Электричество и магнетизм

Важнейшим достоинством цифровых приборов является наличие у них кодового выхода, что дает возможность регистрировать результат измерений с помощью цифропечатающих устройств и использовать эти результаты для ввода в ЭВМ для последующей обработки.

Разновидностью цифровых приборов являются аналого-цифровые преобразователи, в которых входной аналоговый сигнал в результате квантования и цифровог

о кодирования автоматически преобразуется в дискретную форму и выдается на выходе в виде кода. Аналого-цифровые преобразователи отличаются от цифровых приборов повышенным быстродействием и отсутствием отсчетного устройства.

Цифро-аналоговые преобразователи совершают обратное преобразование, при котором входной дискретный сигнал в результате декодирования автоматически преобразуется в аналоговую форму и выдается на выходе прибора в виде непрерывного сигнала.

Кроме того, к цифровым приборам относятся:: вольтметры постоянного и переменного тока; омметры постоянного тока и мосты переменного тока; частотомеры и счетчики импульсов; комбинированные приборы, предназначенные для измерений нескольких параметров; специализированные приборы, предназначенные для измерения мощности, фазы, магнитного потока, магнитной индукции, а также некоторых неэлектрических параметров (расстояние, масса, скорость).

Регистрирующей частью цифровых приборов являются индикаторные неоновые лампы. Внутри каждой лампы имеется десять электродов из тонкой проволоки, выполненных в виде цифр и один общий электрод. В зависимости от величины исследуемого сигнала, напряжение подается на один из цифровых электродов, что вызывает свечение неона вблизи него.

На панели прибора расположено несколько таких ламп по числу значащих цифр измеряемой величины.

По роду измеряемого тока различают: приборы постоянного тока, переменного и обоих родов. Род тока также указывается с помощью условных обозначений на лицевой стороне прибора.

По степени точности измерения принято деление на восемь клас­сов. Класс точности γ = εпр∙100% , где εпр - приведённая погрешность измерения. Приведенной погрешностью εпр называется отно­шение абсолютной погрешности Δα к предельному значению измеря­емой величины α m, т.е. к наибольшему её значению, которое мо­жет быть измерено прибором.

εпр= Δα/ α m (9)

Класс точности обозначается на лицевой стороне прибора числами:

0,05; 0.1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Эти числа указывают ве­личину возможной относительной ошибки в процентах при отклонении стрелки прибора на всю шкалу. Абсолютная погрешность Δα опреде­ляется из соотношения (9):

Δα=εп α m (10)

По степени защищённости от внешних полей приборы подразделя­ются на три категории, которые обозначаются римской цифрой или другим знаком на лицевой стороне прибора.

Расширение пределов измерения физической величины прибором

Важной характеристикой электроизмерительного прибора является его внутреннее сопротивление Кдр , которое обычно приводится на лицевой стороне прибора.

Цена деления определяет значение измеряемой прибором физичес­кой величины, которое вызывает отклонение стрелки прибора на од­но деление шкалы.

Амперметр включается в цепь последовательно, а для расширения предела измерений амперметра в n раз к нему параллельно присое­диняют

проводник, называемый шунтом.

Сопротивление шунта Rш мо­жно рассчитать по формуле

,

где RA. - внутреннее сопротивление амперметра, a n - число, по­казывающее, во сколько раз возрастает предел измерения и, следо­вательно, цена деления прибора.

Вольтметр включается в цепь параллельно, а для увеличения предела измерений вольтметра в n раз последовательно с измери­тельной системой прибора включается добавочное сопротивление Rд.

Добавочное сопротивление определяется по формуле:

Rд=RB(n-1),

где RВ - внутреннее сопротивление вольтметра.

Очень часто приборы, используемые в лабораторном практикуме, снабжаются набором шунтов и добавочных сопротивлений, вмон­тированных в корпус прибора, которые можно легко менять в про­цессе работы, производя переключения на самом приборе. Многопредельный прибор такого типа заменяет несколько однотипных прибо­ров с различными интервалами измерения. Для определения цены де­ления нужно выбранный с помощью переключателя предел измерения прибора αm разделить на число делений шкалы прибора No. Каждому пределу измерения соответствует своя цена деления.

Для определения измеряемой величины α нужно отсчет N , взя­тый по шкале прибора, умножить на цену деления. Таким образом,

С изменением предела прибора меняется и величина абсолютной погрешности, допускаемой при измерениях этим прибором.

Проведение эксперимента

1. Изучите электроизмерительные приборы, используемые в рабо­те, и запишите их паспортные данные.

2. Соберите цепь по схеме рис. I и найдите сопротивление Rx´ каждого из двух предложенных вам резисторов.

3. Определите значение измеряемого сопротивления Rx по фор­муле (2).

4. Рассчитайте абсолютные ΔRx и системати­ческие относительные погрешности δ по формулам (3) и (4).

5. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

6. Соберите цепь по схеме рис. 2 и найдите сопротивление Rx´ каждого из двух предложенных вам резисторов.

7. Определите значение измеряемого сопротивления Rx по фор­муле (6).

8. Рассчитайте абсолютные ΔRx и системати­ческие относительные погрешности δ по формулам (7) и (8).

9. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

 Скачать реферат