К лабораторным работам по основам метрологии

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К лабораторным работам по основам метрологии

И электрическим измерениям

 

 

Новочеркасск 2004

УДК 621.317.3

 

 

Рецензент: д-р техн. наук, профессор В.И. Лачин

 

 

Составители: В.Т. Болдырев, Н.И. Горбатенко, Н.М. Важинский, Ю.Р. Кревченко, Л.И. Ляхов, В.Ф. Митина, Ю.В. Некрасов

 

Методические указания к лабораторным работам по основам метрологии и электрическим измерениям / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. – 79 с.

 

Методические указания предназначены для студентов электротехнических специальностей. Оформление соответствует требованиям стандартов ЕСКД.

 

 

УДК 621.317.3

 

 

© Южно-Российский государственный

технический университет (НПИ), 2004

© Коллектив авторов, 2004

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

 

При подготовке к лабораторной работе студент обязан изучить инструкцию, рекомендуемую литературу и соответствующий раздел лекций.

Для допуска к работе необходимо:

- иметь тетрадь, подготовленную для выполнения работы и составления отчета в соответствии с общими требованиями и правилами оформления текстовых документов и выполнения электрических схем в учебном процессе /7/;

- знать принцип действия лабораторной установки;

- знать программу работы и последовательность действий по ее выполнению;

- представлять ориентировочно ожидаемые результаты.

При выполнении работы необходимо строго соблюдать правила техники безопасности проведения работ в лаборатории.

Внимание! При сборке схем соблюдать полярность включения приборов. Включение лабораторных установок производить только после разрешения преподавателя. Изменения в схеме производить только при выключенном напряжении питания. Разбирать схемы установок только после проверки преподавателем полученных экспериментальных результатов.

 

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

- наименование и цели работы;

- программу работы;

- электрические схемы и перечень приборов и оборудования с указанием паспортных данных;

- результаты эксперимента в виде таблиц, графиков, осциллограмм;

- расчеты, выполненные согласно программе работы;

- выводы по работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫМ ОСЦИЛЛОГРАФОМ

Продолжительность лабораторной работы – 4 часа, самостоятельной работы – 2 часа.

Цель работы

- изучить принцип действия и особенности конструкции двухканального электронного осциллографа типа GOS-620;

- усвоить методы измерений параметров электрических сигналов с использованием электронного осциллографа;

- приобрести навыки работы с осциллографом при измерении параметров электрических сигналов в режимах внутренней и внешней синхронизации.

 

Программа работы

1 До включения в сеть установить органы управления на передней панели осциллографа в исходное положение в соответствии с разделом «Подготовка к работе» данной инструкции.

2 После включения осциллографа в сеть произвести его балансировку.

3 Произвести калибровку коэффициента отклонения (чувствительности) и коэффициента длительности развертки.

4 Измерить амплитуду, частоту, период синусоидального и импульсного сигналов, временную задержку между двумя синхронными сигналами, длительность импульса, постоянное напряжение, ток. Результаты измерений занести в таблицы.

5 Сделать выводы по результатам измерений.

 

Пояснения к работе

Электронные осциллографы предназначены для исследования формы электрических сигналов путем визуального наблюдения и измерения их временных и амплитудных значений.

Структурная схема одноканального электронно-лучевого осциллографа представлена на рисунке 1.1. Исследуемый сигнал подается на вход «Вх.Y»
делителя напряжения 1. Сигнал с выхода делителя напряжения поступает на вход усилителя 1 канала вертикального отклонения луча электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Усилитель линейно усиливает входной сигнал.

