Измерение электрических величин с применением виртуальных приборов лабораторного комплекса NI ELVIS

Лабораторная работа № 1

Задание 1. Измерение величины сопротивления, емкости, индуктивности. Определение проводимости диода.

Оборудование: набор радиодеталей (сопротивления около 2 кОм и 3 кОм, 20 Ом, конденсатор около 0.5 мкФ и 100 мкФ (электролитический) дроссель около 0.5 мГн, диод КД503А, Д226Б), макет длинная линия.

1.1. Запустите (включите) цифровой мультиметр (рис. 5) и остановите (выключите Run) автоматический режим измерения. Подсоедините поочередно измеряемые элементы к разъемам CURRENT HI и CURRENT LO передней панели станции и выполните измерения, включая нужную величину на панели мультиметра. Запишите результаты измерений в таблицу с учетом погрешностей.

						Среднее	Погрешн.
Сопр. 1
Сопр. 2
Индуктивность
Емкость

 

Рис. 5 Виртуальная панель цифрового мультиметра и «всплывающая» рекомендация по улучшению точности измерения при использовании клавиши обнуления прибора. Эту опцию рекомендуется использовать при выборе наименьшего из диапазонов измерения.

 

1.2. Полупроводниковый диод - полярное устройство с двумя выводами: анодом и катодом. Иногда вывод катода помечается полоской. Имеются и другие способы, чтобы указать эту полярность на корпусе диода. Если приложить положительное напряжение определенной величины к аноду, то через диод потечет ток. Мы можем использовать NI ELVIS, чтобы выяснить полярность диода. Запустите NI ELVIS и выберите DMM. а затем отключите Run и нажмите клавишу со значком диода .

Определите проводимость диода и запишите показания мультиметра. для этого подсоедините диод в произвольном направлении к входам CURRENT. Выберите на мультиметре функцию Run, выполните измерения. Переключите диод в другом направлении и проделайте те же действия. В одном случае показания мультиметра будут меньше 3,5 В и экран мультиметра высветит сообщение GOOD. Этот режим измерения соответствует прямому включению диода. В другом направлении (при обратном включении) показания мультиметра будут равны или чуть больше 3.5 В. при этом появляется надпись OPEN (рис. 6.). Показание напряжения при прямом включении диода соответствует падению напряжения на нем. Для кремниевых диодов эта величина обычно около 0,6 В.

 

	Рис. 6. Виртуальная панель цифрового мультиметра в режиме проверки полярности диода.

 

1.3. Определите сопротивление, емкость и индуктивность макета длинная линия. Для этого подсоедините одну сторону макета длинная линия к разъемам CURRENT. Выберите поочередно режимы измерении: емкость С , сопротивление R и индуктивность L . Внимание! При измерении емкости второй конец длинной линии должен быть разомкнут, а при измерении сопротивления и индуктивности замкнут. Заполните таблицу:

 

						Среднее	Погрешн.
Сопротивление
Индуктивность
Емкость

 

Оцените волновое сопротивление R = (L/C)^0,5, погонную емкость и сопротивление (емкость или сопротивление кабеля на единицу длины принято называть погонной).

Выключите Run перед закрытием приложения.

 

 

Задание 2. Измерение постоянного напряжения и тока.

 

Оборудование: сопротивления около 2, 3 кОм и 1 Ом.

 

2.1. Делитель напряжения.

Используя макет, сначала измерьте величины сопротивлений. Выберите наибольшие по величине сопротивления, соберите схему, соответствующую рис. 7. выполнив подсоединение к источнику питания и к разъемам DMM (VOLTAGE).

Рис. 7 Схема делителя напряжения

 

Измерьте входное и полное напряжение, а также падение напряжения на каждом резисторе. Определите коэффициент деления и сравните с расчетом. Оцените погрешности. Далее измерьте ток по схеме Рис. 8. Определите величины сопротивлений.

 

2.2. Простая схема стабилизатора тока. Измерение малых сопротивлений.

Простой стабилизатор тока можно реализовать по схеме, приведенной на рис. 7. если использовать в качестве первого резистора большое сопротивление. Тогда при условии R₁ >> R₂ ток в схеме будет стабилизированным с точностью до отношения R₂/R₁. Мы можем использовать эту схему для измерения малых сопротивлений (R₂). Сделайте это в качестве упражнения.

Рис.8. Схема для измерения тока

 

Обычно, для измерения нагрузки используются небольшие токи, порядка 1 мА.

Содержание отчета:

1. Рабочие формулы для расчета погрешностей. Таблицы с данными измерений и промежуточных расчетов по каждому упражнению. Обоснование выбора способа расчета погрешностей (прямые, совместные, косвенные измерения).

2. Электрические схемы, УГО выполненные в соответствии с требованиями ЕСКД, с указанием номиналов компонентов, пояснительные рисунки фрагментов макетной платы, используемых для проведения измерений.

3. Относительное отклонение измеренной величины от указанной на элементе и вывод о соответствии его паспортным данным.

4. Работа выполняется на компьютере. Сдается в электронном и «бумажном» варианте.