Методика выполнения измерений активного сопротивления электрическому току

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………3
1. РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ЭТАПОВ…………………………………5
1.1 Формирование исходных данных для разработки МВИ…………. 5
1.2 Выбор методов и средств измерений………………………………..6
2. ОФОРМЛЕНИЕ ДОКУМЕНТА НА МВИ……………………………..16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………...21
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………….22

Методика выполнения измерений активного сопротивления
электрическому току

Относительная поправка находится по формуле:

Абсолютная погрешность результата измерения сопротивления рассчитывается по формуле:

где относительная погрешность результата измерения сопротивления рассчитывается по формуле:

Здесь δI и δU – относительные погрешности результатов измерений тока и напряжения, соответственно, определяемые с учётом классов точности средств измерений, показаний и выбранных средств измерений.
С учётом поправки , классов точности средств измерений и полученных показаний можно определить пределы, в которых находится значение измеряемого сопротивления R по формуле:
[Rхэ+] - ≤ R≤[Rхэ+] +
Для измерений выберем вольтметр М252 и миллиамперметр Д5014/6, параметры которых рассмотрены в варианте 1.
θ2 = -Ra = -550 Ом
Из расчёта в варианте1 δR = 0,73
[5550+(-550)] – 40,5 ≤ R≤[5550+(-550)] + 40,5
4959,5 Ом ≤R≤ 5040,5 Ом
Вариант 3
Измерение электрического сопротивления с помощью способа замещения по схеме, представленной на рисунке 3. Здесь Rэ – эталонное сопротивление, Rх – измеряемое сопротивление.
Рисунок 3
Схема измерений для варианта 3
При установке переключателя в положение 1 через амперметр протекает ток Iэ = Е/Rэ и при положении 2 ток Ix = Е/Rx. Искомое значение измеряемого сопротивления находится по формуле:
Rx = Rэ* Iэ/ Ix
Относительная погрешность результата измерения сопротивления равна:
, (6)
где - относительная погрешность эталонного сопротивления,
- относительная погрешность отношения тока, протекающего через эталонное сопротивление к току, протекающему через измеряемое сопротивление.
В качестве эталонного сопротивления используем магазин сопротивлений ITC – 8, имеющий 12 фиксированных значений сопротивлений и среди них Rэ = 10 кОм. Класс точности прибора KTR = 1,
поэтому значение относительной погрешности эталонного сопротивления равно: δRэ = 1.
Так как измерение токов Iэ и Ix производится одним и тем амперметром, то относительная погрешность отношения токов находится по формуле:
δ(Iэ/Ix) = δIэ - δIx = КТI* Iпред/Iэ - КТI* Iпред/Iх (7),
где КТI – класс точности используемого амперметра, Iпред - наибольшее
значение тока на шкале.
Для измерения тока возьмём миллиамперметр Д5014/6, использованный при проведении измерений в варианте 1.
Напряжение на входе схемы установим равным допустимому значению
Uдоп = 24,5 В и, следовательно Iэ = Uдоп/ Rэ = 24,5/10000 = 2,45 мА,
Iх=Uдоп/ Rх= 24,5/5000= 4,9 мА.
Подставим эти значения в (7):
δ(Iэ/Ix) = δIэ - δIx = 0,2**10*10-3/2,45*10-3 - 0,2**10*10-3/4,9*10-3 = 0,408
Подставим рассчитанные значения в (6) и получим значение относительной погрешности измерения сопротивления:
Значение абсолютной погрешности измерения сопротивления находится по формуле:
.
Значение измеряемого сопротивления лежит в пределах:
4946 Ом ≤ R ≤ 5054 Ом

Вариант 4
Измерение электрического сопротивления с помощью серийно выпускаемого омметра.
Измерение в этом варианте реализуется непосредственным подключением измеряемого резистора к входным контактам омметра. Поэтому абсолютная и относительная погрешности измерения определяются только классом точности омметра. Ознакомление с параметрами серийно выпускаемых омметров позволяет разделить их на два класса. К первому из них относятся омметры типа М41070/1, имеющий класс точности КТ = 1,5 и фиксированные шкалы, например, 0 – 300 Ом, 0 – 3 кОм, 0 – 30 кОм,
0 – 300 кОм, 0 – 30МгОм. Рассчитаем относительную погрешность измерения сопротивления Rдоп = 5 кОм, предусмотренного заданием.
Необходимо провести измерения на шкале 0 – 30 кОм. Относительная погрешность находится по формуле:
δR = KT*Rпред/ Rдоп = 1,5*30/5 =9%.
Полученное значение относительной погрешности превосходит требуемое в задании значение 2,5% и, следовательно, этот класс омметров не может быть использован в данной курсовой работе.
Ко второму классу промышленных омметров относятся прецизионные цифровые омметры типа 3541, позволяющий измерять величины сопротивлений в диапазоне 2кОм – 110 кОм и имеющий класс точности 0,0015. Относительная погрешность определяется по формуле:
δR = KT*Rпред/ Rдоп = 0,0015*110/5 =0,033%.
Полученное значение с запасом удовлетворяет требованию задания % и этот класс омметров следует использовать в четвёртом варианте данной курсовой работы.
2. ОФОРМЛЕНИЕ ДОКУМЕНТА НА МВИ
АКИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ТОКУ
Методика выполнения измерений
1. Вводная часть
Настоящее описание МВИ устанавливает методику выполнения измерений активного сопротивления электрическому току
2. Нормы точности и правильности измерений
Реализация данной методики выполнения измерений обеспечивает выполнение измерений с максимально допустимым отклонением показания от измеряемого сопротивления не превышающим ± 2,5 %.
3. Средства измерений и вспомогательные устройства
При проведении измерений применяют СИ, технические характеристики которых приведены в табл. 1.
Таблица 1
Наименование СИ, инвентарный номер
Основные метрологические характеристики
Наименование физической величины
Пределы измерений
Класс точности
Внутреннее сопротивление
Цена деления
Миллиамперметр Д5014/6
№ 12345
10 mA
0,2
550 Ом
0,1 mA
ток
Магазин сопротивлений ITC - 8
10кОм
1
-
-
сопротивление
Лабораторный источник питания Б5-71/1У
0,1В – 30В
0,005
0,01В
напряжение
4. Метод измерений
Измерение активного сопротивления электрическому току выполняется методом замещения, реализованным с помощью магазина сопротивлений.
5. Требования безопасности
При выполнении измерений среднеквадратического значения пульсирующего тока соблюдаются следующие требования безопасности:
- к работе с приборами допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроизмерительными приборами;
- корпуса СИ заземляются.
6. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, имеющие среднетехническое и неполное высшее образование, прошедшие инструктаж в соответствии со стандартом предприятия, изучившие техническую документацию на применяемые СИ.
7. Условия выполнения измерений
При выполнении измерений и при подготовке к ним необходимо соблюдать условия, приведенные в табл. 2:
Таблица 2
№ пп
Измеряемая величина
Наименование влияющих величин
1
Сопротивление
Температура окружающей среды