 

 

Рисунок 1.1

 

Для запуска и синхронизации генератора развертки может быть использован исследуемый сигнал (режим внутренней синхронизации), когда переключатели S₁ и S₂ установлены в положение 1, или внешний сигнал (режим внешней синхронизации), когда переключатель S₁ установлен в положение 2, а переключатель S₂ – в положение 1. Линейно-изменяющееся напряжение с выхода генератора развертки усиливается и поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ (пластины Х), перемещая электронный луч по горизонтали с постоянной скоростью. Таким образом, на экране осциллографа представляется зависимость входного сигнала от времени, при этом в режиме внешней синхронизации необходимо на гнездо «Внеш. синхр.» подать дополнительный сигнал, синхронный с исследуемым.

При наблюдении и исследовании фронта входных импульсных сигналов в канале вертикального отклонения используется линия задержки. Она обеспечивает задержку сигнала с выхода усилителя 1 относительно момента начала формирования линейно-изменяющегося напряжения в режиме внутренней синхронизации.

В приборе предусмотрена возможность поступления внешнего сигнала на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ при подаче его на гнездо
«Вх. Х». В этом случае усилитель развертки отключается от генератора развертки и подключается к делителю канала горизонтального отклонения луча ЭЛТ (S₂ – в положении 2). При этом на экране осциллографа наблюдается входной сигнал, поданный на «Вх. Y», в зависимости от сигнала, поданного на «Вх. Х».

Калибратор формирует напряжение, имеющее форму «меандра», стабильное по амплитуде и частоте, используемое для калибровки коэффициента отклонения усилителя 1 и коэффициента развертки по горизонтали.

Двухканальные и двухлучевые осциллографы применяют для одновременного наблюдения осциллограмм двух сигналов на экране одной ЭЛТ.

Структура двухканального осциллографа типа GOS-620 представлена на рисунке 1.2.

Двухканальный осциллограф содержит два идентичных канала вертикального отклонения. В состав каждого из них включен аттенюатор, эмиттерный повторитель и предварительный усилитель. Электронный коммутатор попеременно подает выходные сигналы каждого канала на оконечный усилитель, линию задержки и на вертикально отклоняющие пластины обычной ЭЛТ. В осциллографе предусмотрены четыре режима работы каналов:

· одноканальный (работает либо первый канал, либо второй),

· чередования каналов (поочередное включение каналов после каждого хода развертки),

· прерывания (работают оба канала, но переключения производятся с высокой частотой, в нашем случае с частотой 250 кГц),

· алгебраического сложения (работают оба канала одновременно на одну нагрузку).

На передней панели осциллографа типа GOS-620 находятся
следующие органы управления:

POWER – включение и выключение питания прибора,

INTEN, FOCUS – управление яркостью и фокусировкой луча, соответственно,

TRACE ROTATION – выравнивание горизонтального положения луча,

Рисунок 1.2

ALT/CHOP – при отжатом состоянии этой кнопки сигналы 1-го и 2-го каналов наблюдаются на экране поочередно (обычно при высокой скорости развертки), при нажатом состоянии – сигналы 1-го и 2-го каналов отображаются одновременно (при низкой скорости развертки),

CH2 INV – инвертирование входного сигнала 2-го канала,

TRIGGER – выбор режима синхронизации,

EXT TRIG IN – входной зажим сигнала внешней синхронизации,

SOURCE – выбор сигнала синхронизации:

СН 1 – внутренняя синхронизация осуществляется сигналом со входа СН 1;

СН 2 – внутренняя синхронизация осуществляется сигналом со входа СН 2;

TRIG.ALT – синхронизация осуществляется попеременно от сигналов СН 1 и СН 2, при этом изображение обоих сигналов будет неподвижным;

LINE – синхронизация осуществляется сигналом от сети;

EXT – синхронизация от внешнего сигнала, подаваемого через входной зажим EXT TRIG IN;

MODE – выбор типа синхронизации,

AUTO – автоматическая синхронизация (должна быть использована для наблюдения сигналов малой частоты).

NORM – внутренняя синхронизация (развертка запускается, когда амплитуда сигнала синхронизации достигает уровня, установленного ручкой TRIG LEVEL).

