Поверка универсального измерительного моста Е7-11 с определением основной погрешности измерения емкости

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Санкт-Петербургский государственный политехнический университет"

Колледж информатизации и управлении

"Радиополитехникум"

Курсовой проект

Дисциплина: Радиотехнические измерения и их метрологическое обеспечение

Тема: Поверка универсального измерительного моста Е7-11 с определением основной погрешности измерения емкости

Выполнил студент гр. 429/12

Ерко К.А.

Руководитель

Сухопарова О.С.

Санкт-Петербург

2013



Задание

на курсовую работу по дисциплине "Радиотехнические измерения и их метрологическое обеспечение"

Студенту: Ерко К.А. 4 курса 4291/12 группы

Тема проекта: Поверка универсального измерительного моста Е7-11 с определением основной погрешности измерения емкости.

Курсовая работа на указанную тему выполняется студентом в следующем объеме:

Пояснительная записка.

Введение

1 Теоретическая часть

1.1 Назначение прибора.

1.2 Принцип действия прибора.

1.3 Технические характеристики.

1.4 Описание структурной схемы.

1.5 Правила техники электробезопасности при работе с прибором.

1.6 Выводы.

2 Практическая часть

2.1 Разработка схемы поверки прибора.

2.2 Источники и составляющие погрешностей.

2.3 Проведение экспериментов и снятие характеристик.

2.4 Обработка результатов измерений.

2.5 Выводы.

3 Заключение.

4 Список используемых сокращений.

5 Литература.

6 Приложения (принципиальные схемы).

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Назначение прибора

1.2 Принцип действия

1.3 Технические характеристики

1.4 Конструкция

1.5 Правила техники электробезопасности при работе с прибором

1.6 Выводы

2. Практическая часть

2.1 Разработка схемы поверки прибора

2.2 Характеристики используемых в работе приборов

2.3 Методика поверки

2.4 Вывод

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

Введение

Доброго тебе времени суток, человек, вставший на путь изучения моего курсового проекта. Для обоюдного удобства я возьму на себя смелость напомнить или, может быть, рассказать тебе немного о том деле, которому я посветил вот уже почти четыре года своей жизни. Я расскажу тебе о метрологии, а затем перейду непосредственно к теме моей работы. Заранее прошу прощение за это небольшое лирическое отступление.

Метрология - наука об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности. Кстати, свое название наука берет от греческого слова "metron", что значит "мера".

Сегодня измерения и метрология просочились во все окружающую нас действительность. Новорожденный, еще не имея имени, сразу становится объектом измерений. С первых минут жизни к нему применяют средства измерений длины, массы и температуры. В повседневной жизни и я, и ты тоже регулярно сталкиваемся с количественными оценками. Мы оцениваем температуру воздуха на улице, следим за временем, решаем насколько выгодно и рационально практически любое наше действие. С измерениями связан труд человека на любом предприятии. Инженеры промышленных предприятий, осуществляющие метрологическое обеспечение производства, должны иметь полные сведения о возможностях измерительной техники, для решения задач взаимозаменяемости узлов и деталей, контроля производства продукции на всех его жизненных циклах.

Вот такая, оказывается, важная наука! А многие наши сограждане путают метрологов, тех, кто посветил свою жизнь стандартизации, измерениям и прочими очень важными для страны и мира вещами, с метеорологами, которые тоже, кстати, занимаются полезным делом, но к метрологии, как ты знаешь, совсем не имеют ни кого отношения.

Надеюсь, что написанное дало представление о том, зачем нужно поверять универсальный измерительный мост Е7-11, да еще и определять основную погрешность измерения емкости этим прибором. Думаю, что теперь пора пояснить что же такое поверка, а еще что такое универсальный измерительный мост, и… Ну, обо всем по порядку.

Поверка средств измерений - выполнение определенных операций, которые необходимо выполнить в целях определения - соответствуют средства измерений заявленным метрологическим требованиям или нет.

Основная цель поверки средств измерений это - в строгом соответствии с разработанным и утвержденным порядком осуществить передачу рабочим средствам измерений размер единиц величин от исходных эталонных средств.

