Где источники погрешности и расчет общей погрешности?
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФГАОУ ВО «УрФУ имени Президента России Б. Н. Ельцина»
Физико-технологический институт
Кафедра экспериментальной физики
ДОделать
Отчёт по лабораторной работе № 3
«ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАДИОДЕТАЛЕЙ»
По дисциплине
«Метрология, стандартизация и сертификация»
| Преподаватель: Соковнин С. Ю. |
| Группа: Фт-380301 Студенты: ПестуновД. А. Рыжова А. А. Кузьмина Н. В. |
Екатеринбург
2020
Цель работы: Изучение методов измерения параметров радиоэлектронных компонентов и цепей.
Приборы и оборудование:
- МОСТ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ Е7-4 (измеритель L, C, R универсальный)
Таблица 1. Техническая характеристика измерителя L, C, R универсального
| t окружающей среды | от 278 до 313 К (от +5 до +400С) |
| относительная влажность воздуха | до 90% при температуре до 303 К (300С) |
| атмосферное давление | 60-106 кПа |
| напряжение сети | 220±22 В( причастоте 50±0,5 Гци содержанием гармоник до 5%) 220±11 В( причастоте 400±12 Гци содержанием гармоник до 5%) |
| напряженность внешнего электромагнитного поля | не более величины, при которой напряжение, наводимое на измеряемый объект, достигает 10мВ (только для режима измерения сопротивления на постоянном токе) |
| нормальные частоты прибора | 100-1000 Гц и 0 Гц(постоянный ток) |
| погрешность установки частот | ±1% |
| дополнительные погрешности измерения в интервале рабочих температур | не превышают половины основной погрешности на каждые 100С изменения температуры (см. Таблицу 4) |
| дополнительная погрешность измерения тангенса угла потерь и добротности в условиях повышенной влажности | не превышает основной погрешности их измерения (см. Таблицу 4) |
Таблица 1. Техническая характеристика измерителя L, C, R универсального (продолжение)
|
|
|
| отклонения моста от баланса | половина основной погрешности измерения (конец стрелки индикатора отклоняется не менее чем на половину деления шкалы)(см. Таблицу 3 и 4) |
| начальные параметры мостовой схемы | не превышают: 0,5 пФ; 0,5 мкГ; 0,5 Ом |
| поляризующее напряжение, которое можно подать на прибор | до 30 В от внешнего источника |
| ток подмагничивания, которой можно подать на прибор | до 30 мА от внешнего источника |
| время установления рабочего режима | 15 мин. |
| мощность, потребляемая от сети при номинальном напряжении | не превышает 10 Вт |
| допустимое время непрерывной работы в рабочих условиях | 8 часов |
| наработка на отказ | 4000ч |
| срок службы | 10 лет |
| срок хранения | 10 лет (при допустимых условиях использования) 5 лет (при экстремальных условиях использования) |
| технический ресурс | 10000ч |
| габаритные размеры | 342х173х332мм |
| масса | 9 кг |
|
|
|
Таблица 2. Диапазон измерений измерителя L, C, R универсального
| Нормальная частота | Сопротивление R | Емкость и тангенс угла потерь, емкость и добротность | Индуктивность и тангенс угла потерь, индуктивность и добротность | ||||||
