Лабораторная работа № 1
Прямые измерения напряжения и тока.
( Поверка)
2.1. Прямые измерения
напряжения и тока аналоговыми и цифровыми
приборами
- Цель работы
- Лабораторная установка и
схема электрическая соединений
- Перечень аппаратуры
- Указания по проведению эксперимента
Цель
работы
Выработать
навыки предварительной подготовки и
подключения измерительных приборов к
тестируемой цепи и выполнения измерений
напряжений и токов с помощью аналоговых
и цифровых приборов, в том числе, многопредельных.
Расчет погрешностей измерения.
Лабораторная
установка и электрическая схема соединений
Принципиальные
электрические схемы экспериментов по
измерению постоянных напряжений и токов
приведены на рис. 2.1.1 а и б.
Рис.
2.1.1. Принципиальные электрические схемы
экспериментов по измерению напряжения
(а) и тока (б).
В
схемах рис. 2.1.1 регулируемый источник
постоянного напряжения G и переменный
резистор R моделируют эквивалентный генератор,
соответствующий цепи, в которой измеряются
напряжения и токи. Широкий диапазон изменения
напряжения источника G и сопротивления
переменного резистора R позволяют моделировать
цепи с различной степенью влияния измерительных
приборов на напряжения и токи цепи.
Лабораторная
установка (рис. 2.1.2) состоит из однофазного
источника питания G1 (218), блока питания
A1 (212.2) с выходом регулируемого постоянного
напряжения, переменного резистора 330
Ом (А7 – блок резисторов 2330) и одного из
испытываемых приборов (блоки 510.1 или 534).
Схемы подключения блоков мультиметров
А2 (534) и А3 (510.1) приведены на рисунках 2.1.3,
2.1.4 и 2.1.5.
Рис.
2.1.2. Схема электрическая соединений источников
питания
для измерения постоянного напряжения
или тока.
Рис.
2.1.3. Схемы электрических соединений для
измерения напряжения (а) и
тока (б) мультиметром
MY60 блока мультиметров А3 (510.1).
Рис.
2.1.4. Схема электрическая соединений для
измерения постоянного напряжения (а)
и тока (б) мультиметром 7050 блока А3 (510.1).
При
любой комбинации используемых блоков
гнездо «+» блока генераторов напряжения
А1, через переменный резистор 330 Ом блока
А7, должно быть подключено к гнездам «+»,
«V» или «A» («mA») испытываемого прибора.
Гнездо «-» блока генераторов напряжения
А1 подключается к гнездам «-» или «COM»
испытываемого прибора А2. Подробные указания
по использованию блока резисторов и подключению
конкретных приборов даны ниже.
Однофазный
источник питания G1 предназначен для безопасного
питания блоков А1 (212.2) и приборов А2 (534)
и А3 (510.1), требующих сетевого питания.
Рис.
2.1.5. Схемы электрических соединений для
измерения
напряжения (а) и тока (б) мультиметром
А2 (534).
Перечень аппаратуры
Обозначение |
Наименование |
Тип |
Параметры |
G1 |
Однофазный источник питания |
218 |
~ 220 В / 16 А |
А1 |
Блок генераторов напряжения |
212.2 |
Постоянное напряжение
0…+15 В,
ток не более 200 мА |
А2 |
Мультиметр |
534 |
Цифровой мультиметр
SANWA PC5000 |
А3 |
Блок мультиметров |
510.1 |
Аналоговый мультиметр 7050,
цифровой мультиметр MY60 |
А7 |
Блок резисторов |
2330 |
Переменные резисторы
2х10 кОм;
330 Ом; 10 Ом |
Указания по проведению эксперимента
Подготовка цепи измерения напряжения
или тока
- Убедитесь, что переключатели «Сеть»
блоков, используемых в эксперименте,
выключены.
- Соедините аппаратуру в соответствии
со схемой электрической соединений рис.
2.1.2. Измерительные приборы к схеме не
подключать.
- Установите минимальное выходное напряжение
генератора постоянных напряжений блока
генераторов А1 (212.2). Для этого ручку регулирования
выходного напряжения 0…15В генератора
постоянного напряжения поверните против
часовой стрелки до упора.
- Установите максимальное сопротивление
переменного резистора 330 Ом блока резисторов
2330. Для этого поверните ручку этого резистора
по часовой стрелке до упора (указатель
на отметке 100).