Кстати, Эталон -- средство измерения (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера другим средствам измерения.

Универсальный измерительный мост Е7-11 - прибор, предназначенный для измерения индуктивности, емкости, сопротивления, тангенса угла потерь и добротности различных радиодеталей и элементов радиоцепей.

Любые измерения направлены на получение результата, т.е. оценки истинного значения физической величины в принятых единицах. Вследствие несовершенства средств и методов измерений, воздействия внешних факторов и многих других причин результат каждого измерения неизбежно отягощен погрешностью, то есть огрехом, неточностью.

Вообще измерение -- совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений). А электрическая ёмкость -- характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд.

Считаю, что пояснять уже достаточно и остановлюсь на этом. Надеюсь тебе все понятно. В любом случае никто не мешает же тебе окунуться в увлекательное чтение специальной литературы.



1. Теоретическая часть

1.1 Назначение прибора

Измеритель L, C, R универсальный Е7-11 предназначен для измерения индуктивности, емкости, сопротивления, тангенса угла потерь и добротности различных радиодеталей и элементов радиоцепей.

Внешний вид измерителя Е7-11 показан на рис. 1.1 .

Рис 1.1 Внешний вид Е7-11

Рабочие условия эксплуатации:

а)Температура окружающей среды от 278 до 313 К (от плюс 5 до плюс 40 градусов Цельсия);

б) относительная влажность воздуха до 90% при температуре до 303 К (30 градусов Цельсия);

в) атмосферное давление 60-106 кПа ( 460-800 мм.рт.ст.);

г) напряжение сети 220±22 , частотой 50±0,5 Гц и 220± 1 В, частотой 400±12 Гц;

д) напряженность внешнего электромагнитного поля не более величины, при которой напряжение, наводимое на измеряемый объект, достигает 10 мВ (только для режима измерения сопротивления на постоянном токе).

Измеритель может быть применен при разработке, ремонте и эксплуатации радиотехнических устройств.

Измеритель L, C, R удовлетворяет требованиям ГОСТ 22261-76, в части метрологических характеристик, ГОСТ 9486-79 и нормалей НО.005.026 - НО. 005.030, а по условиям эксплуатации приборов относится к 5-й группе нормали - НО.005.026.

1.2 Принцип действия

В основу работы прибора положен мостовой метод измерения.

Схема электрическая структурная измерителя приведена на рис. 1.2 .

Рис. 1.2 схема электрическая структурная

Схема состоит из следующих составных частей:

а) генератор 100, 1000 Гц;

б) источник напряжения постоянного тока (выпрямитель 1 В);

в) измерительная мостовая схема;

г) усилитель низкочастотный (НЧ) резонансный;

д) усилитель НЧ апериодический;

е) усилитель опорного напряжения;

ж) источник питания (выпрямитель 20 В).

Генератор 100 и 1000 Гц и источник напряжения постоянного тока (выпрямитель 1 В) служат для питания измерительной схемы прибора.

Измерительная схема прибора представляет из себя мост, коммутацией плеч которого могут быть получены 5 различных вариантов схем для измерения:

а) сопротивления;

б) емкости и тангенса угла потерь по последовательной схеме замещения;

в) емкости и добротности по параллельной схеме замещения;

г) индуктивности и тангенса угла потерь по параллельной схеме замещения;

д) индуктивности и добротности по последовательной схеме замещения.

Мосты имеют общее отсчетное устройство при измерении емкости, индуктивности и сопротивления и общее плечо предельных резисторов. Переход от мостов для измерения емкости к мостам для измерения индуктивности осуществляется переключением комплексного плеча компенсации фазы.

Напряжение неравновесия мостовой схемы усиливается усилителем сигнала разбаланса и поступает на амплитудный или фазовый детекторы, являющиеся индикаторами баланса измерительной схемы.

Если измерение производится на постоянном токе, то напряжение постоянного тока на выходе моста преобразуется модулятором в напряжение переменного тока для увеличения чувствительности схемы.

