Материал: Лаб_4_5

Перед работой с LCR метром АМ-3002 следует предварительно озна-

комиться с правилами пользования прибором, приведенными здесь в разд. 4.2. Измерения выполняются в следующем порядке.

A). Включить питание прибора и дать прибору прогреться.

B). Присоединить к прибору конденсатор двумя проводами к разъ-

емам П так, чтобы цвет провода и цвет разъема совпадали.

С). Нажатием кнопки 1к/120 установить частоту выходного напряже-

ния равной 1 кГц. Это значение должно появиться на дисплее прибора справа от места индикации результата.

D) Нажимая кнопку L/C/R добиться индикации на дисплее прибора над местом индикации обозначения измеряемой величины С.

E) На дисплее появится результат измерения. При нажатии кнопки D/Q на дисплее над индикацией результата измерения емкости поочередно высвечивается значение тангенса угла потерь и добротности. Следует выбрать индикацию тангенса угла потерь.

F) При измерении емкости следует применить последовательную и параллельную схемы замещения с помощью кнопок DH и D/Q следующим образом: нажать на кнопку DH, затем на кнопку D/H и удерживать ее не менее 1 секунды. Повторное нажатие на кнопку DH приводит к выходу из режима. На дисплее высвечивается сообщение SEr об использовании при измерении последовательной схемы замещения и сообщение PRL – об ис-

пользовании параллельной схемы.

Результаты всех выполненных измерений записать в протокол и пред-

ставить в отчете.

Результаты расчетов и формулы привести в отчете о работе.

5.4. Выполнение п. 3.1.4. программы работы

Учитывая, что в помещении лаборатории климатические условия близки к нормальным, расчет характеристик погрешности результатов прямых измерений параметров C, tg параллельной и последовательной схемы замещения конденсатора выполняется на основе характеристик ос-

новной погрешности прибора АМ-3002, приведенных в таблице 4.3 разд. 4.2. Таким образом будут получены характеристики относительных по-

грешностей обоих параметров конденсатора. По этим значениям вычисля-

ются характеристики абсолютных погрешностей Cxи (tgΔ). Характери-

41

стики абсолютной погрешности Cx , Rx , (tg ) позволяют построить границы интервалов, содержащих истинные значения параметров, как это указано в разд. 5.2. Графическое представление полученных границ в отчете должно соответствовать указаниям разд. 5.2 и примерам, приведен-

ным на рис. 5.2.

5.5. Выполнение п. 3.2.1

программы работы

Для измерения парамет-

ров катушки индуктивности необходимо собрать мост по схеме рис. 5.3. Процесс уравновешивания моста описан выше в разд. 5.1. Расчет искомых параметров катушки

индуктивности по значениям сопротивлений, при которых мост уравновешен, выполняется по формулам (5), (6)

разд. 6.2.2. Процесс уравновешивания моста повторяется

при фиксированной заданной частоте и при каждом заданном значении R2

(при выполнении работы в соответствии с примечанием а)) или при фик-

сированном заданном значении сопротивления R2 и при каждом значе-

нии частоты (при выполнении работы в соответствии с примечанием б)).

Значения сопротивлений, при которых достигается равновесие моста, и вычисленные значения искомых параметров заносятся в таблицу по форме таблицы 5.2. Если работа выполняется в соответствии с примечанием б) к программе, то в столбце 1 таблицы записываются значения частоты, а в столбце 2 должны быть записаны предельные значения погрешностей воспроизведения частоты, но ввиду пренебрежимой малости влияния погреш-

ности установки частоты на погрешность результатов этот столбец не заполняется. В столбце 12 записывается значение добротности, вычисляе-

мое по формуле Q 2 f / Rx. Столбцы 9, 11, 13 заполняются при выпол-

42

нении п. 3.2.2 программы настоящей работы.

5.6. Выполнение п. 3.2.2 программы работы

а) Если работа выполняется в соответствии с примечанием а) к про-

грамме работ.

