Отчет по практике: Изучение методов измерения реактивных параметров электрических цепей

Министерство науки и высшего образования

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании (КСУП)

ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Отчёт по лабораторной работе №2

по дисциплине «Метрология и технические измерения»

Вариант №ЛР22 Дистанционный


Студенты гр.169:

_______ Можаров Ю.И.

_______ Долженко А.Д.

«__» июнь 2021г.

Руководитель:

Доцент каф. КСУП

___________ Отчалко В.Ф.

«__» июнь 2021г
Томск 2021

Оглавление

1 Введение

Целью работы является изучение способов определения погрешностей измерения физической величины различных методов на основе измерения электрических параметров катушки индуктивности и конденсаторов постоянной ёмкости.

2 Ход работы

1) Измерение индуктивности катушки прибором Е9 - 4 (Е4 – 4) методом непосредственного отсчёта.



Индуктивность свободная от методической погрешности:

где значение C₀ берется из п. 2.3

Относительная погрешность измерения индуктивности:



где, ΔC_max/C, Δf_max/f – максимальные относительные погрешности определения емкости и частоты.



Максимальная абсолютная погрешность измерения индуктивности:

Результат измерения:



2) Измерение индуктивности катушки косвенным методом на различных частотах, равномерно устанавливая значения емкости конденсатора куметра. Результаты приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Обработка результатов измерений

25	2510	160,98	131,63	2,7	7.29
50	1907	139,4	125,42	-3,36	11.29
75	1584	134,7	125,38	-3,4	11.56
100	1243	164,1	155,44	3,278	10.75
150	1142	129,6	124,96	-3,82	14.59
175	1051	131,7	127,63	-1,15	1.32
200	986	130,4	126,86	-1,92	3.69
225	929	130,6	127,44	-1,15	1.32
250	882	130,4	127,56	-1,22	1.49
275	843	129,8	127,22	-1,56	2.43
300	807	129,8	127,43	-1,35	1.82
325	777	129,2	127,02	-1,58	2.5
375	723	129,4	127,5	-1,28	1.64
400	702	128,6	126,83	-1,95	3.8
425	683	127,9	126,24	-2,54	6.45
450	665	127,4	125,84	-1,94	3.76

Расчет катушки индуктивности:

По формуле 2.2 были рассчитаны значения катушки индуктивности для таблицы (2.1).

Среднее арифметическое значение определяется следующим образом:



Отклонения отдельных результатов измерений от среднего арифметического (остаточная погрешность) рассчитываются по формуле:

3) Вычисление собственной емкости производится 3 раза по формуле (2.4), подставляя в выражение значения емкости контура куметра и при его настройке на частоты и , взяты из таблицы (2.1).

где и – значения емкости контура куметра при его настройке на частоты и соответственно.









За результат взято среднее арифметическое из ,

, .

Статистическая оценка S среднеквадратической погрешности отдельных результатов измерений индуктивности:



Оценка среднеквадратического отклонения результата измерения от истинного значения измеряемой величины (среднеквадратическое отклонение среднего):



Пусть соответственно коэффициент Стьюдента при n = 16 будет равен Таким образом, доверительный интервал:



Окончательный результат косвенного измерения индуктивностей:



4) Измерение емкости конденсатора (малой и большой емкости) прибором Е9-4 (Е4-4). Оценка точности измерения.

Измерение малых емкостей, не превышающих диапазон изменения конденсатора переменной емкости куметра.



Емкость измеряемого конденсатора:





Относительная погрешность измерения емкости:



Абсолютная погрешность измерения:



Результат измерения:



Измерение больших емкостей, превышающих диапазон изменения конденсатора переменной емкости.



Значение емкости измеряемого конденсатора:



Относительной погрешности измерения при погрешности градуировки шкалы не превышающей:

где и - относительные погрешности определения емкостей и конденсатора куметра



Абсолютная погрешность измерения:



Результат измерения:



5) Измерение индуктивности катушки, емкостей конденсаторов методом сравнения с мерой на приборе Е12-1 (Е12-1А).

5.1) Индуктивность катушки:

Погрешность измерений свыше 10мкГн не превышает 1,5% от измеряемой величины, 0,2% от предела шкалы соответствующего диапазона







5.2) Емкость не превышающая диапазон изменения конденсатора:

Погрешность измерения в диапазоне (1 – 10) пФ составляет (5%  0,05) пФ, в остальном диапазоне – (0,5%  0,4) пФ.

Для малой ёмкости:







5.3) Емкость превышающая диапазон изменения конденсатора:

Для большой ёмкости:







6) Измерение индуктивности катушки, емкостей конденсаторов методом сравнения с мерой на приборе Е7-21 (АМ-3125)