| С | tg δ | Q | L* | tg δ | Q | ||||
| Постоянный ток | 0,1 Ом – 10 Мом (при повышенной влажности 0,1 Ом – 100 кОм) | ||||||||
| 100 Гц | 0,1 Ом – 10 МОм | 100пФ-1000мкФ | 0,005-0,1 | 10мкГ-1000Г | 0,005-0,1 | ||||
| 100пФ-1000мкФ | 0,1-30 | 10мкГ-1000Г | 0,1-30 | ||||||
| 1000 Гц | 0,1 Ом – 10 МОм | 0,5пФ-100мкФ | 0,005-0,1 | 0,3мкГ-100Г | 0,005-0,1 | ||||
| 0,5пФ-100мкФ | 0,1-30 | 0,3мкГ-100Г | 0,1-30 | ||||||
| *возможно измерение индуктивностей в пределах от 10 мкГ до 10 мГ в диапазоне частот 100 Гц – 5 кГц при питании моста от внешнего генератора и напряжении сети 220±22 В, частотой 50±0,5 Гц (основная погрешность измерения индуктивности не превышает ±
| |||||||||
, а дополнительная погрешность не превышает ± 
на каждые 100С отклонения температуры от нормальной)Таблица 3. Поддиапазон измерений с пределами измерителя L, C, R универсального
| Поддиапазон | Сопротивление | Емкость | Индуктивность | ||
| Нормальная частота, Гц | Нормальная частота, Гц | Нормальная частота, Гц | |||
| 0; 100; 1000 | 100 | 1000 | 100 | 1000 | |
| 1 | 0,1 – 10 Ом | 100 – 1000 мкФ | 10 – 100 мкФ | 100 – 1000 мкГ | 0,3 – 100 мкГ |
| 2 | 10 – 100 Ом | 10 – 100 мкФ | 1 – 10 мкФ | 1 – 10 мГ | 100 – 1000 мкГ |
| 3 | 100 – 1000 Ом | 1 – 10 мкФ | 100 – 1000 нФ | 10 – 100 мГ | 1 -10 мГ |
| 4 | 1 – 10 кОм | 100 – 1000 нФ | 10 – 100 нФ | 100 – 1000 мГ | 10 – 100 мГ |
| 5 | 10 – 100 кОм | 10 – 100 нФ | 1 – 10 нФ | 1 – 10 Г | 100 – 1000 мГ |
| 6 | 100 – 1000 кОм | 1 – 10 нФ | 100 – 1000 пФ | 10 – 100 Г | 1 -10 Г |
| 7 | 1 – 10 МОм | 100 – 1000 пФ | 0,5 – 100 пФ | 100 – 1000 Г | 10 -100 Г |
Таблица 4. Основные погрешности измерений для поддиапазонов измерителя L, C, R универсального
| Измеряемая величина | Пределы измерения | Номер поддиапазона | Основная погрешность | ||||
| 0 | 100 Гц | 1000 Гц | |||||
| Емкость при Q≥1 или при tgδ≤0,1 | 0,5 – 1000 пФ | - | 7 | 6 – 7 | ±  ,
| ||
| 1000 пФ – 10 мкФ | - | 3 – 6 | 2 – 5 | ±1% | |||
| 10 – 1000 мкФ | - | 1 – 2 | 1 | ±2% | |||
| Емкость при Q<1
| 0,5 – 1000 пФ | - | 7 | 6 – 7 | ± 
| ||
| 1000 пФ – 10 мкФ | - | 3 – 6 | 2 – 5 | ± 
| |||
| 10 – 1000 мкФ | - | 1 – 2 | 1 | ± 
| |||
| Индуктивность при Q≥1 или при tgδ≤0,1 | 0,3 – 100 мкГ | - | 1 | 1 | ± 
| ||
| 100 мкГ - 10Г | - | 1 – 5 | 2 – 6 | ±1% | |||
| 10 – 1000 Г | - | 6 – 7 | 7 | ±2% | |||
| Индуктивность при Q<1 | 0,3 – 100 мкГ | - | - | 1 | ± 
| ||
| 100 мкГ - 10Г | - | 1 – 5 | 2 – 6 | ± 
| |||
| 10 – 1000 Г | - | 6 - 7 | 7 | ± 
| |||
Таблица 4. Основные погрешности измерений для поддиапазонов измерителя L, C, R универсального (продолжение)
| Сопротивлени | 0,1 – 10 Ом | 1 | 1 | 1 | ± 
|
| 10 Ом – 1 МОм | 2 – 6 | 2 – 5 | 2 – 6 | ± 
| |
| 1 – 10 МОм | 7 | 7 | - | ± 
| |
| Добротность Тангенс угла потерь | 0,1 – 30 | - | 1 – 7 | 1 – 7 | ± 
|
| 0,005 – 0,1 | - | 1 – 7 | 1 – 7 | ± 
|
- резистор R0=470Ом ± 5% (Rmin=446,5Ом, Rmax=493,5Ом)
- конденсатор C0=0,05± 10%мкФ (Сmin=0,045 мкФ, Cmax=0,055 мкФ; допустимое напряжение= 200В)
- катушка индуктивности L0=2мГн± 2% (Lmin=1,96 мГн, Lmax=2,04 мГн)
Теоретическая часть.
