Описание лабораторного стенда

В состав виртуального лабораторного стенда (рис. 1.1) входят LabVIEW компьютерные модели следующих устройств:

- магнитоэлектрический вольтамперметр для прямых измерений постоянного напряжения методом непосредственной оценки;

- электронный аналоговый милливольтметр для прямых измерений среднеквадратического значения напряжения переменного тока методом непосредственной оценки;

- цифровой мультиметр (в качестве вольтметра) для прямых измерений постоянного напряжения и среднеквадратического значения переменного напряжения методом непосредственной оценки;

- универсальный источник питания (УИП) с регулируемым стабилизированным напряжением постоянного тока;

- источник переменного гармонического напряжения частотой 50 Гц с действующим значением около 220 В с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением;

- гальванический элемент с ЭДС около 1,5 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением;

- делитель напряжения со следующими параметрами: коэффициент деления К = 1:10000; класс точности 0,05, входное сопротивление не менее 1 МОм, выходное сопротивление не более 1 кОм. Делитель можно использовать на постоянном и переменном токах с напряжением не более 500 В и частотой до 20 кГц;

- коммутационное устройство (КУ), подключающее вход вольтметров к выходу источников измеряемого напряжения.

Рис. 1.1. Лабораторный стенд работы № 1.1:

1 – магнитоэлектрический вольтамперметр, 2 – электронный аналоговый

милливольтметр, 3 – цифровой мультиметр, 4 – универсальный источник

питания, 5 – источник переменного напряжения, 6 – гальванический

элемент, 7 – коммутационное устройство, 8 – делитель напряжения

Подключение вольтметров к источникам напряжения производится путем установки верхнего переключателя КУ на номер входа, к которому подключается источник, а нижнего переключателя КУ – на номер выхода, к которому подключен вольтметр. Установленное соединение индицируется на передней панели КУ линиями зеленого цвета.

Ниже приведены технические характеристики приборов, используемых в модели стенда.

Характеристики магнитоэлектрического вольтамперметра М2038:

- служит для измерения постоянного напряжения и силы постоянного тока;

- пределы измерений постоянного напряжения от 0,075 В до 600 В;

- пределы измерений постоянного тока от 0,075 мА до 3 А;

- ток полного отклонения 0,5 мА на пределе 15 В; 1 мА на пределе 30 В;

- пределы допускаемой приведенной погрешности на всех пределах измерения (класс точности) не более ± 0,5 %;

- относительная погрешность измерения

(1.3)

где К – класс точности; U_к – значение верхнего предела диапазона измерений прибора; U_x – значение измеряемого напряжения.

Характеристики цифрового мультиметра:

- служит для измерения постоянного тока и напряжения, среднеквадратических значений тока и напряжения синусоидальной формы, сопротивления постоянному току;

- пределы измерений постоянного и переменного напряжения от 100 мкВ до 1000 В;

- диапазон рабочих частот от 20 Гц до 100 кГц;

- пределы допускаемой относительной погрешности, %

- при измерении постоянного напряжения;

- при измерении переменного напряжения во всем рабочем диапазоне частот;

где U_к – значение верхнего предела диапазона измерений (100 мкВ; 10 мВ; 100 мВ; 10 В; 100 В; 1000 В); U_x – значение измеряемого напряжения.

Характеристики электронного аналогового вольтметра:

- служит для измерения средневыпрямленного значения напряжения в цепях переменного тока синусоидальной и искаженной формы;

- диапазон рабочих частот от 10 Гц до 10 МГц;

- пределы измерений 1; 3; 10; 30; 100; 300 мВ, 1; 3; 10; 30; 100; 300 В;

- пределы допускаемой приведенной погрешности (класс точности) в области частот от 50 Гц до 100 кГц: ±0,5 % в диапазоне от 10 мВ до 300 В; ± 1 % в диапазоне от 1 до 3 мВ. Относительная погрешность измерения рассчитывается по формуле (1.3).