Амплитудный детектор служит индикатором баланса при измерениях емкости и индуктивности. Фазовый детектор используется при измерении резисторов как на постоянном токе, так и на переменном. Применение фазового детектора в этом случае позволяет устранить влияние не уравновешиваемой мостом реактивности резистора на достижение баланса измерительной схемы. Фазовый детектор используется также при выборе предела измерения моста.

1.3 Технические характеристики

Нормальные частоты прибора 100, 1000 Гц и постоянный ток. Погрешность установки частоты ± 1%.

Диапазон измерений прибора соответствует данным таблицы 1.1 и перекрывается семью поддиапазонами с пределами, указанными в таблицы 1.2 .

Основные погрешности измерений на соответствующих поддиапазонах не превышают значений, указанных в табл. 1.3 .

Дополнительные погрешности, измерения в интервале рабочих температур не превышают половины основной погрешности на каждые 10° С изменения температуры.

Дополнительная погрешность измерения тангенса угла потерь и добротность в условиях повышенной влажности не превышает основной погрешности их измерения.

Прибор обеспечивает измерение индуктивностей в пределах от 10 мкГн до 10 мГн в диапазоне частот 100 Гц--5 кГц при питании моста от внешнего генератора и напряжении сети 220±22 В, частотой 50±0,5 Гц.

При этом основная погрешность измерения индуктивности не превышает ±(2++)%, а дополнительная погрешность не превышает ±(1+++ ) % на каждые 10° С отклонения температуры от нормальной.

Чувствительность индикатора баланса обеспечивает индикацию отклонения моста от баланса на величину, равную половине основной погрешности измерения (конец стрелки индикатора отклоняется не менее, чем на половину деления шкалы).

Начальные параметры мостовой схемы прибора не превышают: 0,5 пФ; 0,5 мкГн; 0,5 Ом.

В приборе обеспечивается возможность подачи на измеряемый объект поляризующего напряжения до 30 В и тока подмагничивания до 30 мА от внешнего источника.

Прибор обеспечивает свои технические характеристики после времени установления рабочего режима, равного 15 мин.

Питание измерителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 220±22 В, частотой 50±0,5 Гц и содержанием гармоник до 5% или напряжением 220±11 В, частотой 400± 12 Гц и содержанием гармоник до 5-%.

Мощность, потребляемая измерителем от сети при номинальном напряжении, не превышает 10 ВА.

Прибор допускает непрерывную работу в рабочих условиях в течение 8 ч.

Наработка на отказ измерителя 4000 ч. Срок службы -- 10 лет.

Технический ресурс-- 10000 ч.

Габаритные размеры измерителя 342x173x332.

Масса измерителя -- 9 кг.

Таблица 1.1

Нормальная частота	Сопротивление, R	Емкость и тангенс угла потерь, емкость и добротность	Индуктивность и тангенс угла потерь, индуктивность и добротность
		C	tgд	Q	L	tgд	Q
Постоянный ток	0,1 Ом - 10 МОм
100 Гц	0,1 Ом - 10 МОм	100 пФ - 1000мкФ	0,005 - 0,1		10мкГн - 1000Гн	0,005 - 0,1
		100 пФ - 1000 мкФ		0,1 - 30	10мкГн - 1000Гн		0,1 - 30
1000 Гц	0,1 Ом - 1 МОм	0,5 пФ - 100 мкФ	0,005 - 0,1		0,3мкГн - 100Гн	0,005 - 0,1
		0,5 пФ - 100 мкФ		0,1 - 30	0,3мкГн - 100Гн		0,1 - 30

Таблица 1.2

Поддиапазон	Сопротивление	Емкость	Индуктивность
	Нормальная частота, Гц	Нормальная частота, Гц	Нормальная частота, Гц
	0;100;1000	100	1000	100	1000
1	0,1-10 Ом	100-1000 мкФ	10-100 мкФ	100-1000 мкГн	0,3-100 мкГн
2	10-100 Ом	10-100 мкФ	1-10 мкФ	1-10 мГн	100-1000 мкГн
3	100-1000 Ом	1-10 мкФ	100-1000 нФ	10-100 мГн	1-10 мГн
4	1-10 кОм	100-1000 нФ	10-100 нФ	100-1000 мГн	10-100 мГн
5	10-100 кОм	10-100 нФ	1-10 нФ	1-10 Г	100-1000 мГн
6	100-1000 кОм	1-10 нФ	100-1000 пФ	10-100 Г	1-10 Г
7	1-10 Мом (только для 0 и 100 Гц)	100-1000 пФ	0,5-100пФ	100-1000 Г	10-100 Г