- Включите устройство защитного отключения
и автоматический выключатель в однофазном
источнике питания G1.
- Включите выключатель «СЕТЬ» блока генераторов
напряжения А1 и блоков
мультиметров А2 и А3. Внимание! Тумблер генератора постоянного
напряжения 0…15 В переведите в верхнее
положение – гнезда «+» и «-» подключены
к генератору.
Измерение напряжений и токов прибором
с автоматическим выбором пределов измерения
(мультиметр А2, 534).
- Предварительно рекомендуется ознакомиться
с инструкцией по эксплуатации мультиметра
РС5000, установленного в блоке А2 (534).
Подготовка мультиметра к измерению
постоянного напряжения
- Включите мультиметр. Для этого переведите
переключатель на лицевой панели прибора
из положения «OFF» в положение измерения
постоянного напряжения
«V
». В правой части индикатора между цифровым
значением и аналоговой шкалой отображается
буква «V». Если при длительном простое
произойдет автоматическое отключение
мультиметра – отключите мультиметр от
измеряемой цепи и кратковременно переведите
выключатель в положение «OFF», а затем
установите в положение измерения постоянного
напряжения.
- Проверить включение режима автоматического
выбора пределов измерения: в левом верхнем
углу индикатора прибора включена надпись
«AUTO». Если надписи «AUTO» нет, необходимо
нажать и удерживать кнопку «RANGE» («ПРЕДЕЛ»
- вторая слева кнопка в нижнем ряду под
индикатором). После второго звукового
сигнала прибор вернется в режим автоматического
выбора предела измерения (появится надпись
«AUTO»).
- Несколькими нажатиями на кнопку «SELECT»
(«ВЫБОР» - крайняя левая кнопка в нижнем
ряду) задать режим измерения постоянного
напряжения «
» (значок под надписью «AUTO» на индикаторе).
- Других отметок на индикаторе быть не
должно. Ненужные режимы (и их метки на
индикаторе) отключаются нажатием (или
нажатием и удержанием) соответствующих
кнопок прибора.
- Подключите проводники к гнездам мультиметра:
крайнее правое (красное) гнездо «V» (+)
и второе справа (черное) гнездо «COM» (-).
Измерение постоянного напряжения
- Установить произвольное напряжение
на выходе источника 0…15 В генератора
постоянных напряжений: ручку регулировки
выходного напряжения повернуть по часовой
стрелке на несколько оборотов.
- Подключить мультиметр А2 (рис. 2.1.5 а) к
цепи рис. 2.1.2. Провод от гнезда «COM»
(-) мультиметра – к гнезду «-» (синее) источника
0…15 В блока генераторов напряжения А1.
Провод от гнезда «V» (+) мультиметра –
к движку переменного резистора 330 Ом блока
А7.
- Произвести отсчет напряжения по индикатору
мультиметра.
- Установите несколько различных значений
выходного напряжения источника и повторите
измерения напряжения. Обратите внимание
на работу системы автоматического выбора
пределов измерения: десятичная точка
на индикаторе мультиметра автоматически
устанавливается в положение, обеспечивающее
отображение на индикаторе максимального
числа значащих цифр результата измерения.
Внимание! Если на вход мультиметра подано
измеряемое напряжение запрещается изменять
положение переключателя на лицевой панели
мультиметра. Любые переключения режимов
работы мультиметра необходимо выполнять
после отключения прибора от измеряемого
напряжения.
Подготовка цепи измерения постоянного тока
- Установите минимальное выходное напряжение
генератора постоянных напряжений блока
генераторов А1 (212.2). Для этого ручку регулирования
выходного напряжения 0…15В генератора
постоянного напряжения поверните против
часовой стрелки до упора.
- Установите максимальное сопротивление
переменного резистора 330 Ом блока резисторов
2330. Для этого поверните ручку этого резистора
по часовой стрелке до упора (указатель
на отметке 100).
Подготовка мультиметра к измерению
постоянного тока
- Переведите переключатель на лицевой
панели прибора из положения «OFF» в положение
измерения постоянного тока «mA». В правой
части индикатора между цифровым значением
и аналоговой шкалой отображаются буквы
«mA». Если при измерении тока на пределе
«mA»на индикаторе окажется слишком мало
значащих цифр – переключатель необходимо
перевести в положение «μА». Если при длительном
простое произойдет автоматическое отключение
мультиметра – отключите питание измеряемой
цепи (блок А1), кратковременно переведите
выключатель в положение «OFF», а затем
установите в положение измерения тока.
