измерения, полученные значения внесли в таблицу 6. Затем определялись погрешности измерения сопротивления R_М и R* и напряжения по формулам, указанным в таблице 2.21 в приложении. Результаты расчётов так же записывались в таблицу 6. Зная значения погрешностей сопротивлений R_М и R*и напряжений, рассчитывалось сопротивление и погрешность измерения сопротивления по формулам, указанным в описании. Результаты расчётов записаны в таблице 6.

Таблица 6. Результаты измерения сопротивления нулевым методом.

	Uвх, В	∆Uвх, В	RМ, Ом	∆RМ, Ом	R*, Ом	∆R*, Ом	Uвых, В	∆Uвых, В	R, Ом	∆R, Ом	∆R, %
R1	10	0,08	1034	12,34	620,2	9,442	0	0	620,2	14,097	2,273
R2					1185,2	16,222			1185,2	25,755	2,173

Определение погрешности измерения напряжения:



Определение погрешности сопротивления R*





Определение погрешности сопротивления:





Вывод: В ходе лабораторной работы были получены значения сопротивления с помощью различных методов : метод непосредственной оценки, косвенный метод, метод замещения, нулевой метод.

При использовании метода непосредственной оценки погрешность составила ±1,324% для сопротивления 620 Ом и ±1,170% для сопротивления 1,2 кОм.

При использовании косвенного метода погрешность составила ±1,3% для сопротивления 620 Ом и ±1,064% для сопротивления 1,2 кОм.

При использовании метода замещения погрешность составила ±5,031% для сопротивления 620 Ом и ±3,170% для сопротивления 1,2 кОм.

При использовании нулевого метода погрешность составила ±2,273% для сопротивления 620 Ом и ±2,173% для сопротивления 1,2 кОм.

Таким образом, самым точным методом является метод косвенной оценки.