Таблица 1.3

Измеряемая величина	Пределы измерения	Номер поддиапзона	Основная погрешность
		0	100 Гц	100 Гц
Емкость при Q?1 или при tg?0.1	0,5-1000 пФ	-	7	6-7
	1000 пФ-10 мкФ	-	3-6	2-5	1%
	10-1000 мкФ	-	1-2	1	2%
Емкость при Q<1	0,5-1000 пФ	-	7	6-7
	1000 пФ-10 мкФ	-	3-6	2-5	(1 +
	10-1000 мкФ	-	1-2	1	(2 + )%
Индуктивность при Q?1 или при tg?0,1	0,3-100 мкГн	-	1	1	(2 +
	100 мкГ-10 Г	-	1-5	2-6	1%
	10-1000 Г	-	6-7	7	2%
Индуктивность при Q<1	0,3-100 мкГн	-	-	1	(2 + + )%
	100 мкГ-10 Г	-	1-5	2-6	(1+)%
	10-1000 Г	-	6-7	7	(2+ )%
Сопротивление	0.1-10 Ом	1	1	1	(2 + )%
	10 Ом-1 МОм	2-6	2-5	2-6	(1 + )%
	1-10 МОм	7	7	-	(2 + )%
Добротность	0,1-30	-	1-7	1-7	( 10 + 0.5Q)%
Тангенс угла потерь	0,005-0,1	-	1-7	1-7	(0.1*Lgд + 5*

1.3 Конструкция

Генератор 100, 1000 Гц предназначен для подачи на мостовую схему напряжения переменного тока частотой 100 Гц или 1000 Гц. Генератор собран в виде отдельного узла на печатной плате. Частотозадающими элементами генератора являются катушка индуктивности L1 и соединяемые с ней конденсаторы С1 . . . С5, включенные в коллекторную цепь транзистора Т1. Для возбуждения генератора напряжение с контурной катушки через резистивный делитель R7, R8 и двухтактный эмиттерный повторитель Т2, ТЗ, а также через резисторы R3 и R5 подается в эмиттерную цепь транзистора Т1, образуя цепь положительной обратной связи. Резисторы: Rl, R2_} R4 и R6 служат для выбора рабочей точки транзистора по постоянному току. Переменным резистором R5 устанавливается необходимая амплитуда колебаний генератора, а резистором R9 устраняется разброс погрешности между генерируемыми частотами 100 и 1000 Гц. На транзисторах Т4, Т5 и резисторах R10 . . . R17 собран двухтактный эмиттерный повторитель, включаемый между собственно генератором и нагрузкой для уменьшения влияния нагрузки на генератор. Резистор R18 и конденсатор С7 образуют развязывающий фильтр в цепи питания генератора.

Выпрямитель 1 В выполнен на диодах Д1 и Д2 с полупроводниковым сглаживающим фильтром на транзисторах Т1 и Т2.

Измерительная мостовая схема прибора формируется с помощью переключателей Bl, ВЗ и В4 из одних и тех же основных элементов.

Схема моста для измерения сопротивлений показана на рис. 1.3 .

Измеряемый резистор R_x образует одно из плеч моста. Сопротивление плеча , определяет поддиапазон измерения моста.

Весь диапазон измерений разбит на 7 поддиапазонов с сопротивлением плеча 1, 10, 100 Ом, 1, 10, 100 кОм и 1 МОм. Смена поддиапазонов осуществляется переключателем "ПРЕДЕЛЫ".

Предельные сопротивления 300 кОм и 1 МОм для компенсации емкостной реактивности выполнены каждое из двух последовательно соединенных резисторов с общей точкой, соединенной через емкость с корпусом.