SLOPE – уровень синхронизации (в положении «+» синхронизация запускается, когда синхронизирующий сигнал превышает уровень синхронизации в положительном направлении; в положении «-» синхронизация запускается, когда синхронизирующий сигнал превышает уровень синхронизации в отрицательном направлении);

LEVEL – плавная регулировка уровня синхронизации;

Синхронизация развертки начинается, когда сигнал источника синхронизации превышает заранее установленный порог. Вращение регулятора TRIG LEVEL изменяет значение порога. Это позволяет устанавливать начало развертки в любую желаемую точку сигнала. При синусоидальной форме сигнала фаза, с которой начинает осуществляться развертка, меняется. Если регулятор TRIG LEVEL повернут в крайнее положительное или отрицательное положение, в режиме синхронизации NORM развертки не будет, потому что порог синхронизации больше амплитуды синусоидального сигнала.

TIME/DIV – регулировка времени развертки от 0,2 мкс/дел. до 0,5 с/дел. ступенями;

SWP.VAR – изменение времени развертки в пределах ступени плавно;

x 10 MAG – десятикратное увеличение масштаба по горизонтали
(при нажатой кнопке).

Подготовка к работе

Внимание!

Перед включением осциллографа в сеть органы управления установите в следующие положения: кнопку POWER – в отжатое положение (OFF); переключатели INTEN, FOCUS, ▲ ▼POSITION, ◄ ►POSITION – в среднее положение; ALT/CHOP – в отжатое положение (ALT); CH 2 INV, TRIG.ALT, x10 MAG – в отжатое положение; VERT MODE – в положение СН 1; VOLTS/DIV – в положение 0.5 V/DIV; VARIABLE – в положение CAL (положение по часовой стрелке); AC-GND-DC – в положение GND; SOURCE – в положение CH 1; SLOPE – в положение +; TRIGGER MODE – в положение AUTO; TIME/DIV – в положение 0.5 mSec/DIV; SWP.VAR – в положение CAL.

Нажмите переключатель POWER и убедитесь, что питание включено. Примерно через 20 секунд на экране появится линия. Если в течение минуты линия не появилась, проверьте положение переключателей и регуляторов. При помощи регуляторов INTEN и FOCUS отрегулируйте соответственно яркость и четкость линии. Выровняйте линию по центральной горизонтальной линии координатной сетки при помощи регуляторов CH 1 POSITION и TRACE ROTATION (регулируется с помощью отвертки).

После прогрева осциллографа в течение 15 минутпроизведите балансировкупоочередно каждого усилителя каналов вертикального отклонения. Для этого установите входные переключатели СН1 и СН2 в положение GND, а ручку TRIGGER MODE в положение AUTO. Установите ручку VOLTS/DIV в положение 5 mV – 10 mV. Не подавая сигнал на входы
усилителей, ручками перемещения луча по вертикали переместите линию
развертки в середину рабочей части экрана ЭЛТ. Регулировкой ручки балансировки DC BAL добейтесь независимости положения линии развертки по вертикали от положения ручек входного аттенюатора VOLTS/DIV.

Перед выполнением измерений параметров наблюдаемого сигнала произведите калибровку 1-го и/или 2-го канала.

Для калибровки используется стабильный по амплитуде (2 В) и частоте (1 кГц) сигнал образцового напряжения с выхода встроенного в осциллограф генератора (клемма CAL). Калиброванный сигнал подается на соответствующий вход канала вертикального отклонения с помощью входного кабеля. Установите переключатель AC-GND-DC в положение АС. На экране появится калибровочный сигнал, имеющий форму меандра. При помощи регулятора FOCUS сделайте изображение четким. Установите переключатели VOLTS/DIV и TIME/DIV так, чтобы форма сигнала была видна ясно. Установите регуляторы ▲▼POSITION и ◄ ►POSITION так, чтобы сигнал был выровнен по координатной сетке, и напряжение, и период удобно читались. Установите ручку VARIABLE в крайнее правое положение CAL (при измерениях ручкой VARIABLE не пользоваться). Период калиброванного меандра отрегулируйте ручкой TIME/DIV в соответствии с выбранным пределом измерения по длительности (при этом ручка SWP.VAR должна находиться в крайнем правом положении CAL).

