Порядок выполнения работы. Метод измерения с помощью моста Уитстона

Метод измерения с помощью моста Уитстона

Описание установки

Технический метод и метод измерения с помощью омметра

Электрическая схема технического метода показана на рис. 4.1, монтажная — на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Монтажная схема

2, 3, 4 — см. на рис. 4.1.

Электрическая схема моста Уитстона показана на рис. 4.2, монтажная — на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Монтажная схема

1, 2, 3, 4, 5, 6 — см. рис. 4.2.

Выполнение измерений

а) Технический метод

1. Соберите электрическую цепь (см. рис. 4.1) по монтажной схеме, приведенной на рис. 4.3.

2. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.

3. Кнопками установки напряжения «0 ÷ 15 В» (рис. 1.1) установите ток I ≈ 10 мА. Значения тока и напряжения запишите в таблицу.

4. Проведите аналогичные измерения, увеличивая ток на ≈10 мА до 50 мА.

5. Выключите кнопкой «Сеть» питание блока генераторов напряжений.

Таблица 4.1

Геометрические параметры проводника L = мм; d = мм; S = π d ²/4= мм²
Технический метод R A = 9,2 Ом	Измерение омметром	Мостовой метод R 1 = 100 Ом, R 2 = 10 Ом
I, мA	U, B	Ri, Ом	R, Ом	Rм =… Ом
				R =…Ом
Среднее сопротивление	Rсред =... Ом
		R =…Ом

б) Измерение омметром

6. Подключите омметр к миниблоку «Сопротивление проводника» (см. рис. 1.10). В качестве омметра используют мультиметр: режим Ω 200 Ом, входы COM, VΩ.

7. Установите требуемый режим и диапазон измерения.

8. Запишите показания прибора в таблицу.

в) Измерение мостом Уитстона

9. Соберите монтажную схему (см. рис. 4.4) согласно рис. 4.2.

10. Включите кнопкой «Сеть» питание блока генераторов напряжений. Нажмите кнопку «Исходная установка».

11. Установите все декады магазина сопротивлений в нулевое положение.

12. Подберите такое сопротивление магазина R_м, при котором показания амперметра будут находиться вблизи нуля:

а) начните с декады с наибольшим сопротивлением;

б) увеличьте сопротивление декады на одно значение;

в) если ток, текущий через амперметр, уменьшился, но не изменил знак, то продолжайте увеличивать сопротивление декады;

г) как только знак тока изменится на противоположный, то сопротивление магазина превысит сопротивление исследуемого проводника, переключатель следует вернуть в предыдущее положение, после чего перейти к подбору сопротивления следующей декады;

д) подбирайте сопротивление R_м на декадах магазина до тех пор, пока показание амперметра не будет равно нулю. Запишите полученное сопротивление R_м в таблицу.

13. Выключите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.

Обработка результатов измерения

1. Рассчитайте сопротивление проводника R при техническом методе измерения (см. формула (3)):

R , ,

Результаты расчетов запишите в таблицу.

2. Вычислите по формуле (4) сопротивление проводника R, измеряемого с помощью моста:

Результат с точностью до трех значащих цифр запишите в таблицу.

3. Рассчитайте удельное сопротивление проводника:

используя значение R, полученное наиболее точным методом — мостовым.

Определите материал проводника, сравнив полученное значение ρ с табличными значениями для проводников. По полученным результатам сделайте вывод, обязательно укажите источник справочной информации.

4. Оцените погрешности δ_R измеренных величин:

а) в техническом методе по разбросу полученных значений:

б) для омметра (см. рис. 1.4, 1.5);

в) при использовании моста погрешность Δ R составляет 0,5 единицы последнего записанного разряда числа; например, для результата измерений R = 8,37Ом величина Δ R = 0,005Ом и соответствующая ей δ_R = 0,06%.

5. В выводе по работе сравните результаты, полученные различными методами измерений, и сопоставьте точность этих методов.

Контрольные вопросы

1. От каких величин зависит электрическое сопротивление проводника?

2. Укажите формулу для расчета сопротивления по размерам проводника.

3. От каких величин зависит удельное сопротивление проводника?

4. Назовите методы измерений сопротивления проводника.

5. Запишите формулы для определения сопротивления проводника в техническом методе. Какие величины измеряют в этом методе?

6. Что лежит в основе работы цифрового мультиметра (омметра)?

7. Укажите режим работы цифрового мультиметра при измерении сопротивления.

8. Запишите условия равновесия для моста Уитстона.

9. По какой формуле определяют сопротивление при измерении мостом?

10. Как оценивают погрешности измерений, выполняемых в работе?

11. Какие из используемых в работе методов являются более точными, а какие — приближенными?

Дата добавления: 2015-06-04