Измерение коэффициента трансформации

Отчет по лабораторной работе №2

По метрологии

 

 

Студентки гр. РИ-230201 Буравова Н.А.
Нарышкина Д.В.

Преподаватель Миронов Э.Г.

 

 

Введение.

 

Цель работы:

Целью работы является практическое ознакомление с электронными средствами измерений и приобретение навыков их использования при проведении измерений переменных электрических напряжений.

 

 

Основная часть.

Экспериментальная часть работы

Таблица 1

Варианты задания.

Номер варианта	Параметры сигнала	fa , кГц	Ua, В	W	fc, кГц
f1 , кГц	U1, В	f 2, кГц	U2, В	f3, кГц	U3, В
	2,0	6,5	3,5	7,5	6,5	8,0		0,5;0,6;0,7;0,8	W3	2,0

 

Номер варианта	С	R4 , кОм	f4, кГц	L(W)	C0, мкФ	P
	С2	6,0	1,4	L2(W2)	0,05	0,99

Исследование сигналов на выходе генератора

Для исследования сигналов на выходе генератора с помощью электронного осциллографа собрать схему, приведенную на рис. 1. Приборы подключаются с помощью коаксиальных кабелей.

Рис. 1. Схема эксперимента при исследовании формы сигнала.

 

Полученные осциллограммы (U₁ f₁; U₂ f₂; U₃ f₃):

Рис.2 Осциллограмма №1, U = 6,5 В, f = 2,0 кГц.

Рис.3 Осциллограмма №2. U = 7,5 В, f = 3,5 кГц.

Рис.4 Осциллограмма 3. U= 8,0 В, f = 6,5 кГц.

 

Измерение частоты

Измерение частоты напряжения на выходе генератора проводится с помощью осциллографа по схеме, приведенной на рис. 5.

Рис. 5. Схема эксперимента при исследовании формы сигнала.

Фигуры Лиссажу исследуются на частотах 25; 50; 100; 150; 200 Гц.

 

Полученные фигуры Лиссажу:

Рис. 6 f = 25 Гц.

Рис. 7 f = 50 Гц.

Рис. 8 f = 100 Гц.

Рис. 9 f = 150 Гц.

Рис. 10 f = 200 Гц.

По фигурам Лиссажу неизвестная частота определяется с использованием формулы:

, (1)

где f - измеряемая частота; f₀ - опорная (известная) частота; n - число точек касания фигуры с вертикальной линией; m - число точек касания фигуры с горизонтальной линией.

f₁=1/2*25=12.5 Гц, f₁/ f₀=1/2

f₂=1/1*50=50 Гц, f₂/ f₀=1

f₃=2/1*100=200 Гц, f₃/ f₀=2

f₄=3/1*150=450 Гц, f₄/ f₀=3

f₅=4/1*200=800 Гц, f₅/ f₀=4

Измерение коэффициента трансформации

Измерение коэффициента трансформации q воздушного трансформатора Тр проводится по схеме, приведенной на рис.11. Значение напряжения на выходе генератора и его частота устанавливаются в зависимости от варианта задания (см.табл.1, частота «f_a », напряжение «U_a »).

Рис.11. Схема эксперимента при измерении коэффициента трансформации.

 

Таблица 2

Результаты экспериментов и расчетов

Ua , В	0,5	0,6	0,7	0,8	= 1,81 UAK = 1 В UВК = 2 В
Ub ,В	0,906	1,092	1,259	1,448
	1,812	1,82	1,7986	1,81

Текущее значение коэффициента трансформации q определяется по формуле (2).

(2)

Значение среднего арифметического и значения инструментальных погрешностей определяется соотношениями:

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

Где , , U_a, U_b, U_AK, U_ВК - определены выше;

n - число измерений (в рассматриваемом случае n =4);

- относительная инструментальная погрешность косвенного измерения коэффициента трансформации q; k - коэффициент, зависящий от принятой доверительной вероятности «Р» и числа слагаемых под корнем «m» (для P=0,95 и m=3 k=1,1; для P=0,99 и m=3 k=1,3); - относительная инструментальная погрешность измерения напряжения ; - приведенная погрешность аналогового вольтметра V1; - относительная погрешность цифрового вольтметра V2 при измерении переменного напряжения; - относительная погрешность установки частоты напряжения на выходе генератора; - абсолютная инструментальная погрешность косвенного измерения коэффициента трансформации.

Найденные значения погрешностей заносятся в сводную табл.3 после округления по принятым в метрологии правилам.

Таблица 3

Сводная таблица погрешностей

Параметры	,%	,%	,%		,%
Значения	± 2,5	± 5	± 2,3	± 2	7,612	0,14

= (1,81 0,14), 0,99.