Устройство лабораторной установки
Лабораторная установка представляет собой комплект средств измерений, источник питания и образцы комплектов дискретной электронной техники - резисторы и полупроводниковые диоды.
В отдельном корпусе смонтированы два мультиметра модели М-830 В с гнездами для подключения источника питания ВСП-30 и щупов мультиметров, а также клемники для зажима исследуемых элементов. Внешний вид панели показан на рис. 9. В комплект входит измерительный мост постоянного тока Р 333.
Мультиметр представляет собой комбинированный измерительный прибор, предназначенный для измерения напряжений в цепях переменного тока (ACV), напряжений в цепях постоянного тока (DCV), постоянных токов (DCА), Сопротивлений (Ω), диодов и параметров транзисторов (hFE). Диапазон измерений указан на корпусе прибора.
Мост постоянного тока Р 333 предназначен для измерения постоянных сопротивлений. Устройство прибора изображено на его крышке. При измерениях подключают измеряемый резистор к клеммам Rx (кл. 2 и 3), и клеммам «+» и « - » внешней батареи Б подключают источник питания ВСП-30. Для резисторов номиналом в сотни килом, установить на ВСП-30 напряжение 10... 16 В. Переключатель СХЕМА поставить в положение MB. Нажать кнопку включение гальванометра ВКЛ.Г и переключателем множителя (n) добиться примерно нулевого положения стрелки гальванометра М 314. Затем одновременно нажать кнопки ГРУБО и ВКЛ.Г и декадными переключателями привести гальванометр в нуль. Окончательно сбалансировать мост, нажав МОЧНО и ВКЛ.Г.
|
|
|
Источник питания (стабилизированного постоянного напряжения) типа ВСП-30 обеспечивает электропитание различных в диапазонах:
• по напряжению ЗОВ;
• по току 3 А.
Установка выходного напряжения осуществляется ступенями ручкой ГРУБО и в пределах диапазона - ручкой ПЛАВНО. Для подключения к сети 200 В имеется тумблер ВКЛ.
Рассмотренная лабораторная установка позволяет различными методами определить сопротивление резисторов и выявить характеристики нелинейных элементов - полупроводниковых диодов.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с устройством лабораторной установки;
2. Получить у преподавателя элементы для исследования - два резистора и один полупроводниковый диод (стабилитрон). Выписать из справочника параметры стабилитрона и записать номинальное значение сопротивления резистора и допуск по обозначениям на корпусе;
3. Выполнить измерения сопротивления резистора методом амперметра -вольтметра (рис. 3,а рис. 3,б). Напряжение питания схемы (выходное напряжение ВСП-30) установить 18 В;
4. Измерить сопротивление резистора мостом постоянного тока;
|
|
|
5. Вычислить методические погрешность измерения по п.З, принимая за истинное значение сопротивление величину, полученную п.4. Сравнить полученную погрешность с допуском на сопротивление, указанном на корпусе резистора. При расчетах принять:
RV = 0,5 М Ом; R1 = 12,5 Ом;
6. Выявить вольт-амперную характеристику стабилитрона (см. рис.5). При производстве измерений для прямой и обратной ветвей следить за полярностью и выходным напряжением источника питания;
6.1 Прямая ветвь. Участки диодной пятки и открытого диода проводить на разных диапазонах измерения мультиметра М-830 В;
6.1.1 Участок диодной пятки:
- установить напряжение источника: около 0,5 В;
- диапазон измерения М - 830 В по напряжению: 2000 mV;
- диапазон измерения М - 830 В по току: 200 μА;
- переменный резистор установки установить на максимальное
значение (крайнее правое положение).
Принимая в качестве аргумента ток провести, результаты эксперимента записать в таблицу 1.
Предварительно установить резистор установки в среднее положение. Значение тока устанавливать микроизмерением выходного напряжения источника питания ВСП-30 начиная с нулевого значения - обратите внимание на порядок величины по рис. 5.
Таблица 1
|
|
|
Диодная пятка
| № п/п | I, μA | U, mV |
| 1 | 0.2 | |
| 2 | 5.0 | |
| 3 | 70 | |
| 4 | 100 | |
| 5 | 148 |
В табл.1 приведены ориентировочные значения тока применительно к диоду Д814 Д.