Если изображение меандра не соответствует по амплитуде и частоте параметрам калибровочного сигнала, то регуляторами VARIABLE и SWP.VAR необходимо добиться этого соответствия и измерения выполнять при установленных положениях этих регуляторов (не в положении CAL).

 

Измерение частоты

Частоту сигнала можно определить, измерив его период Т, так как .

Другим методом определения частоты является метод сравнения неизвестной частоты с эталонной по фигурам Лиссажу. В этом случае на усилитель вертикального отклонения подают сигнал, частоту которого надо измерить, а на усилитель горизонтального отклонения — сигнал генератора образцовой частоты, которую можно изменять (режим Y(X)).

При сближении частот на экране появляется вращающийся эллипс, остановка которого указывает на полное совпадение частот. При кратном соотношении частот на экране получается более сложная фигура, причем частота сигнала по вертикали так относится к частоте сигнала по горизонтали, как отношение числа точек касания касательной к фигуре по горизонтали к числу точек касания касательной к фигуре по вертикали.

Литература

[1, С. 175-189, 414-418; 2, С. 89-96; 5, С. 54-80]

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

 

 

Часть I

Определение метрологических характеристик вольтметра

 

Продолжительность лабораторной работы – 2 часа, самостоятельной работы – 1 час.

 

Цель работы

- приобрести умение определять класс точности и другие метрологические характеристики вольтметра по экспериментальным данным;

- приобрести навыки работы с вольтметрами.

 

Программа работы

1 Произвести поверку вольтметра методом непосредственного сравнения с образцовым прибором.

2 Определить характер абсолютной погрешности и класс точности вольтметра.

3 Построить статическую характеристику вольтметра

.

4 Построить кривую чувствительности вольтметра

.

5 Построить кривую поправок вольтметра

.

6 Определить вариацию показаний и остаточное отклонение указателя вольтметра от нулевой отметки.

7 Сравнить абсолютные погрешности поверяемого и образцового вольтметров для указанных преподавателем отметок шкалы.

 

Пояснения к работе

Поверку вольтметра производят при нормальных условиях, для этой цели собирают схему, изображенную на рисунке 2.1.

В качестве образцового вольтметра PV2 используется комбинированный прибор Щ301, предел основной допускаемой погрешности которого вычисляется по формулам:

а) при измерении напряжения постоянного тока

;

б) при измерении напряжения переменного тока

.

Рисунок 2.1

Изменяя значение напряжения с помощью регулировочного резистора R, указатель поверяемого вольтметра PV1 устанавливают последовательно
на отметки шкалы, указанные преподавателем, сначала при возрастании напряжения от нуля до наибольшего значения (ход указателя «вверх»), затем при убывании от наибольшего значения до нулевой отметки поверяемого вольтметра (ход указателя «вниз»), причем указатель должен подходить к соответствующей отметке плавно (без перехода через нее) как со стороны меньших, так и со стороны больших значений измеряемого напряжения.

Действительное значение измеряемого напряжения определяется по образцовому вольтметру PV2. Для определения характера абсолютной инструментальной погрешности поверяемого вольтметра необходимо произвести ряд повторных измерений и их результаты занести в таблицу 2.1.

Приборы, применяемые для измерения в цепях постоянного и переменного токов, поверяются отдельно на постоянном и переменном токе.

Таблица 2.1 – Результаты поверки вольтметра

Показания вольтметров	Абсолютная погрешность
поверяемого	образцового	Ход указателя
		Ход указателя	вверх	вниз
вверх	вниз
град	В	В	В	В	В

Абсолютная инструментальная погрешность вольтметра определяется по формуле

,

где – показания поверяемого вольтметра, В; – показания образцового вольтметра, В.