Для каждого из результатов измерений параметров Lx , Rx , получен-

ных при каждом заданном значении сопротивления R2 , вычисляются ха-

рактеристики относительных погрешностей измерения этих параметров по формулам (9), (11). Затем вычисляются характеристики абсолютных по-

грешностей, которые заносятся в столбцы 9, 11, 13 таблицы 5.2. Вычисляются границы интервалов, содержащих истинные значения искомых па-

раметров в виде :

(Lx Lx , Lx Lx ),(Rx Rx , Rx Rx ), Q Q,Q Q .

все эти границы наносятся на графики, примеры которых приведены на рис. 5.2 − для каждого параметра отдельный график.

б) Если работа выполняется в соответствии с примечанием б) к программе работ.

Указанные выше действия выполняются для каждого из заданных значений частоты f. В таблице вида таблицы 5.2 вместо значений R2 и

43

R2 заносятся значения f и f соответственно. На графиках вида графиков рис. 5.2 делаются аналогичные замены.

5.7. Выполнение п. 3.2.3 программы работы

Перед работой с цифровым измерителем АМ-3002 следует предварительно ознакомиться с правилами пользования прибором (см. разд. 4.2).

Измерения выполняются в следующем порядке.

A). Включить питание прибора и дать прибору прогреться.

B). Присоединить к прибору катушку индуктивности двумя проводами к разъемам П так, чтобы цвет провода и цвет разъема совпадали.

С). Нажатием кнопки 1к/120 установить частоту выходного напряжения равной 1 кГц. Это значение должно появиться на дисплее прибора справа от места индикации результата.

D) Нажимая кнопку L/C/R добиться индикации на дисплее прибора над местом индикации результата обозначения измеряемой величины L.

E) На дисплее появится результат измерения. При нажатии кнопки

D/Q на дисплее над индикацией результата измерения емкости поочередно высвечивается значение тангенса угла потерь или добротности. Следует выбрать индикацию добротности.

F) При измерении индуктивности следует применить только последо-

вательную схему замещения с помощью кнопок DH и D/Q следующим образом: нажать на кнопку DH, затем на кнопку D/H и удерживать ее не ме-

нее 1 секунды. Повторное нажатие на кнопку DH приводит к выходу из режима. На дисплее высвечивается сообщение SEr об использовании при измерении последовательной схемы замещения и сообщение PRL – об использовании параллельной схемы.

Результаты всех выполненных измерений записать в протокол и представить в отчете.

Результаты расчетов и формулы привести в отчете о работе.

5.8. Выполнение п. 3.2.4 программы работы

Учитывая, что в помещении лаборатории климатические условия близки к нормальным, расчет характеристик погрешности результатов

44

прямых измерений параметров L, R последовательной схемы замещения катушки индуктивности выполняется на основе характеристик основной погрешности прибора АМ-3002, приведенных в таблице 4.4 разд. 4.2. Та-

ким образом будут получены характеристики относительных погрешностей обоих параметров катушки. По этим значениям вычисляются харак-

теристики абсолютных погрешностей Lx и Rx . Характеристики абсо-

лютной погрешности позволяют построить границы интервалов, содержащих истинные значения параметров, как это указано в разд. 5.2. Графи-

ческое представление полученных границ в отчете должно соответствовать указаниям разд. 5.2 и примерам, приведенным на рис. 5.2.

6.Теоретическая часть

6.1.Схемы замещения объектов измерения

Реактивные компоненты электрических цепей (конденсаторы и ка-

тушки индуктивности) проявляют себя, как комплексные сопротивления, обладающие кроме реактивной составляющей активным сопротивлением,

которое характеризует потери активной энергии и называется сопротивлением потерь. Для учета вклада этого сопротивления в общий импеданс,

которым обладают реактивные компоненты, их представляют в виде схем замещения (см. рис 6.1).

Если конденсатор обладает малыми потерями, его схему замещения на частоте ω удобно представить в виде последовательного соединения идеального конденсатора и сопротивления потерь, а импеданс такого соединения выражается формулой

Z R 1 , j C

где ω – круговая частота, ω = 2πf.

45