Описание лабораторного стенда

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

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

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

- делитель напряжения, коэффициент деления которого предстоит определить косвенным путем;

- 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;

- магнитоэлектрический вольтамперметр для прямых измерений постоянного напряжения;

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

- цифровой мультиметр (в качестве вольтметра) для прямых измерений постоянного напряжения и среднеквадратического значения переменного напряжения.

Рисунок 1.1 – Лабораторный стенд работы № 1.1

Подключение вольтметров к источникам напряжения производится путем установки верхнего переключателя КУ на вход, к которому подключается источник, а нижнего переключателя КУ – на выход, к которому подключен вольтметр. Установленное соединение индицируется на передней панели КУ линиями зеленого цвета. Ниже приведены характеристики виртуальных приборов.

Характеристики магнитоэлектрического вольтамперметра:

- служит для измерения 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 основной приведенной погрешности (класс точности) на всех пределах измерения ± 0,5 %;

- относительная погрешность измерения, %

(1.3)

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

Характеристики аналогового электронного 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 основной 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).

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;

- предел основной относительной погрешности при измерении постоянного напряжения, % :

, (1.4)

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

- предел основной относительной погрешности при измерении переменного напряжения во всем рабочем диапазоне частот, % :

. (1.5)