При определении характера абсолютной погрешности необходимо
построить статистическую зависимость , для чего в осях и указать координаты всех абсолютных погрешностей, полученных при повторных
измерениях для каждой отметки шкалы.

Если зависимость будет иметь вид, представленный на
рисунке 2.2, то вольтметр обладает аддитивной абсолютной погрешностью,
и его класс точности определяется по формуле

,

где – максимальная относительная приведенная погрешность, %;
– максимальное значение абсолютной погрешности, В; – нормирующее значение измеряемой величины, в качестве которого берется, как правило, верхний предел соответствующего диапазона измерений, В.

Если зависимость будет иметь вид, представленный на рисунке 2.3, то вольтметр обладает мультипликативной абсолютной погрешностью, и его класс точности устанавливается по формуле

,

где – максимальная относительная погрешность, %.

Рисунок 2.2 Рисунок 2.3

Для построения статической характеристики вольтметра , где – угол отклонения указателя, необходимо воспользоваться результатами измерений из таблицы 2.1.

Чувствительность вольтметра определяется по формуле

, (2.1)

где – приращение угла отклонения указателя, град.;

– приращение напряжения, вызвавшего приращение , В;

Кривая чувствительности строится по статической характеристике графо-аналитическим методом, используя формулу (2.1).

На основании таблицы 2.1 заполняется таблица 2.2.

Таблица 2.2 – Определение относительной погрешности и поправки

U, В
D m, В
d m, %
–D m, В

 

В этой таблице: U – поверяемая отметка шкалы;

D _m – максимальная абсолютная погрешность на соответствующей отметке;

– максимальная относительная погрешность на соответствующей отметке;

–D _m – поправка на соответствующей отметке;

Вариация показаний вольтметра на поверяемой отметке шкалы определяется как абсолютное значение разности показаний образцового вольтметра при одном и том же показании поверяемого вольтметра, полученном при ходе «вверх» и ходе «вниз» (таблица 2.1).

Для определения остаточного отклонения указателя от нулевой отметки шкалы необходимо отметить положение указателя поверяемого вольтметра после плавного уменьшения значения измеряемого напряжения от конечной отметки шкалы до нуля.

 

Контрольные вопросы

1 Какие характеристики прибора относятся к метрологическим?

2 Что такое класс точности прибора и как он определяется?

3 Как выбрать предел измерения прибора для обеспечения минимума относительной инструментальной погрешности, если у прибора аддитивная погрешность?

4 Как выбрать предел измерения прибора для обеспечения минимума абсолютной инструментальной погрешности, если у прибора мультипликативная погрешность?

5 Как определить чувствительность прибора?

6 Что такое основная и дополнительная погрешности и как они нормируются?

 

Литература

[1, С. 10-19, 23-28, 51-61; 2, С. 65-68; 4, С. 25-31]

Часть II

Цель работы

- усвоить методику поверки средств измерений;

- приобрести навыки работы с измерительной установкой.

Программа работы

1 Произвести поверку указанного преподавателем средства измерения.

2 Определить основную погрешность и поправку на каждом поверяемом делении шкалы.

3 Сделать вывод о возможности дальнейшей эксплуатации средства измерения.

Пояснения к работе

Структурная схема измерительной установки представлена на рисунке 2.4.

Действительные значения тока и напряжения формируются программируемыми калибраторами П321 и П320, имеющими в своем составе шестиразрядный масштабный преобразователь, управляющий выходным током (напряжением).

Значение калиброванного тока I _к (напряжения U _к) может быть установлено вручную или автоматически с дискретностью I _п ( U _п), где I _п (U _п) – конечное значение диапазона калиброванного тока (напряжения).