Компенсация реактивности индуктивного характера у резисторов 1 и 10 Ом осуществляется параллельным подсоединением конденсатора. На схеме электрической принципиальной измерителя плечо образуется резисторами R9--R17 и компенсирующими конденсаторами С6--С9.

Рис. 1.3 схема моста для измерения сопротивления

Плечом сравнения служит резистор сопротивлением 100 Ом

Плечо отсчета состоит из двух сборочных единиц, последовательно включенных: декадного магазина сопротивлений из 10 резисторов по 100 Ом и одного переменного резистора сопротивлением 100 Ом. На схеме измерителя этим плечом является устройство "МНОЖИТЕЛЬ".

Плечи моста и являются общими для всех вариантов моста.

Условия равновесия моста для измерения сопротивления:

Схема моста для измерения емкости и тангенса угла потерь представлена на рис. 1.4 .

Рис. 1.4 схема моста для измерения емкости и тангенса угла потерь

Плечи и те же, что и в мосте для измерения сопротивлений.

Плечо и состоит из образцового конденсатора моста и переменного резистора отсчета тангенса угла потерь, компенсирующего потери в измеряемом конденсаторе.

При измерениях на частоте 1000 Гц в качестве образцового конденсатора используется слюдяной конденсатор типа ССГ емкостью 99100 пФ. Эта емкость регулируется двумя подстроечными конденсаторами до величины 0,1 мкФ ( CI, С2, СЗ).

При измерениях на частоте 100 Гц образцовым конденсатором является конденсатор типа МПГ -- П емкостью 1 мкФ (конденсатор С4).

Резистор отсчета тангенса угла потерь состоит из двух параллельно включенных переменных резисторов сопротивлением по 382 Ом R1--2, R1--3 (устройство верньерно-шкальное).

Условия равновесия моста:

Схема моста для измерения индуктивности и добротности показана на рис. 1.5 .

Рис.1.5 схема моста для измерения индуктивности и добротности



Плечи и те же, что и в мостах для измерения сопротивления и емкости. Образцовый конденсатор моста такой же, что и в мосте для измерения емкости. Резистор отсчета добротности . включается в отличие от этой схемы параллельно образцовому конденсатору. При измерениях добротности на шкале 0,5--30 резистор представляет из себя последовательное соединение трех резисторов: двух переменных резисторов по 28 кОм и постоянного резистора 316 Ом. При измерениях добротности на шкале 0--0,5 резистор представляет из себя последовательное соединение двух переменных резисторов по 382 Ом и постоянного резистора 63,4 Ом. Переключение резистора осуществляется переключателем В4 (Q>0,5, Q<0,5). Условия равновесия мостовой схемы:

Схема для измерения емкости и добротности представлена на рис. 1.6 .

Рис 1.6 схема моста для измерения емкости и добротности



Эта схема отличается от схемы моста для измерения индуктивностей (рис. 1.5) лишь тем, что плечи и , сменились местами.

Условия равновесия схемы:

Схема моста для измерения индуктивности и тангенса угла потерь приведена на рис. 1.7

Рис. 1.7 схема для измерения индуктивности и тангенса угла потерь

Элементы этой схемы те же, что и в схеме для измерения емкости и тангенса угла потерь (рис. 1.4), разница лишь в том, что плечи и , поменялись местами.

Условия равновесия схемы:



Модулятор и предварительный каскад усилителя сигнала разбаланса объединены в один узел, выполненный на отдельной печатной плате -- усилитель НЧ резонансный.