6.1.2. Участок открытого диода:
- установить диапазон измерения М 830 В по току: 2000 цА. По аналогии с п. 6.1.1. провести эксперимент. Результаты занести в табл. 2.
Таблица 2
Открытый диод
| № п/п | I, μА | U, mV |
| 1 | 1060 | |
| 2 | 1350 | |
| 3 | 1650 | |
| 4 | 1950 |
В табл. 2 приведены ориентировочные значения тока применительно к диоду Д 814 Д.
6.2 Обратная ветвь.
- установить выходное напряжение ВСП-30 в соответствии с паспортными данными напряжения стабилизации (участок ВС на рис. 5) диода по минимальному значению. Например, для диода Д 814 Д - С/дс 13 В;
- установить диапазон измерения М 830 В по току: 20 тА;
- установить диапазон измерения М 830 В по напряжению: 20V. Провести эксперимент, внося результаты измерений в таблицу 3.
Таблица 3
Обратная ветвь
| № п/п | I, mА | U, В |
| 1 | 5,0 | |
| 2 | 4,0 | |
| 3 | 3,3 | |
| 4 | 2,3 | |
| 5 | 1,15 | |
| 6 | 0,2 | |
| 7 | 0,1 |
7. По полученным результатам построить вольт-амперную характеристику диода с интерполяцией неизвестных участков.
|
|
|
Форма отчета
Отчет должен содержать:
1. Цель работы и применяемое оборудование;
2. Электрические принципиальные схемы, по которым проводился эксперимент;
3. Результаты измерений и расчетов;
4. Графическое изображение вольт-амперной характеристики стабилитрона;
5. Ответы на контрольные вопросы (по указанию преподавателя).
Литература
Нефедов, В.И., Хахин, В.И., Федорова, Е.В. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебн. для вузов / В.И. Нефедов, В,И. Хахин, Е.В. Федорова и др.; Под ред. В.И. Нефедова. -М.: Высш. шк., 2001. - 383с.
Контрольные вопросы
1. Поясните принцип выбора схемы измерения сопротивления резистора методом амперметра-вольтметра?
2. Как оценить погрешность измерения напряжения, если известны классы точности амперметра (кТА) и вольтметра (kTV)?
3. Что такое погрешность дискретности (квантования)?
4. Поясните каким образом можно уменьшить погрешность параллакса?
5. Как влияет сопротивление индикатора в диагонали мостовой схемы на точность измерения неизвестного сопротивления?
6. Можно ли использовать мостовую схему измерения сопротивления на переменном токе?
7. Поясните понятие «пятка» в полупроводниковом диоде?
8. Как оценить качество стабилизатора напряжения составленного из резистора и стабилитрона?
9. По каким признакам полупроводниковые диоды разделяют на выпрямительные и стабилитроны?
Поясните физические процессы в стабилитроне на участке электрического пробоя?
11. Чем определяется сопротивление полупроводникового диода на прямой ветви при напряжениях превышающих величину диодной пятки?
12. Как соотносятся между собой в полупроводниковом диоде токи диффузии и дрейфа, если температура постоянна?
13. Как влияет внутреннее сопротивление амперметра на точность выявления характеристики стабилитрона?
14. Как изменится ток в измерительной диагонали уравновешенного моста, если напряжение питания уменьшить?
15. Какие приборы называют логометрами? Поясните их устройство и принцип действия?
16. Что называют операционным усилителем и каковы его основные параметры?
электрического пробоя?
11. Чем определяется сопротивление полупроводникового диода на прямой ветви при напряжениях превышающих величину диодной пятки?
12. Как соотносятся между собой в полупроводниковом диоде токи диффузии и дрейфа, если температура постоянна?
13. Как влияет внутреннее сопротивление амперметра на точность выявления характеристики стабилитрона?
14. Как изменится ток в измерительной диагонали уравновешенного моста, если напряжение питания уменьшить?
15. Какие приборы называют логометрами? Поясните их устройство и принцип действия?
16. Что называют операционным усилителем и каковы его основные параметры?
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 333; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!