Действительное значение параметра A_i (ток или напряжение) на выходе соответствующего калибратора для i -й поверяемой отметки равно

A_i = A_N ,

где A_N – верхний предел диапазона измерений поверяемого прибора;

i – порядковый номер поверяемой отметки;

N – число делений шкалы прибора.

Установка обеспечивает изменение A_i на калиброванную величину D A_i, равную абсолютной погрешности прибора на поверяемой отметке, но с обратным знаком, т.е. поправке к показаниям прибора на i -й отметке.

Поправка определяется по формуле

D A_i = nc,

где n – поправка в долях деления шкалы поверяемого прибора;

с – цена деления шкалы поверяемого прибора.

Рисунок 2.4

Поверяемый прибор соответствует классу точности, если выполняется неравенство

,

где a – класс точности поверяемого прибора.

Блок управления (БУ) представляет собой логико-арифметическое устройство и включает в себя шифраторы клавиатуры, поправки и класса поверяемой отметки, устройство ввода, арифметический процессор, регистр результата. БУ формирует управляющие коды и подает их на разъемы программного управления калибраторов.

Встроенное в блок управления цифропечатающее устройство (ЦПУ) печатает протокол поверки в виде:

1) 125 – индекс поверителя;

6044 – заводской номер поверяемого прибора;

2004 – год изготовления прибора;

10 0000 – верхний предел диапазона измерений поверяемого прибора, 10 В;

555000 – единица измерений, В;

2) результат поверки на каждой поверяемой отметке:

– 0.500 – относительная погрешность в долях класса точности поверяемого прибора;

100.000 – номер поверяемой отметки;

0.100 – поправка в долях деления шкалы поверяемого прибора.

Примечание. Коды единиц измерения:

111 – ампер;

222 – миллиампер;

333 – микроампер;

444 – наноампер;

555 – вольт;

666 – милливольт;

777 – микровольт;

888 – ватт.

Основой блока управления является арифметический процессор типа А21, выполняющий логические и арифметические операции.

Информация в арифметический процессор поступает от блока клавиатуры, рычажных и кнопочных переключателей через шифраторы и устройство ввода.

Установка имеет ручной и автоматический режимы работы.

В ручном режиме на основе данных о значениях верхнего предела
измерения, числа делений шкалы и номера поверяемой отметки процессор через регистр результата формирует двоично-десятичный код, подаваемый на соответствующий программируемый калибратор для получения требуемого значения тока или напряжения.

В автоматическом режиме процессор, исходя из заданного числа шагов на шкалу и числа делений в шаге, самостоятельно выбирает номера поверяемых отметок.

В обоих режимах при несовпадении положения стрелки прибора с поверяемой отметкой оператор с помощью переключателей ПОПРАВКА устанавливает стрелку на соответствующую отметку.

В автоматическом режиме ручкой ЧАСТОТА регулируется скорость переключения поверяемых отметок таким образом, чтобы в паузе между переключениями была возможность совместить стрелку с поверяемой отметкой.

Кнопка СК предназначена для сброса неверно введенной информации.

 

1 Подготовка измерительной установки к работе:

1.1 Установить органы управления в исходное положение:

а) тумблер СЕТЬ блока коммутации – отключен;

б) кнопки блока управления:

СЕТЬ – не нажата;

ПРОТОКОЛ – не нажата;

АВТ. РУЧ – в положении РУЧ;

ОТЛАДКА I – не нажата;

ПОВЕРЯЕМАЯ ОТМЕТКА, ПОПРАВКА – в нулевом положении;

в) Переключатели калибратора П320

- декадные переключатели – в нулевом положении;

- переключатели диапазонов – в положении УП;

г) переключатели калибратора П 321

- декадные переключатели – в нулевом положении;

- переключатель диапазонов – в положении УП.

1.2 Включение установки:

а) включить установку тумблером СЕТЬ;

б) включить тумблерами СЕТЬ калибраторы П320 и П321 и блок управления.