Принцип действия измерителя, используемого в работе основан на действии измерительных мостов:
Рис. 1. Мост постоянного тока для измерения сопротивления
| Рис. 2. Мост переменного тока для измерения сопротивления
|
Рис. 3. Мост для измерения индуктивности
|
Рис. 4. Мост для измерения емкости
|
Подробное описание принципы действия и формул расчёта для данных мостов находится в технической документации к данной лабораторной работе.
Ход работы.
1)Изучим принцип действия и органы регулировки универсального измерителя L, C, R типа Е7-13.
2)Ознакомимся с его техническими характеристиками.
3)Следуя инструкциям по проведению измерений параметров радиодеталей через универсальный измеритель, проведём измерения сопротивления Rх используя его на переменном и постоянном токе, ёмкости Сх и индуктивности Lxсовершая по три измерения для каждого параметра, подключая к измерителю соответственно резистор R0, конденсатор С0 и катушку индуктивности L0. Занесём полученные данные в таблицу 5.
4)Рассчитаем абсолютную погрешность измерения для резистора R0, конденсатора С0 и катушку индуктивности L0 и занесём полученные значения в таблицу 5.
Абсолютная погрешность рассчитывается по формуле: ∆= 
, где
цены деления шкалы прибора– субъективная погрешность, источником которой являются проводящие измерения ( в данном случае наша команда), возникающая из-за несовершенства измерительных функций человеческого глаза и выражающаяся в неточном замере параметров.
- основная погрешность измерения параметров, которая рассчитывается по формулам, данным в технической документации к прибору МОСТ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ Е7-4 (см. Таблицу 4.), возникающая из-за несовершенства работы измерительного прибора.
где источники погрешности и расчет общей погрешности?
Таблица 5. Результаты измерений Rx, Cx, Lx.
| Объект измерения | Предел | Множитель | Изме- ренное значение | Абсолютная погрешность | Результат измерения | |
| резистор R0 | Rx при переменном токе | 10 Ом – 1 Мом | 100Ом | 469Ом |  Ом =  Ом =  Ом
| (469,0 ± (0,5 + 4,7)) Ом = (469 ± 5) Ом
(469,0  0,5) Ом
|
| 10 Ом – 1 Мом | 100Ом | 470Ом | Ом =  Ом = 0,5Ом
| (470,0 ± (0,5 + 4,7)) Ом = (470 ± 5)Ом
(470,0 0,5) Ом
| ||
| 10 Ом – 1 Мом | 100Ом | 470Ом | Ом = Ом = 0,5Ом
| (470,0 ± (0,5 + 4,7)) Ом = (470 ± 5)Ом
(470,0 0,5) Ом
| ||
Таблица 5. Результаты измерений Rx, Cx,Lx. (продолжение 1)
| резистор R0 | Rx при постоянном токе | 10 Ом – 1 Мом | 100Ом | 470Ом | Ом = Ом = 0,5Ом
| (470,0 ± (0,5 + 4,7)) Ом = (470 ± 5)Ом
(470,0 0,5) Ом
|
| 10 Ом – 1 Мом | 100Ом | 469Ом | Ом = Ом = 0,5Ом
| (469,0 ± (0,5 + 4,7)) Ом = (469 ± 5)Ом
(469,0 0,5) Ом
| ||
| 10 Ом – 1 МОм | 100Ом | 469Ом | Ом = Ом = 0,5Ом
| (469,0 ± (0,5 + 4,7)) Ом = (469 ± 5)Ом
(469,0 0,5) Ом
|
это что за бред и ниже?
