Затока Світлана Анатоліївна,

старший викладач

НТУУ “Київський політехнічний інститут ім.І. Сікорського”

М.Київ

 

 Анотація: 

 В наш час, комп’ютерні технологій широко використовуються в учбовому процесі. Одна з областей використання цієї технології є впровадження в учбовий процес віртуальних лабораторних робіт. На кафедрі інформаційно-вимірювальної техніки НТТУ «КПІ», практично з усіх дисциплін, розроблено комплекси віртуальних робіт, які використовується при підготовки спеціалістів-метрологів. 

 При розроблені комп’ютерних моделей, особлива увага приділялася наближенню загального вигляду моделей засобів вимірювальної техніки до виглядів реально існуючих хасобів. В роботі описана комп’ютерне моделювання лабораторної роботи до курсу «Методи і засоби вимірювань» - «Використання потенціометру постіного струму». В роботі наведені теоертичні відомості, технічні і метрологічні характеристики використаних засобів вимірювальної техніки, аналіх похибок вимірювання.

 Ключові слова: потенціометр, робочий струм, гальванометр, міра опору, похибка

 

 Зміст наукової роботи. 

 Потенціометри постійного струму є приладами, які дають можливість вимірювання напруги постійного струму з найвищою точністю. Потенціометри дозволяють високо точно вимірювати струм при використання відповідних високоточних мір опору, значень опорів, та інші електричних і магнітних величин [1]. При побудові компараторів струму і напруги також використовуються потенціометри постійного струму. Ціллю роботи є набування студентами навичок роботи з потенціометром постійного струму, вивчення методу вимірювання струму, визначення індивідуальних характеристик дільника напруги і цифро-аналогового перетворювач.

 Імітаційна модель потенціометру постійного струму є точною моделлю потенціометра типу К 507.

 Вид робочого столу – імітаційна модель лабораторної роботи наведена на рис.1.

 

Рисунок 1. Загальний вигляд робочого столу

На рисунку позначені: 1 – нормальний елемент; « - потенціометр постійного струму; 3 – гальванометр; 4 –термометр.

 

 Порядок виконання лабораторної роботи

 1.Підготовка потенціометра до роботи. Підготовка до виконання роботи виконується в два етапи: 1 етап – встановлення точного значення ЕРС нормального елементу в залежності від температури; 2 етап – установка робочого струму потенціометру. 

 1.1 Установка ЕРШ нормального елементу:.

 1.1.2 Вибрати варіант.

 1.1.3 Натиснути кнопку «Компенсація температурної похибки».

 1.1.4 Використати покази термометру і розрахувати значення ЕРШ нормального елементу за формулою  .

 1.1.5 Встановити дві останні цифри ЕРШ нормального елементу, рис.2

 

Рисунок 2. Встановлення точного значення нормального елементу

 2. Встановлення робочого струму потенціометра:

 2.1 Натиснути кнопку «2-йи етап», рис.1.

 2.2 Обертаючи ручки "Грубо", "Середньо" та "Точно" потенціометра і, послідовно підвищуючи чутливість на потенціометрі і на гальванометрі від " " до "0", отримати нульове відхилення покажчика гальванометра. Робочий струм буде правильно встановлений, якщо нульове показання отримано при положенні "0" перемикача чутливості на потенціометрі і положенні "1" перемикач гальванометра.

 Примітка. На цьому установка робочого струму потенціометру закінчена. Перевести перемикачі чутливості на потенціометрі в положення "1- МОм", а на гальванометрі в положення "х100";

 2.4 . Натисніть кнопку "Виконання дослідів".

 3. Дослід 1. Вимірювання струму ланцюга. Мета досвіду. Виміряти силу електричного струму ланцюга. Отримати оцінку розширеної невизначеності результату вимірювання.

 Струм вимірюється опосередкованим методом, по падінню напруги на однозначній мірі опору. Значення вибирається з умови максимальної точності вимірювання струму.

 Похибка вимірювання струму складається з відносної похибка вимірювання напруги; - відносної похибки міри опору і відносної похибки взаємодії, зумовленої перерозподілом струму в схемі при включенні додаткового опору. Значення опору вимірювальної котушки вибирається таким, щоб при врівноважені отримати напруга, максимально наближеної до межі вимірювання потенціометру. Іншими словами при врівноважені повинна бути задіяна старша декада потенціометра. Порядок виконання Досліду 1

 3.1 Перемикач виду робіт поставити в положення "X1";

 3.2 Вибрати опір вимірювальної котушки таким, щоб при зміні старшої декаді потенціометра, покажчик нуль-індикатора переходив нульову позначку.

 3.3 Змінюючи значення напруги на декадах потенціометра, і послідовно підвищуючи чутливість на потенціометрі і на гальванометрі, отримати нульове відхилення покажчика гальванометра. Вимірювання закінчено, якщо нульове показання отримано при положенні "0" перемикача чутливості на потенціометрі і положенні "1" перемикача гальванометра;

 3.4 Розрахувати оцінки сили електричного струму ланцюга і розширеної комбінованої невизначеності результату вимірювання.

 4. Дослід 2. Дослідження індивідуальних метрологічних характеристик подільника напруги Мета досвіду. Експериментально визначити коефіцієнт ділення подільника і оцінку розширеної невизначеності результату вимірювання.

 Міра електричного опору і вимірюваний опір включені послідовно з джерелом постійного струму. Струм, що протікає по опорам створює падіння напруги, які вимірюються потенціометром. За результатами вимірювання напруги визначають R_X = R₀ U_X/U₀, де R_X і R₀ – вимірювальний і еталонний опір, U_X і U₀ – напруга на вимірювальному і еталонному опорах.

 4.1 Порядок виконання

Дільник напруги складається з чотирьох послідовно з'єднаних резисторів, рис.4.

 

 Рисунок 4.  Дільник напруги

 Порядок виконання Досліду 2.

 4.1 Скласти схему з'єднання, рис: кликнемо точку з'єднання, рис.4; у списку вибираємо потрібну точку з'єднання "х1", "х10", "х100","х500".

 4.2 Послідовна виміряти всі опори дільника R_Д, R_Д10, R_Д100, R_Д500.

 4.3 Розрахувати дійсні значення коефіцієнту ділення  K:_{Д 10} = R_Д /R_Д10. K:_{Д 109} = R_Д /R_Д100, K:_{Д 500} = R_Д /R_Д500

 4.4 Розрахувати відносну похибку вимірювання коефіцієнтів ділення з урахування похибок вимірювання опорів

 

 Висновок

 Використання віртуальної лабораторної роботи «Використання потенціометру постіного струму», дозволило:

• ознайомитись студентам з принципом роботи потенціометру постійного струму;
• набути практичних навичок роботи з цим засобом вимірювання;
• виконувати роботу самостійно;
• при необхідності, виконати роботу дистанційно;
• можливість обговорення не зрозумілих питань з викладачем та іншими студентами.

 

Література

1. М.Дорожовкць, В.Мотайло,Б.Стадник, В.Василюк. Р.Борек,А.Ковальчик Основи метрології та вимірювальної техніки. Том 2.Вимірювальна техніка. - Львів.:Видавництво Національного університету Львівська політехніка», 2005,-634 с.