Файл: Методические указания по лаборатоным работам иркутск 2008г. Лаборатоная работа и1.doc

Измерение малых сопротивлений двойным мостом:

1. Собрать схему (рис.).

2. Переключатель SA на стенде поставить в положение "Тд".

3. Один штепсель моста вставить в положение "Т", два других согласно табл.4. Сопротивление R_N выбирается согласно табл.4.

Таблица 4

Rх	RN, Ом	R1=R2, Ом
R1	0,001	1000
R2	0,001	100
R3	0,001	10
R4	1	1000
R5	1	1000

4. Напряжение установить U в пределах (2-4) В.

5. 
   Включить кнопку "К" и при нажатом тумблере "Т", подбирая значения сопротивления R, уравновесить мост.
   
6. 
   Результаты измерений занести в табл.5.
   

Таблица 5

R1=R2, Ом	RN, Ом	R, Ом	Rх, Ом	R, %

Измерение сопротивления изоля­ции мегомметром:

1. Отключить питание стенда.

2. Измерить сопротивление изоляции между проводами и ней­тральным проводом. Результаты измерений занести в табл.6.

Таблица 6

Точка замера	Сопротивление
А-В
А-С
В-С
А-N
В-N
С-N

3. Сделать заключение о состоянии изоляции.

Определение погрешностей изме­рений :

1. 
   При измерениях методом амперметра-вольтметра погрешности вычисляются по выражениям (4)-(7). Результаты во всех случаях записываются в соответствующие таблицы в графу _R, %.
   
2. 
   Относительную погрешность измерения для одинарного мос­та можно вычислить по выражению:
   

---

_R = Rх/Rх = R1/R1 + R2/R2 + R/R,

где значения относительных погрешностей плеч отношений R1/R1 и R2/R2 моста МТВ равны каждое 0,012%, а величина абсолют­ной погрешности плеча сравнения вычисляется по формуле:

R = _i=1⁵n_iR_i = n_i_iR_i/100,

где i - порядковый номер декады сопротивлений по табл.7; n_i - количество катушек каждой декады, включенных в цепь моста при сравнении; R_i - абсолютная погрешность каждой катушки i-ой декада; R_i - сопротивление одной катушки i-ой декада; _i - относительная погрешность изготовления катушки i-ой декады, которая определяется по табл.7 (в %).

---

Таблица 7

Наименование измеряемого параметра	Порядковый номер декады i
	1	2	3	4	5
Сопротивление катушки i-ой декады Ri, Ом	0,1	1,0	10	100	1000
Относительная погрешность катушки i-ой декады i, %	1,0	0,1	0,05	0,02	0,02

3. 
   Относительная погрешность измерения для двойного моста определяется выражением:
   

_R = R/R + R2/R2,

причем погрешностью образцового сопротивления R_Nздесь пре­небрегают. Значение R2/R2 равно 0,012%, а величина R опре­деляется по методике предыдущего пункта.

Контрольные вопросы

1. 
   Почему схема применяется для измерения больших сопро­тивлений?
   
2. 
   Почему схема применяется для измерения малых сопротив­лений?
   

3. Привести схему одинарного моста, записать уравнение рав­новесия.

4. Почему при измерении малых сопротивлений одинарный мост дает большие погрешности?

5. Привести схему двойного моста, записать условие равно­весия.

6. Как в схеме двойного моста исключается влияние сопротив­лений соединительных проводов и контактов?

7. Равенство каких сопротивлений должно выполняться в схеме двойного моста?

8. Объяснить принцип действия и устройство мегоммера.

9. Чем определяются погрешности измерений в каждом методе?


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА И-10

ЭЛЕКТРОННЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

Цель работы - ознакомление с принципом действия, устройством и основными характеристиками электронного осциллографа; проведе­ние с помощью осциллографа практических измерений.

Оборудование и принадлежности: электронный осциллограф, звуковой генератор, вольтметр, магазин сопротивлений, конденса­торы.
1. Основные понятия

Электронный осциллограф является прибором, позволяющим производить измерение и регистрацию быстро изменяющихся во времени электрических величин. Он предназначен для прямых измерений напряжения путем наблюдения и фотографирования зависимости иссле­дуемого напряжения от времени. Основное его отличие от других измерительных приборов заключается в том, что измеряемое быстро изменяющееся напряжение преобразуется в видимое на экране изо­бражение.

---

В состав осциллографа (рис.) входят следующие основные блоки: электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), входной делитель напря­жения (ВДН), усилитель вертикального отклонения (УВО), усилитель горизонтального отклонения (УГО), блок синхронизации (БС).







Электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянный вакуумный баллон (рис.), внут­ри которого расположены электрон­ная пушка и отклоняющая система. Передняя торцевая часть трубки является экраном.

Электронная пушка состоит из катода Ккосвенного накала, нагревателя Н, модулятора С и двух анодов А1 и А2. Электрон­ная пушка создает поток электронов и формирует его таким образом, чтобы на экране он сходился в точку. Поток электронов ими­тируется катодом К с нагревателем Н. Электрод С, располо­женный вблизи катода, регулирует ток электронного луча и яркость светового пятна на экране путем подачи отрицательного относи­тельно катода потенциала. Первоначальное ускорение и фокусиров­ка электронного пучка происходит под влиянием электрического поля фокусирующего анода А1. Окончательное ускорение электронов производится ускоряющим анодом А2. В пространстве вне электронной пушки постоянное электрическое поле отсутствует и электроны движутся по инерции. Поле устраняется тем, что на бо­ковые стенки трубки наносится проводящее покрытие (аквадаг), электрически соединенное со вторым анодом.

Отклоняющая система составлена двумя парами отклоняющих пластин: вертикального отклонения Y1, Y2. и горизонтального отклонения Х1, Х2. Наличие двух пар пластин позволяет управ­лять лучом в двух взаимно перпендикулярных направлениях и уста­навливать световое пятно в любой точке экрана. Внутренняя сторо­на экрана покрыта люминофором, который светится при бомбардиров­ке его электронным пучком.

При подаче постоянного напряжения U на пластины световое пятно смещается на расстояние h на экране. Величина S=h/U называется чувствительностью трубки по данной паре (X или У) пластин.

Усилители УВО и делитель ВДН служат для расширения диапазо­на измеряемых осциллографом напряжений. Пилообразное напряжение блока развертки поступает на X пластины и используется для сме­щения светового пятна по горизонтали с постоянной скоростью. Чтобы при следующем прямом ходе развертки изображение периоди­ческого сигнала совпало с предыдущим изображением и в итоге на экране получалась неподвижная картина зависимости исследуемого напряжения от времени, блок синхронизации запускает блок развертки в определенной фазе исследуемого сигнала.

---

В лабораторной работе использован электронный осциллограф С1-101 со следующими характеристиками:

полоса пропускания обоих усилителей от 0 до 20 кГц;

входное сопротивление усилителей не менее 300 кОм;

максимальная чувствительность по входам около 0,1 мм/мВ;

диапазон длительности развертки от 0,001 до 100 с;

нелинейность развертки не более 5%;

погрешность измерения амплитуды не превышает 10%;

калибрационные метки для измерения длительности устанавли­ваются с погрешностью не более 5%.
В осциллографе имеется устройство калибровки по амплитуде, вырабатывающее трапецеидальные импульсы амплитудой 1 В.

Осциллограф включается тумблером СЕТЬ. После прогреве в течение двух минут ручками ЯРКОСТЬ и ФОКУС регулируются яркость и размеры светового пятна на экране. Устанавливаются час­тота развертки, вид синхронизации и требуемое усиление каналов.
2. Методика и техника эксперимента

Определение чувствительности осциллографа и измерение амплитуд и длительностей сигналов.

Измерение сдвига фаз между током и напряжением в RC цепи.

Проведение контрольных измерений частоты звукового генера­тора сравнением с частотой сетевого напряжения.
3. Порядок выполнения работы

Измерение амплитуд и длитель­ности сигналов

1. 
   С
   обрать схему (рис.). Синусоидальное напряжение 6 В подать на вход "Y" осциллографа N. Переключатель ОСЛАБЛЕНИЕ Уустановить в положение 1:10. После проверки схемы преподавате­лем включить питание. Установить на экране неподвижное изображе­ние входного сигнала.
   

2. 
   Отключить сигнал от осциллографа и уста­новить на осциллографе переключатель ОСЛАБЛЕНИЕ У в положение 1:1, а левый верхний пере­ключатель - в положе­ние К. Ручкой УСИЛЕНИЕ У установить величину контрольного сигнала, равную 50 мм по масштабной сетке (расстояние между линиями соот­ветствует 1 В). При этом чувствительность S = 50 мм/В.
   
3. 
   Левый верхний переключатель осциллографа установить в положение ВЫК, переключатель ОСЛАБЛЕНИЕ У - в положение 1:10 и вновь подключить исследуемый сигнал. Измерить его двойную ампли­туду 2hm, найти действующее значение напряжения U и данные вместе с показаниями вольтметра Uv занести в табл.1.
   

Таблица 1

---