 

2 Поверка амперметров в интервале конечных значений диапазонов измерений от 0,125 mА до 10 А:

2.1 Установить переключатель РОД РАБОТЫ на блоке коммутации в положение «А, V».

2.2 В зависимости от значения тока установить переключатель ПРЕДЕЛЫ ТОКА в соответствующее положение.

2.3 Установить переключатель ПОЛЯРНОСТЬ А в соответствующее положение.

2.4 Подключить амперметр к зажимам «А».

2.5 Нажать кнопку переключателя КЛАСС ТОЧНОСТИ на блоке управления, соответствующую классу точности поверяемого прибора.

2.6 Нажать кнопки НУ, О.

2.7 Нажать кнопку ПРОТОКОЛ.

2.8 Набрать на блоке клавиатуры индекс поверителя, нажать кнопку "à".

2.9 Набрать на блоке клавиатуры номер поверяемого прибора, нажать кнопку "à" (нули перед значащей цифрой не набираются).

2.10 Набрать на блоке клавиатуры год изготовления прибора, нажать кнопку "à".

2.11 Нажать кнопку ПИ.

2.12 Набрать на блоке клавиатуры предел измерения, нажать кнопку А(V), затем число делений шкалы прибора, нажать кнопку Д.

2.13 Установить переключателем ПОВЕРЯЕМАЯ ОТМЕТКА нужную отметку.

2.14 Совместить с помощью переключателей ПОПРАВКА стрелку прибора с поверяемой отметкой.

2.15 Нажать кнопку Р. ПЕЧАТЬ. ЦПУ отпечатает результат поверки.

 

3 Поверка вольтметров в интервале конечных значений диапазонов измерений от 12,5 mV до 1000 В:

3.1 Установить переключатель РОД РАБОТЫ на блоке коммутации в положение «А, V».

3.2 Установить переключатель ПОЛЯРНОСТЬ V, mА – в среднее положение.

3.3 Подключить поверяемый прибор к зажимам «V».

3.4 Выполнить операции пп. 2.5 – 2.12.

3.5 Установить переключатель ПОЛЯРНОСТЬ V, mА – в соответствующее положение.

3.6 Выполнить операции пп. 2.13-2.15.

 

4 Поверка ваттметров:

4.1 Установить переключатель РОД РАБОТЫ на блоке коммутации в положение «А, V».

4.2 Установить переключатель ПРЕДЕЛЫ ТОКА в соответствующее положение.

4.3 Установить переключатели ПОЛЯРНОСТЬ А в положение I, полярность V₁, mА – в среднее положение.

4.4 Подключить поверяемый ваттметр: зажимы обмотки напряжения к зажимам "V" блока коммутации, зажимы токовой обмотки к зажимам "А" блока коммутации.

4.5 Установить переключатель диапазонов на калибраторе П320 в положение, соответствующее пределу по напряжению ваттметра.

4.6 Нажать кнопку ПУСК на калибраторе П320.

4.7 Установить переключатель ПОЛЯРНОСТЬ V, mА – в положение I.

4.8 Декадными переключателями калибратора П320 установить номинальное напряжение на ваттметре.

4.9 Выполнить операции пп. 2.5 – 2.12.

4.10 С помощью рычажных переключателей ПОВЕРЯЕМАЯ ОТМЕТКА подать на ваттметр значение тока, соответствующее поверяемой отметке.

4.11 Совместить с помощью переключателей ПОПРАВКА стрелку прибора с поверяемой отметкой.

4.12 Нажать кнопку Р.ПЕЧАТЬ. ЦПУ отпечатает результат поверки.

5 Поверка приборов в автоматическом режиме:

5.1 Подключить поверяемый прибор к соответствующим зажимам блока коммутации.

5.2 Нажать кнопку переключателя КЛАСС ТОЧНОСТИ в соответствии с классом точности поверяемого прибора.