- Проверить включение режима автоматического
выбора пределов измерения: в левом верхнем
углу индикатора прибора включена надпись
«AUTO». Если надписи «AUTO» нет, необходимо
нажать и удерживать кнопку «RANGE» («ПРЕДЕЛ»
- вторая слева кнопка в нижнем ряду под
индикатором). После второго звукового
сигнала прибор вернется в режим автоматического
выбора предела измерения (появится надпись
«AUTO»).
- Несколькими нажатиями на кнопку «SELECT»
(«ВЫБОР» - крайняя левая кнопка в нижнем
ряду) задать режим измерения постоянного
тока «
» (значок под надписью «AUTO» на индикаторе).
- Других отметок на индикаторе быть не
должно. Ненужные режимы (и их метки на
индикаторе) отключаются нажатием (или
нажатием и удержанием) соответствующих
кнопок прибора.
- Подключите проводники к гнездам мультиметра:
красное гнездо «mA» (+) и черное гнездо
«COM» (-).
Измерение постоянного тока
- Подключить мультиметр А2 (рис. 2.1.5 б) к
цепи рис. 2.1.2. Провод от гнезда «COM»
(-) мультиметра – к гнезду «-» (синее) источника
0…15 В блока генераторов напряжения А1.
Провод от гнезда «mA» (+) мультиметра –
к движку переменного резистора 330 Ом блока
А7.
- Установить произвольное напряжение
на выходе источника 0…15 В генератора
постоянных напряжений: ручку регулировки
выходного напряжения повернуть по часовой
стрелке на несколько оборотов.
- Произвести отсчет тока по индикатору
мультиметра.
- Установите несколько различных значений
выходного напряжения источника и повторите
измерения тока. При максимальном напряжении
на выходе источника
0…15 В (ручка регулировки напряжения повернута
по часовой стрелке до упора) для дальнейшего
увеличения тока необходимо уменьшить
сопротивление переменного резистора
330 Ом блока А7. Для уменьшения сопротивления
резистора (и увеличения тока) необходимо
повернуть его ручку против часовой стрелки.
Если при регулировке будет превышен максимальный
ток источника (200 мА), сработает защита
источника и включиться красный светодиод
«I>» около гнезда «+» генератора постоянных
напряжений блока А1. Для устранения перегрузки
необходимо увеличить сопротивление цепи
и/или уменьшить напряжение источника
и на 20…30 с разорвать цепь, например, отключив
один из проводников от гнезда источника
или переведя тумблер около гнезда «+»
источника в нижнее положение.
- Обратите внимание на работу системы
автоматического выбора пределов измерения:
десятичная точка на индикаторе мультиметра
автоматически устанавливается в положение,
обеспечивающее отображение на индикаторе
максимального числа значащих цифр результата
измерения.
Внимание! Если мультиметр включен в
цепь измерения тока, допустим лишь переход
с предела измерения «mA» на предел измерения
«μА» и обратно. Переключение на иные пределы измерения
недопустимо.
Внимание! Отключение мультиметра в режиме
измерения тока (или амперметра) разрывает
измеряемую цепь и безопасно только при
отключении питания от измеряемой цепи.
Измерение напряжения и тока цифровым мультиметром
MY60
с ручным выбором пределов измерения (блок
мультиметров 510.1)
- Выполните указания раздела «Подготовка
цепи измерения напряжения или тока».
Подготовка мультиметра к измерению постоянного напряжения
- Включите мультиметр кнопкой «ON/OFF», расположенной
слева под индикатором. Если при длительном
бездействии произойдет автоматическое
отключение питания мультиметра необходимо
отключить и повторно включить кнопку
«ON/OFF».
- Установите максимальный предел измерения
постоянного напряжения 1000 В (указатель
переключателя в положении «•1000» в секторе
пределов измерения постоянного напряжения
«V
»). Предварительная установка максимального
предела измерения исключает повреждение
прибора при включении на неизвестное
измеряемое напряжение.
- Подключите проводники к гнездам мультиметра:
крайнее правое (красное) гнездо «VΩ» (+)
и второе справа (черное) гнездо «COM» (-).