Методические указания к выполнению виртуальных лабораторных работ по дисциплине метрология, стандартизация и сертификация для студентов всех направлений бакалавриата

4. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ исследований

4.1. Измерение активного сопротивления исследуемого резистора.

Активизируйте кнопку «R» исследуемого двухполюсника. По заданию преподавателя установите параметры исследуемого резистора R_x (кнопки « » и «№ варианта»), а также начальные сопротивления образцовых резисторов R₁, R₂, R₃, входящих в мостовую схему и их относительные погрешности _R1, _R2, _R3.
Включите ручной режим работы и для порога чувствительности, указанного в таблице 6.1, произведите балансировку мостовой схемы, поочередно изменяя сопротивления образцовых резисторов до получения минимального показания индикаторного устройства.
Результаты запишите в таблицу и, пользуясь полученными данными, произведите расчёт сопротивления R_x по формуле 6.5.
Определите абсолютную R_x и относительную _Rx составляющие погрешности измерения R_x, обусловленные погрешностями образцовых резисторов по формулам:


, (6.10)


. (6.11)

Расчетные данные также занесите в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

Измерение активного сопротивления

Режим работы	Ручной			Автоматический
Порог чувствительности	0,005	0,001	0,0001	0,005	0,001	0,0001
R1, кОм
R1, %
R2, кОм
δR2, %
R3, кОм
R3, %
Rx, кОм
Rx, %
Rx, кОм

Повторите экспериментальные исследования для заданного сопротивления R_x в автоматическом режиме (кнопка «Автопуск»). Определите значения относительной _Rx и абсолютной R_x погрешностей по формулам 6.10 и 6.11. Результаты измерения запишите в таблицу 6.1.
Сравните результаты, полученные в ручном и автоматическом режимах. Зарисуйте исследуемую мостовую схему и сделайте выводы по данным экспериментальных исследований.

4.2. Измерение параметров конденсатора.

Активизируйте кнопку «С» (предварительно отключив исследуемый резистор R_x).
По заданию преподавателя установите параметры исследуемого двухполюсника и параметры образцовых элементов, входящих в мостовую схему.
Произведите балансировку мостовой цепи в ручном режиме. Результаты запишите в таблицу 6.2 и, пользуясь полученными данными, произведите расчеты емкости C_x и активного сопротивления R по формулам 6.6 и 6.7.
Определите составляющие погрешности измерения C_x и R, обусловленные погрешностями образцовых элементов, входящих в схему моста по формулам:


; (6.12)
; (6.13)


; (6.14)
. (6.15)
Расчетные данные занесите в таблицу 6.2.
Произведите балансировку исследуемой мостовой цепи в автоматическом режиме. Определите относительные _Cx и _R и абсолютные C_x и R погрешности измерений в автоматическом режиме. Результаты экспериментальных исследований запишите в таблицу 6.2.
Сравните результаты измерений, полученные в ручном и автоматическом режимах. Зарисуйте исследуемую мостовую схему и сделайте выводы.

Таблица 6.2

Измерение параметров конденсатора

Режим работы	Ручной			Автоматический
Порог чувствительности	0,005	0,001	0,0001	0,005	0,001	0,0001
L, мГн
L, %
R1, кОм
R1, %
R2, кОм
R2, %
r, Ом
r, %
Cx, нФ
Cx, %
Cx, нФ
R, кОм
R, %
R, кОм

Произведите измерение добротности Q исследуемого конденсатора в автоматическом режиме для частот, указанных в таблице 6.3. Запишите полученные результаты. Постройте график функциональной зависимости Q = F (f). Сделайте выводы по проведенным экспериментальным исследованиям.
Таблица 6.3
Измерение добротности конденсатора

f, кГц	10	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
Q

4.3. Измерение параметров катушки индуктивности.

Активизируйте кнопку «L», предварительно отключив исследуемый конденсатор C_x. Установите параметры исследуемого двухполюсника и параметры образцовых элементов по заданию преподавателя.
Произведите балансировку мостовой цепи в ручном режиме. Полученные результаты запишите в таблицу 6.4. Произведите расчет индуктивности L_x и сопротивления r по формулам 6.8 6.9. Погрешности полученных результатов оцените по формулам:


; (6.16)
; (6.17)


; (6.18)
. (6.19)

Повторите балансировку исследуемой мостовой схемы в автоматическом режиме. Определите относительные _Lx и _r и абсолютные погрешности для автоматического режима измерения. Полученные результаты запишите в таблицу 6.4.