Модулятор служит для преобразования постоянного напряжения в переменное и собран на МС1. Постоянное напряжение, поступающее на вход усилителя разбаланса через R2, периодически прерывается синхронно с опорным напряжением, поступающим на выводы 2 и 8 МС1. При поступлении переменного напряжения опорный сигнал убирается. На микросхемах МС2 и МСЗ с резисторами R4, R7 и конденсатором С1 собран эмиттерный повторитель. Для устранения дрейфа нуля при усилении на постоянном токе на этих же микросхемах MCI, МС2 и МСЗ, а также резисторах R3, R5, R6 и конденсаторе С2 собран второй идентичный канал, состоящий из модулятора и составного эмиттерного повторителя. Причем вход второго канала (резистор R3) при этом корпусится. Напряжение сигнала разбаланса с первого канала и напряжение компенсации дрейфа нуля со второго канала соответственно через резисторы R8 и R9 поступают на базу и эмиттер транзистора Т1, где эти сигналы вычитаются. Резистор R10 и разделительный конденсатор С7 совместно с резистором R8 образуют делитель для устранения смещения нуля. Разностный сигнал усиливается избирательным каскадом на транзисторе T1 с контуром из L1 и С4--С6, в его коллекторной цепи и резистором R11 в эмиттерной. Выходное напряжение сигнала с контура поступает на выход для дальнейшего усиления. Резистор R12 с конденсатором С8 и резистор R13 с конденсатором С9 образуют развязывающие фильтры в цепи питания.

Конденсатор СЗ -- разделительный.

С выхода усилителя НЧ резонансного сигнал разбаланса поступает на вход усилителя НЧ апериодического. Этот усилитель и амплитудный детектор собраны на отдельной печатной плате. Транзистор T1 и резистор R3 об- разуют входной эмиттерный повторитель. Сигнал с выхода повторителя через C11 поступает на потенциометр регулировки чувствительности, а с потенциометра на первый каскад апериодического усилителя. Этот каскад собран на транзистореТ2, резисторах Rl, R2, R4, R5, R6, R8, конденсаторах CI, С4.

Причем транзистор усиливает напряжение входного сигнала примерно как R8/R6. Для устранения перегрузки каскада при больших сигналах он охвачен нелинейной отрицательной обратной связью через Д1, Д2, R5 и С2. Второй каскад усиления построен аналогично первому на транзисторах ТЗ, Т4 резисторах RIO, Rll, R12, R9, R14, R15, R16, конденсаторах С5, С6. Для повышения уровня ограничения выходного сигнала нелинейная отрицательная обратная связь (диоды ДЗ, Д4, конденсатор С6) включена через повторитель T5, R18, R19. Сигнал разбаланса с этого каскада через эмиттерный повторитель T5, R18, R19, С9 поступает на амплитудный детектор с удвоением напряжения Д7, Д8, С10, R13, R20. Диоды Д5, Д6 ограничивают выходной сигнал постоянного тока до уровня ?0,8 В. Резистор R7 с конденсатором СЗ и резистор R17 с конденсатором С8 образуют развязывающие фильтры в цепи питания 20 В усилителя.

Для формирования опорного напряжения фазового детектора, используемого в качестве индикатора равновесия моста при измерении сопротивлений, служит усилитель опорного напряжения, собранный совместно с фазовым детектором на отдельной печатной плате. Напряжение переменного тока с генератора, питающего мост, поступает на вход составного эмиттерного повторителя на транзисторах Т1, Т2, резисторах R3, R4, R5, R6 и конденсаторе С2, через фазо-регулирующую цепь CI, Rl, R2. Эта цепь служит для компенсации фазового сдвига в усилителе разбаланса на частоте 100 Гц. С выхода эмиттерного повторителя напряжение через резистор R7 поступает на усилитель-ограничитель, состоящий из ТЗ, Т4, R9. R10. Цепь, состоящая из R8, СЗ, служит для питания базы транзистора Т4 по постоянному току и фильтрации переменного напряжения. С коллектора Т4 ограниченное напряжение типа "меандр" через эмиттерный повторитель (Т5, Rll, С5) поступает на ключевой фазовый детектор (Т6, R13, R15, R16). На этот же детектор через С6 поступает напряжение разбаланса. Выходное напряжение фазового детектора фильтруется конденсатором С7 и в дальнейшем поступает на стрелочный измеритель. С выхода ограничителя (R14, Д1) напряжение поступает на модулятор. Резистор R12 и конденсатор С4 образуют развязывающий фильтр в цепи питания +20 В усилителя.

Источник напряжения постоянного тока предназначен для питания полупроводниковых элементов прибора.

