де Lo – зразкова індуктивність.

На основі резонансного методу побудовані вимірювачі L i C. Вимірювання проводиться резонансним методом з індикацією резонансу по нульових биттях. Будова приладу описана в додатку Д до лабораторної роботи.

При вимірюванні малих ємностей і індуктивностей резонансним методом виникають похибки у зв’язку з ємністю і індуктивності вимірювальних приладів і з’єднувальних проводів.

Високої точності вимірювання можна досягти поєднанням мостового або резонансного методу з методом заміщення. Суть цього методу полягає в тому, що вимірювану ємність (індуктивність) заміняють зразковою мірою і добиваються рівноваги моста (резонансу) вимірюванням значення міри, без вимірювання значення плечей. За одержаним значенням міри роблять висновки про значення вимірюваного параметра.

Рисунок 9.4 – Принципова схема для вимірювання ємності резонансним методом

9.4 Порядок виконання роботи

9.4.1 Вимірювання ємності методом амперметра і вольтметра

Виміряти три взірцевих ємності, що знаходяться в магазині Р5025 методом амперметра і вольтметра на двох частотах (50 Гц і 1000 Гц). Вимірювальні схеми і необхідні прилади студенти вибирають самостійно, погодивши свій вибір з керівником занять. Результати вимірювань заносяться в таблицю 9.1 і по них визначається залежність похибок методу від величини, яка вимірюється, і частоти змінного струму.

Синусоїдна напруга 50 Гц знімається з вихідних зажимів силового трансформатора "1" і "3", які розташовані на стенді, напруга з частотою 1000 Гц - з вихідних зажимів генератора Ф578. Вимірювання потрібно виконувати після 5 хвилинної роботи генератора.

Таблиця 9.1-Вимірювання ємностей методом амперметра і вольтметра

Номінальне значення ємності | Частота |

Покази приладів | Виміряне значення ємності | Похибка

амперметр | вольтметр | абсолютна | відносна

мкФ | Гц | мА | В | мкФ | мкФ | %

0,4

2,0

4,0

9.4.2 Вимірювання ємності нульовим методом

Виміряти ті самі ємності нульовим методом за допомогою універсальних мостів змінного струму Р5066 і ЛПІ. Результати вимірювань занести в таблицю 9.2, визначити похибки вимірювань і зробити висновки про переваги і недоліки нульового метода.

Таблиця 9.2 - Вимірювання ємностей нульовим методом

Номінальне значення ємності | Покази приладів | Похибки |

Примітка

Міст Р5066 | Міст ЛПИ | Міст Р5066 | Міст ЛПИ

абсо-лютна | відно-сна | абсо-лютна | відно-сна

мкФ | мкФ | tgд | мкФ | tgд | мкФ | % | мкФ | %

9.4.3 Вимірювання ємності методом заміщення

а) Виміряти значення ємності С, яка розмiщена на стенді, методом амперметра і вольтметра при частоті 50 Гц.

Результати вимірювання записати в таблицю 9.3

Таблиця 9.3 – Результати вимірювання ємності з допомогою методу заміщення

Частота |

Покази приладів | Виміряне значення ємності | Значення зразкової ємності | Абсолютна похибка вимірювання

Амперметра | вольтметра

Гц | мА | В | мкФ | мкФ | мкФ

Замість ємності, що вимірюється, включити у вимірювальну схему магазин ємностей, встановивши на ньому знайдене значення С. Змінюючи значення взірцевої ємності С досягти такого положення, коли покази амперметра і вольтметра будуть рівні попереднім. Записати значення С в таблицю і по ньому визначити абсолютну похибку вимірювання.

б) Виміряти значення ємності С нульовим методом за допомогою двох універсальних мостів змінного струму. Визначити тангенс кута втрат. Порівняти між собою результати вимірювань і записати їх в таблицю 9.4.

Таблиця 9.4 – Вимірювання ємності конденсатора за допомогою нульового методу.

Вимірювальний прилад | Покази приладів | Значення зразкової ємності | Похибка

ємність | Tgд | Ємність | tgд | абсолютна | відносна

мкФ | мкФ | мкФ | %

Р5066

ЛПИ

Середнє значення

Не змінюючи положення ручок регулювання мостів, переключити їх на магазин ємності, встановивши на ньому середнє значення виміряної ємності С х2. Перед переключенням ручку "чувствительность" індикатора-нуля моста Р5066 повернути до кінця проти годинникової стрілки, а потім після переключення знову збільшити чутливість до потрібного значення і зрівноважити міст, змінюючи значення взірцевої ємності С0. При цьому дозволяється змінювати положення ручки регулювання моста за аргументом, не змінюючи його регулювання за модулем.

9.4.4 Вимірювання ємності резонансним методом по нульовим биттям

Налаштувати вимірювач Е12-1А на нульові биття відповідно з вказівками, які викладені в додатку Д, і провести вимірювання ємностей чотирьох мініатюрних конденсаторів, використовуючи для цього спеціальну колодку з двома зажимами. Результати вимірювань записати в таблицю 9.5.

Таблиця 9.5 - Вимірювання ємностей конденсаторів резонансним методом

№ п/п | Номінальне значення ємності,

пФ | Виміряне значення ємності, пФ | Відхилення номінального значення від фактичного

пФ | %

Виміряти ті самі значення ємностей, встановлених на взірцевому магазині ємностей.

9.4.5 Вимірювання індуктивності

а) підготувати до вимірювання індуктивностей універсальний міст ЛПИ і резонансний вимірювач L і С (Е12-1А) згідно рекомендаціям, які приведені в додатках Г і Д;

б) встановити за допомогою магазина індуктивностей значення індуктивності за завданням викладача і підключити до нього міст ЛПИ;

в) виміряти задану взірцеву індуктивність L за допомогою моста ЛПИ, а потім за допомогою приладу Е12-1А.

Результати вимірювань записати в таблицю 9.6;

Таблиця 9.6 - Вимірювання індуктивностей

Номінальне значення індуктивності | Виміряне значення індуктивності | Похибка вимірювань

ЛПИ | Е12-1А | ЛПИ | Е12-1А

Д | д | Д | Д

мГн | мГн | мГн | мГн | % | мГн | %

г) виміряти невідому індуктивність L, яка розташована на стенді, методом амперметра і вольтметра на частоті: f=1000 Гц. Результати вимірювань занести в таблицю 9.6. Отримані значення перевірити шляхом вимірювання L за допомогою моста (по вибору студентів) змінного струму. Визначити похибки вимірювання L методом амперметра і вольтметра, порівнюючи їх із значенням, отриманим при нульовому методі вимірювання.

Виміряти мостом змінного струму активний опір котушки індуктивності, розрахувати реактивний опір котушки, її добротність