Таблица 5. Результаты измерений Rx, Cx,Lx. (продолжение 2)
| конденсатор С0 | Cx | 1000 пФ – 10 мкФ | 10нФ | 49,0нФ |  нФ =  нФ = 0,09 нФ
| (49,00 0,09) нФ
|
| 1000 пФ – 10 мкФ | 10нФ | 48,9нФ | нФ =  нФ = 0,09 нФ
| (48,90 0,09) нФ
| ||
| 1000 пФ – 10 мкФ | 10нФ | 48,9нФ | нФ = нФ = 0,09 нФ
| (48,90 0,09) нФ
|
Таблица 5. Результаты измерений Rx, Cx,Lx. (продолжение 3)
| катушка индуктивности L0 | Lx | 100 мкГ - 10Г | 1мГн | 3,20мГн |  мГн =  мГн = 0,02
| (3,20 0,02) мГн
|
| 100 мкГ - 10Г | 1мГн | 2,00мГн | мГн =  мГн = 0,02 мГн
| (2,00 0,02) мГн
| ||
| 100 мкГ - 10Г | 1мГн | 1,98мГн | мГн =  мГн = 0,01
| (1,98 0,01) мГн
|
5)Выведем средние значение измеренных параметров по формуле 
и занесём полученные данные в таблицу 6:
Таблица 6. Средние значения измеренных параметров Rx, Cx, Lx.
| Объект измерения | Измеренное значение | Абсолютная погрешность | Результат измерения | Номинальное значение | |
| резистор R0 | Rx при переменном токе |  Ом = 469,7 Ом
| Ом = Ом = Ом
| (469,7 0,5) Ом
| (470,0 ± 23,5) Ом |
| Rx при постоянном токе |  Ом =469,3 Ом
| Ом = Ом = 0,5Ом
| (469,3 0,5) Ом
| (470,0 ± 23,5) Ом | |
| конденсатор С0 | Сх |  нФ = 48,93 нФ
| нФ =  нФ = 0,09 нФ
| (48,93 0,09) нФ
| (50 ± 5)нФ |
| катушка индуктивности L0 | Lх |  мГн = 2,39 мГн
| мГн =  мГн = 0,02
| (2,39 0,02) мГн
| (2,00 ± 0,04)мГн |
6)Отметим на прямой измеренные и номинальные значения параметров резистора, конденсатора и катушки индуктивности.
Рис. 5. Интервалы номинальных R0, C0, L0 и измеренных значений Rx, Cx, Lx.
Видно, что интервал измеренного значения для резистора попал в интервал номинального значения и их центры практически совпали для случая переменного и постоянного токов. Значит измерения сопротивления с помощью измерителя проводятся достаточно точно.
Интервал измеренного значения для конденсатора попал в интервал номинального значения, а их центры не сильно удалены друг от друга. Значит измерения ёмкости с помощью измерителя проводятся с небольшим отклонением Соткл=-1,07нФ.
Интервал измеренного значения для катушки индуктивности не пересёк интервал номинального значения, а их центры сильно удалены друг от друга. Значит измерения индуктивности с помощью измерителя проводятся не точно, с большим отклонением Lоткл=0,39мГн.
Общий вывод по работе: мы изучили методы измерения параметров радиоэлектронных компонентов и цепей; выяснили, что данные измеритель даёт достаточно точные значения при измерении сопротивлений при переменном и постоянном токе и ёмкостей, но даёт недостаточно точные значения при измерении индуктивности.
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 66; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!