Измеритель L, С, R универсальный Е7-11 выполнен в виде отдельного переносного блока бесфутлярной конструкции. Элементы корпуса прибора, скрепляются с помощью винтов. Панели и боковые стенки корпуса изготовлены из профильного проката.

В случае необходимости вскрытие измерителя следует производить в следующем порядке:

распломбировать измеритель; ослабить винты на задней панели на 3--4 мм и снять верхнюю и нижнюю крышки измерителя.

Элементы постоянных плеч мостовой схемы и электронная часть прибора выполнены с применением печатного монтажа и смонтированы на одном шасси. Все органы управления измерителя расположены на передней и задней панелях

1.5 Правила техники электробезопасности при работе с прибором

Распаковав измеритель, произведите внешний осмотр и проверьте:

сохранность пломб;

отсутствие внешних механических повреждений; исправность органов управления и контроля на передней панели и четкость фиксации переключателей; комплектность.

К работе с прибором и его ремонту допускаются работники, знающие правила безопасности при работе с высоким напряжением и имеющие допуск к работе с напряжением 1000 В.

Внутри прибора имеется напряжение порядка 220 В.

Перед включением прибора в сеть заземлите клемму "земля" , расположенную на задней стенке корпуса прибора.

При ремонте все подключения измерительной аппаратуры или замена любого элемента должны проводиться только при выключенном приборе.

1.6 Выводы

Е7-11 обеспечивает измерение индуктивности, емкости, тангенса угла потерь, добротности различных элементов радиотехнических устройств. Наряду с основными измерениями возможно определение емкостей нелинейных элементов (варикапов, диодов, стабилитронов и др.).

Расширение функциональных возможностей прибора достигается подачей на измеряемый объект поляризующего напряжения до 30 В и тока подмагничивания до 30 мА от внешнего источника.

В основе принципа измерения лежит мостовой метод. Отсчет величин измерения производится по шкалам отсчетных устройств при достижении равновесия плеч моста.



2. Практическая часть

2.1 Разработка схемы поверки прибора

В данной работе перед поверителем стоит задача поверки универсального измерительного моста Е7-11 по такому метрологическому параметру, как электрическая емкость.

В связи с этим, для решения поставленной задачи, необходимо определить основную погрешность данного прибора в измерении емкости.

Следуя рекомендациям, указанным в паспорте прибора, при определении основной погрешности измерения емкости Е7-11, кроме самого поверяемого прибора, будет задействован магазин емкости измерительный Р583.

Р583 можно считать рабочим эталоном, так как его погрешность всего ±0,2%, что как минимум в 5 раз меньше чем у Е7-11. У Е7-11 этот показатель составляет ±1-3%( зависит от предела измерения).

Схема структурная подключения приборов при поверке указана на рис. 2.1

Рис 2.1 структурная схема подключения приборов при поверке

При проведении операций поверки должны соблюдаться следующие условия:

температура окружающей среды 293±5 К (20±5°С);

относительная влажность воздуха 65±15%;

атмосферное давление 100±4 кПа (750±30 мм рт. ст.);

напряжение источника питания 220±4,4 В, частотой 50±0,5 Гц, содержание гармоник до 5%;

напряженность внешнего электромагнитного поля не превышает величины, при которой напряжение, наводимое на измеряемый объект, достигает 10 мВ (только для режима измерения сопротивлений на постоянном токе).

Перед проведением операций поверки необходимо выполнить подготовительные работы:

проверить комплектность; разместить поверяемый измеритель на рабочем месте, обеспечив удобство работы;

соединить проводом клемму защитного заземления измерителя, расположенную на задней стенке корпуса, с шириной заземления;

подсоединить к гнездам L, С, R измерителя соединительный кабель ЕЭ4.853.001;

подключить измеритель к сети переменного тока с напряжением 220 В, частотой 50 Гц;

включить измеритель и дать ему прогреться в течение 15 мин.

2.2 Характеристики используемого в работе магазина емкостей Р583

измеритель прибор генератор поверка

Класс точности - 0,2 .

Предел допускаемой погрешности относительной погрешности магазина не превышает:

±

Где C - емкость, мкФ.

