Потенциальные мостовые схемы постоянного тока
Потенциальные мостовые схемы постоянного тока
Федеральное агентство по образованию Отчет по лабораторной работе № 3 по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация» Тема «Потенциальные мостовые схемы постоянного тока» Вариант 4 Екатеринбург 2008г Схемы эксперимента Рис. 1. Общий вид лабораторного стенда Рис.2. Принципиальная электрическая схема четырёхплечего неравновесного измерительного моста постоянного тока U напряжение источника питания; G измерительный прибор (микроамперметр магнитоэлектрической системы); а-b измерительная диагональ; с-d диагональ питания; с-а первое плечо; а-d второе плечо; с-b третье плечо; b-d четвёртое плечо мостовой схемы; R0 внутреннее сопротивление прибора в измерительной диагонали; I0 ток в измерительной диагонали. В рассматриваемом случае сопротивления плеч мостовой измерительной схемы имеют следующие значения: первого плеча - R1, второго -- R2, третьего-- R3 и четвёртого R4 Исследование чувствительности по напряжению мостовых измерительных схем постоянного напряжения Таблица 1 Параметры при исследовании чувствительности |
U0 В | Оптимальный вариант | Неоптимальный вариант | | | R1 кОм | R2 кОм | R3 кОм | R4 кОм | R1 кОм | R2 кОм | R3 кОм | R4 кОм | | 4 | 60 | 60 | 80 | 80 | 80 | 30 | 80 | 30 | | |
Для исследования чувствительности мостовой схемы использовались приборы: Понижающий трансформатор; Выпрямитель с мостовым фильтром; Переключателей П1 и П2; Потенциометрический регулятор напряжения; Вольтметр; Микроамперметра; 4 магазина сопротивления. Исследование чувствительности по напряжению оптимальной мостовой измерительной схемы постоянного напряжения Этапы проведения эксперимента: Сборка схемы, для осуществления эксперимента (рис. 2) Проверка преподавателем правильности подключения приборов; Настройка приборов: установка на магазинах, образующих плечи моста, сопротивления R1, R2, R3 и R4 соответствующие оптимальным по чувствительности значениям; Проведение эксперимента: 4.1. Снятие экспериментальной зависимости Таблица 2 Результаты исследования чувствительности оптимальной мостовой схемы |
| | | | | | -10000 | -0,180 | 0,015 | 1000 | 0,000015 | | -9000 | -0,160 | 0,014 | 1000 | 0,000014 | | -8000 | -0,142 | 0,015 | 1000 | 0,000015 | | -7000 | -0,122 | 0,015 | 1000 | 0,000015 | | -6000 | -0,104 | 0,016 | 1000 | 0,000016 | | -5000 | -0,086 | 0,015 | 1000 | 0,000015 | | -4000 | -0,068 | 0,016 | 1000 | 0,000016 | | -3000 | -0,050 | 0,016 | 1000 | 0,000016 | | -2000 | -0,033 | 0,016 | 1000 | 0,000016 | | -1000 | -0,016 | 0,016 | 1000 | 0,000016 | | 0 | 0 | 0,017 | 1000 | 0,000017 | | 1000 | 0,016 | 0,017 | 1000 | 0,000017 | | 2000 | 0,032 | 0,018 | 1000 | 0,000018 | | 3000 | 0,048 | 0,018 | 1000 | 0,000018 | | 4000 | 0,063 | 0,018 | 1000 | 0,000018 | | 5000 | 0,079 | 0,018 | 1000 | 0,000018 | | 6000 | 0,094 | 0,02 | 1000 | 0,00002 | | 7000 | 0,109 | 0,018 | 1000 | 0,000018 | | 8000 | 0,123 | 0,02 | 1000 | 0,00002 | | 9000 | 0,138 | 0,015 | 1000 | 0,000015 | | |
Рис. 3. График чувствительности по напряжению оптимальной мостовой схемы постоянного напряжения Исследование чувствительности по напряжению неоптимальной мостовой измерительной схемы постоянного напряжения Этапы проведения эксперимента: Сборка схемы, для осуществления эксперимента (рис. 2) Проверка преподавателем правильности подключения приборов; Настройка приборов: установка на магазинах, образующих плечи моста, сопротивления R1, R2, R3 и R4 соответствующие неоптимальным по чувствительности значениям; Проведение эксперимента: 4.1. Снятие экспериментальной зависимости Таблица 3 Результаты исследования чувствительности неоптимальной мостовой схемы |