Сравните результаты, полученные в ручном и автоматическом режимах измерения. Зарисуйте исследуемую мостовую схему и сделайте выводы.

Таблица 6.4

Измерение параметров катушки индуктивности

Режим работы	Ручной			Автоматический
Порог чувствительности	0,005	0,001	0,0001	0,005	0,001	0,0001
С0, нФ
С0 , %
R1, кОм
R1, %
R2, кОм
R2, %
R, Ом
R, %
Lx, мГн
Lx, %
Lx ,
r, Ом
r, %
Δr, Ом

Произведите измерение добротности исследуемой катушки индуктивности в автоматическом режиме для частот, указанных в таблице 6.5. Запишите полученные результаты. Постройте график зависимости Q = F(f). Сделайте выводы по результатам проведенных экспериментальных исследований.

Таблица 6.5

Измерение добротности катушки индуктивности.

f, кГц	10	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
Q

5. Содержание отчета

5.1. Цель лабораторной работы.

5.2. Краткая характеристика измерительных мостовых схем.
5.3. Результаты экспериментальных исследований, таблицы, графики, функциональные зависимости и измерительные схемы.
5.4. Выводы и заключения по результатам экспериментальных исследований.


6. контрольные вопросы
6.1. Какие параметры электрических цепей считаются сосредоточенными, а какие распределенными?
6.2. Какой из известных методов измерений реализуется в мостовых схемах?
6.3. Что называют балансом мостовой цепи?
6.4. Чем отличаются условия равновесия четырехплечего моста на переменном токе от условия равновесия на постоянном токе?
6.5. Приведите схемы мостов для измерения параметров L, C, R.
6.6. Что понимается под чувствительностью мостовых схем?
6.7. Назовите основные источники погрешностей в мостовых измерительных схемах.

литература

1. 
   Метрология и измерения в телекоммуникационных системах (том 1). Б.П.Хромой. – М.: ИРИАС, 2007.
   
2. 
   Метрология и радиоизмерения. Под редакцией В.И.Нефедова. – М.: Высшая школа, 2006.
   
3. 
   Метрология и электрорариоизмерения в телекоммуникационных системах. Под редакцией В.И.Нефедова. – М.: Высшая школа, 2005.
   

4. Метрология, стандартизация и сертификация. В.М.Клевлеев, И.А.Кузнецов, Ю.П.Попов. – М.: ИНФРА, 2004.
5. Метрология, стандартизация, сертификация. А.Г.Сергеев, М.В.Латышев, В.В.Терегеря. – М.: Логос, 2003.
6. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи. Под ред. Б.П.Хромого. М.: Радио и связь, 1986.
7. Основы стандартизации, метрологии, сертификации и управления качеством продукции. А.А.Абдувалиев и др. – Ташкент: ТГТУ, 2002.
8. Электрорадиоизмерения. Под редакцией В.И. Винокурова. М.: Высшая школа, 1986.
9. Электронные измерения. Г.Я.Мирский. М.: Радио и связь, 1986.
10. Основы метрологии и радиоизмерений. Б.В.Дворяшин. М.: Радио и связь, 1993.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...................................................................................................................3

Лабораторная работа № 1 «Изучение электронного осциллографа».................4
Лабораторная работа № 2 «Изучение электрических измерительных преобразователей» ...................…………………………………….....................20
Лабораторная работа № 3 «Изучение методов статистической обработки результатов многократных равноточных измерений»…………………......... 36
Лабораторная работа № 4 «Изучение электронно-счетного частотомера».....46
Лабораторная работа № 5 «Изучение методов поверки электронных вольтметров»…......................................................................................................57
Лабораторная работа № 6 «Исследование мостовых методов измерения параметров двухполюсников»…………………………………………………..67
Литература…………………………………………………….............................79

Методические указания

к выполнению виртуальных
лабораторных работ по дисциплине
«Метрология, стандартизация и сертификация»
для студентов всех направлений бакалавриата

Методические указания рекомендованы

к изданию учебно-методическим советом факультета "Телекоммуникационные технологии"

Протокол № 57 от 23.06.2008г.

Общее руководство и ответственный редактор:
Заведующий кафедрой "Телекоммуникационные системы передачи",
к.т.н., доцент Исаев Р.И.
Составитель: Старший преподаватель кафедры "Телекоммуникационные системы передачи" Полетаева Н.А.