5.3 Нажать кнопку переключателя ЧИСЛО ШАГОВ НА ШКАЛУ в соответствии с числом поверяемых отметок шкалы прибора.

5.4 Нажать кнопку переключателя ЧИСЛО ДЕЛЕНИЙ В ШАГЕ. Число делений в шаге определяется по формуле

,

где N – число делений шкалы;

m_m – число шагов на шкалу.

5.5 Нажать соответствующую кнопку (®) и последовательно СБРОС и ПУСК.

5.6 Нажать кнопку ПРОТОКОЛ.

5.7 Нажать кнопку ПИ.

5.8 Набрать на клавиатуре значения, равные пределам измерений и числу делений шкалы прибора.

5.9 Нажать кнопки АВТ.РУЧ, СБРОС и ПУСК, после чего на прибор автоматически подаются калиброванные значения тока (напряжения). На цифровом табло ПОВЕРЯЕМАЯ ОТМЕТКА индицируется номер поверяемой отметки.

5.10 Совместить указатель прибора с поверяемой отметкой в интервалах между сменой отметок.

В автоматическом режиме кнопка «®» определяет направление поверки от нулевой отметки шкалы до отметки, соответствующей пределу измерения прибора, кнопка «» определяет обратное направление поверки.

Ручкой ЧАСТОТА необходимо отрегулировать требуемую скорость переключения поверяемых отметок.

5.11 Для повторения цикла необходимо:

5.11.1 Нажать последовательно кнопки СБРОС и ПУСК.

5.11.2 При изменении направления поверки нажать соответствующую кнопку (®) и последовательно СБРОС и ПУСК.

 

Контрольные вопросы

1 Поясните принцип действия и устройство измерительной установки.

2 По каким формулам рассчитываются классы точности средств измерений?

3 Как определить абсолютную и относительную инструментальные погрешности по результатам поверки?

 

Литература

[1, С. 39-43, 349-358].

Часть III

Литература

[1, С. 10-19, 23-28, 51-61; 5, С. 250-255].

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Цель работы

- усвоить методы измерения сопротивлений постоянному току;

- приобрести навыки работы с аналоговыми и цифровыми омметрами, мегомметрами, мостами постоянного тока;

- научиться определять погрешности измерений сопротивлений различными методами.

Программа работы

1 Ознакомиться с особенностями и принципами работы аналогового и цифрового омметров, измерить этими приборами сопротивления нескольких резисторов по заданию преподавателя.

2 Произвести измерение сопротивлений резисторов методом замещения.

3 Измерить сопротивление мегомметром.

4 Выполнить измерение сопротивлений мостом постоянного тока.

5 Измерить сопротивления методом амперметра и вольтметра по двум возможным схемам подключения приборов.

6 Сравнить погрешности, полученные при измерении сопротивлений одних и тех же резисторов различными методами, сравнить результаты измерений с паспортными данными используемых приборов.

 

Пояснения к работе

1 Измерение сопротивлений омметрами.

Аналоговый омметр с последовательной схемой (рисунок 3.1) применяется для измерения средних (10–10⁵ Ом) и больших (10⁵ Ом и более) сопротивлений и представляет собой измерительный магнитоэлектрический механизм с добавочным сопротивлением R _д, последовательно с которым включается измеряемое сопротивление R_x. Ток в цепи омметра протекает за счет встроенного источника питания с напряжением U:

, (3.1)

где – внутреннее сопротивление магнитоэлектрического механизма.

Как видно из (3.1), ток, а следовательно, и отклонение измерительного механизма зависят только от сопротивления при стабильном напряжении питания и при неизменных и .

Со временем у источника меняется напряжение на зажимах, поэтому
с целью сохранения градуировки шкалы омметры имеют приспособление для регулировки чувствительности (калибровки), выполняемой перед измерениями. При калибровке необходимо замкнуть накоротко зажимы омметра «R_х»
и уст