Измерение параметров цепей

Выбор требуемого режима измерения производится кнопками [ЧАСТ], [ПАР/ПОСЛ], [L/C/R], [Q/D/R]. При каждом их нажатии последовательно изменяются:

– частота тест-сигнала: 120 Гц®1 кГц ®120 Гц;

– схема замещения (PAL – параллельная, SER – последовательная): SER®PAL®SER;

– измеряемый основной параметр: L®C®R®L;

– измеряемый вспомогательный параметр: D®Q®R®D.

Измерение экстремальных значений

При нажатии копки [MIN/MAX] включается режим измерения максимума, минимума, разности между максимальным и минимальным значением, среднего значения из ряда проведенных измерений. Процедура проведения этих измерений следующая:

1) прибор подключается к группе элементов «R_ном» или «C_ном», выбирается первый элемент и соответствующими кнопками задается режим измерения сопротивления или емкости;

2) последующее нажатие копки [MIN/MAX] приводит к фиксации параметров режима измерений, что индицируется на табло прибора выведением знака, после чего изменение установленных параметров не возможно; значения измеряемых сопротивлений или емкостей, лежащих вне выбранного диапазона не запоминаются (индицируется символом «OL» – вне диапазона);

3) следующее нажатие копки [MIN/MAX] приводит к появлению на табло прибора надписи MAX;

4) при дальнейшем последовательным переключении элементов прибором производится измерение значений величин элементов; окончание измерения и запоминание измеренного значения сопровождается одним или двумя звуковыми сигналами (подключение нового элемента необходимо производить только после звуковых сигналов); на табло прибора отражается только максимальное значение из всех проведенных значений, а на экране дисплея отражается каждый раз значение величины подключенного элемента;

5) последующее нажатие кнопки [MIN/MAX] приводит к выводу на табло минимального значения из всех проведенных измерений (сопровождается появлением на табло надписи MIN);

6) последующие два нажатия кнопки [MIN/MAX] приводит сначала к выводу значения разности (сопровождается появлением надписи MAX-MIN), а потом среднего значения (сопровождается появлением надписи AVG и отражением на дополнительной шкале числа усредненных результатов);

7) нажатие и удержание кнопки [MIN/MAX] более 2-х секунд приводит к выключению этого режима.

Измерение разностных значений

Для включения режима разностных измерений нажимается кнопка [D], на индикаторе появляется символ «D», основная шкала обнуляется, а последнее измеренное значение записывается в память как эталонное (N _э).

На индикаторе отображается разность D = N_i – N_э.

Выключение режима разностных измерений осуществляется нажатием и удержанием кнопки [D] более 2-х секунд или выключением питания.

ЗАДАНИЕ

1. Измерить параметры указанных преподавателем активных сопротивлений из группы «R _x» для двух значений частоты. При необходимости ввести поправки на сопротивление кабеля. Рассчитать погрешности измерения сопротивлений.

2. Измерить параметры указанных преподавателем емкостей из группы «С _x» для последовательной и параллельной схем замещения и двух значений частоты. При необходимости ввести поправки на сопротивление кабеля и входную ёмкость измерителя. Рассчитать погрешности измерения найденных параметров. Проверить правильность соотношений (5, 6).

3. Измерить параметры указанных преподавателем индуктивностей из группы «L _x» для последовательной и параллельной схем замещения и двух значений частоты. При необходимости ввести поправки на сопротивление и индуктивность кабеля. Рассчитать погрешности измерения найденных параметров. Проверить правильность соотношений (5, 7).

4. Выбрать способ измерения и измерить взаимную индуктивность и коэффициент связи пары индуктивно связанных катушек.

5. Для групп элементов «R_ном» и (или) «C_ном» измерить, соблюдая выше описанную процедуру действий:

· максимальное значение;

· минимальное значение;

· разность между максимальным и минимальным значениями;

· среднее значение

6. Измерить абсолютные отклонения сопротивления или ёмкости (группы «R _ном» и «C_ном») от опорного значения в режиме разностных измерений. В качестве такового может быть использовано значение величины любого из элементов группы.

7. Рассчитать погрешности измеренных параметров, используя приведенные в приложении 1 нормированные значения погрешностей.

Расчет погрешностей измерения взаимной индуктивности и коэффициента связи проводится при использовании методики расчета косвенных измерений [2].

Методические указания

Измерение сопротивлений

Нажатием кнопки [L/C/R] выбрать режим измерения «R». Измерительным кабелем подключить измеряемый элемент к прибору. Установить частоту сигнала. Дополнительная шкала в этом случае не используется. При измерении малых сопротивлений следует учитывать сопротивление кабеля.

2. Измерение ёмкости

Нажатием кнопки [L/C/R] выбрать режим измерения «С». Подключить предварительно разряженный конденсатор к прибору. Установить частоту сигнала и вид схемы замещения. На основной и дополнительной шкалах отобразятся результаты измерения. При измерении малых значений ёмкости следует учитывать входную ёмкость прибора и кабеля. При измерении больших значений ёмкости следует учитывать сопротивление кабеля.

Измерение индуктивности

Нажатием кнопки [L/C/R] выбрать режим измерения «L». Подключить объект измерения к прибору. Установить частоту сигнала и вид схемы замещения. На основной и дополнительных шкалах отобразятся результаты измерения. При измерении малых значений индуктивности следует учитывать индуктивность кабеля измерителя. При измерении больших значений индуктивности следует учитывать проводимость, шунтирующую катушку.

Косвенное измерение взаимной индуктивности двух взаимно связанных катушек можно провести, выполнив прямые измерения и используя следующие соотношения:

L _сог= L ₁ + L ₂ + 2 M ₁₂; L _встр= L ₁ + L ₂ – 2 M ₁₂; M ₁₂ = k ,

где L _сог и L _встр– индуктивность последовательно соединенных катушек при согласном и встречном включениях, k – коэффициент связи между катушками.

Контрольные вопросы

1. Какие параметры катушки индуктивности измеряются прибором?

2. Какие параметры конденсаторов измеряются прибором?

3. Для каких схем замещения цепей переменного тока измеряются параметры цепей?

4. Что такое добротность Q?

5. Что такое тангенс угла потерь D?

6. В какой форме нормируются погрешности измеряемых параметров?

7. Зависят ли значения Q и D от частоты?

8. При каких условиях значения L_s и L_p различаются по значению?

9. При каких условиях значения C_s и C_p различаются по значению?

10. При каких условиях значения R_s и R_p различаются по значению?

11. Что необходимо учитывать при измерении малых по значению сопротивлений?

12. Что необходимо учитывать при измерении малых по значению конденсаторов?

13. Что необходимо учитывать при измерении малых по значению индуктивностей?

14. Как измерить взаимную индуктивность?

15. Как измерить коэффициент связи катушек?

16. Как рассчитать погрешность измерения взаимной индуктивности?

17. Как рассчитать погрешность измерения коэффициента связи катушек?

Библиографический список

1. Теоретические основы электротехники: учеб. для вузов в 3-х томах – Том 1/ К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Корвкин, В.А.Чечурин– С.- Петербург: Изд-во Питер, 2006. 464 с.

2. Д.Ф. Тартаковский, А.С.Ястребов. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: учеб. для вузов. – М.: Высшая школа, 2001. – 205 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица П1