| | | | | | -10000 | -0,108 | 0,008 | 1000 | 8^10-6 | | -9000 | -0,097 | 0,009 | 1000 | 9^10-6 | | -8000 | -0,086 | 0,009 | 1000 | 0,000009 | | -7000 | -0,074 | 0,009 | 1000 | 0,000009 | | -6000 | -0,063 | 0,009 | 1000 | 0,000009 | | -5000 | -0,052 | 0,009 | 1000 | 0,000009 | | -4000 | -0,041 | 0,009 | 1000 | 0,000009 | | -3000 | -0,031 | 0,01 | 1000 | 0,00001 | | -2000 | -0,02 | 0,01 | 1000 | 0,00001 | | -1000 | -0,01 | 0,01 | 1000 | 0,00001 | | 0 | 0 | 0,01 | 1000 | 0,00001 | | 1000 | 0,01 | 0,011 | 1000 | 0,000011 | | 2000 | 0,02 | 0,01 | 1000 | 0,00001 | | 3000 | 0,029 | 0,011 | 1000 | 0,000011 | | 4000 | 0,038 | 0,011 | 1000 | 0,000011 | | 5000 | 0,047 | 0,011 | 1000 | 0,000011 | | 6000 | 0,056 | 0,012 | 1000 | 0,000012 | | 7000 | 0,065 | 0,011 | 1000 | 0,000011 | | 8000 | 0,074 | 0,011 | 1000 | 0,000011 | | 9000 | 0,082 | 0,008 | 1000 | 8^10-6 | | |
Рис. 4. График чувствительности по напряжению неоптимальной мостовой схемы постоянного напряжения Исследование линейности симметричной (равноплечей) мостовой измерительной схемы постоянного напряжения Таблица 4 Параметры при исследовании линейности |
U0, B | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R4, Ом | | 2,0 | 4000 | 4000 | 4000 | 4000 | | |
Этапы проведения эксперимента: Сборка схемы, для осуществления эксперимента (рис. 2) Проверка преподавателем правильности подключения приборов; Настройка приборов; Проведение эксперимента: а) Датчик R1 расположен в первом плече мостовой схемы. В другие плечи мостовой схемы включены постоянные резисторы R2, R3 и R1 (R1=R2=R3=R4). Таблица 5 Результаты исследования линейности симметричной мостовой схемы |
| Экспериментальная | Теоретическая | | 300 | 0,036 | 0,035 | | 600 | 0,069 | 0,065 | | 900 | 0,101 | 0,092 | | 1200 | 0,13 | 0,115 | | 1500 | 0,158 | 0,136 | | 1800 | 0,183 | 0,155 | | 2100 | 0,215 | 0,172 | | 2400 | 0,23 | 0,188 | | 2700 | 0,252 | 0,201 | | 3000 | 0,279 | 0,214 | | |
Рис. 5. График линейности симметричной мостовой измерительной схемы б) Датчики расположены в первом и втором плечах мостовой схемы. В первом плече расположен датчик с начальным сопротивлением R1. Во втором плече расположен датчик с начальным сопротивлением R2=R1 (R1=R2=R3=R4). Таблица 6 Результаты исследования линейности симметричной мостовой схемы |
| Экспериментальная | Теоретическая | | 300 | 0,075 | 0,075 | | 600 | 0,149 | 0,150 | | 900 | 0,225 | 0,225 | | 1200 | 0,308 | 0,300 | | 1500 | 0,374 | 0,375 | | 1800 | 0,450 | 0,450 | | 2100 | 0,531 | 0,525 | | 2400 | 0,604 | 0,600 | | 2700 | 0,675 | 0,675 | | 3000 | 0,753 | 0,750 | | |
Рис. 6. График линейности симметричной мостовой измерительной схемы в) Датчики расположены в первом, втором и третьем плечах мостовой схемы. Начальные сопротивления всех датчиков равны между собой и равны сопротивлению в четвертом плече (R1=R2=R3=R4). Приращения датчиков равны |?R1|=|-?R2|=|-?R3|=?R. Таблица 7 Результаты исследования линейности симметричной мостовой схемы |
| Экспериментальная | Теоретическая | | 300 | 0,038 | 0,038 | | 600 | 0,076 | 0,079 | | 900 | 0,115 | 0,122 | | 1200 | 0,155 | 0,167 | | 1500 | 0,196 | 0,214 | | 1800 | 0,238 | 0,265 | | 2100 | 0,281 | 0,318 | | 2400 | 0,325 | 0,375 | | 2700 | 0,370 | 0,435 | | 3000 | 0,416 | 0,500 | | |
Рис. 7. График линейности симметричной мостовой измерительной схемы г) Датчики расположены во всех плечах мостовой схемы. Начальные сопротивления всех датчиков равны между собой. Приращения датчиков равны и попарно разнозначны, т.е. |?R1|=|-?R2|=|-?R3|=|?R4|=?R. Таблица 8 Результаты исследования линейности симметричной мостовой схемы |
| Экспериментальная | Теоретическая | | 300 | 0,150 | 0,075 | | 600 | 0,300 | 0,150 | | 900 | 0,450 | 0,225 | | 1200 | 0,591 | 0,300 | | 1500 | 0,734 | 0,375 | | 1800 | 0,900 | 0,450 | | 2100 | 1,050 | 0,525 | | 2400 | 1,201 | 0,600 | | 2700 | 1,351 | 0,675 | | 3000 | 1,500 | 0,750 | | |
Рис. 8. График линейности симметричной мостовой измерительной схемы
|
|