Тангенс угла диэлектрических потерь не превышает допускаемой относительной погрешности для C<1 мкФ.

Пределы измерения емкости от 0,01до 111,1 мкФ.

Рабочая область частот:

для декады 0,01 - 0,1 мкФ - 40-10000-20000 Гц;

для декады 0,1 - 1 мкФ - ,40-10000-15000 Гц;

для декады 1 - 10 мкФ - 40-1500-2500 Гц;

для декады 10 - 100 мкФ - 40-500-1000 Гц.

Начальная емкость магазина при подсоединении экрана к низкопотенциальному выводу не более 200 пФ.

Изменение емкости магазина, вызванное отклонением частоты от верхней границы нормальной области до любого значения в расширенной области частот, не превышает допускаемого значения основной погрешности.

Изменение емкости магазина при изменении температуры окружающего воздуха в пределах рабочего диапазона температур не превышает ±0,02%/ .

Рабочее напряжение магазина не более 7В.

Реактивная мощность магазина не более 35Вт

Сопротивление изоляции (R) в МОм между контактными выводами как при соединении низкопотенциального вывода с экраном, так и при отсоединении его от экрана при напряжении 100В и любом значении включенной емкости не менее

Где С - емкость, мкФ.

При этом сопротивление изоляции не менее 100 Мом.

Габаритные размеры магазина не более: 560x325x280мм.

Масса магазина до 25 кг.



2.3 Методика поверки

Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должны быть проведены все требования эксплуатации прибора.

Измерители, имеющие дефекты, бракуются и направляются в ремонт.

В этом конкретном случае внешний осмотр не выявил дефектов.

Опробование

Опробование работы измерителя производится для оценки его исправности. Работоспособность прибора с внешним генератором проверяется на частоте 5 кГц с использованием генератора ГЗ-56/1 или ему аналогичного. В процессе проверки определяется начальная индуктивность мостовой схемы. Величина начальной индуктивности не должна превышать 0,5 мкГн. Неисправные измерители бракуются и направляются в ремонт.

Опробование показало, что Е7-11 исправен.

Определение метрологического параметра (определение основной погрешности измерения емкости)

1) Подключить Р583.

2) Измерить на Е7-11 емкость 6 конденсаторов из магазина емкостей;

3) Определите погрешность измерения по формулам:

Где: , -- измеренные испытуемым прибором значения емкости;

С,--значения емкости конденсатора из магазина емкостей Р583;

Полученные погрешности измерений не должны превышать величин основных погрешностей, указанных в таблице 1.3 .



Результаты измерений

Рабочая частота F, Гц	Значение емкости C	Измеренное значение емкости	Погрешность измерения ДC	Допустимая погрешность Д
1000	90-100 мкФ	100 мкФ	0 мкФ	±10,0002мкФ
1000	10-11мкФ	10 мкФ	0 мкФ	±1,0002 мкФ
1000	9-10 мкФ	9 мкФ	0 мкФ	±0,90002 мкФ
1000	900-1100 нФ	900 нФ	0 мкФ	±0,090002 мкФ
1000	90-110 нФ	90 нФ	0 мкФ	±0,0090002 мкФ
1000	10 нФ	10 нФ	0 мкФ	±0,0010002 мкФ

Пример расчета погрешности измерений:

=0 мкФ

Д±(0,1*C+0.2нФ)= ±(0,1*100+0,2*)=10,0002 мкФ

2.4 Вывод

Результаты поверки универсального измерительного моста указаны в таблице 2.1 . Результаты удовлетворяют требованиям, так как погрешности измерений прибора Е7-11 по емкости меньше допустимых погрешностей.



Заключение

Как и написано ранее, результаты поверки универсального измерительного моста указаны в таблице 2.1 . Результаты удовлетворяют требованиям, так как погрешности измерений прибора Е7-11 по емкости меньше допустимых погрешностей. На основании этого можно с уверенностью заявить, что данный прибор годен к эксплуатации.

Список используемой литературы

1. www.metrob.ru

2. Измеритель L,C,R универсальный Е7-11- Техническое описание и инструкция по эксплуатации - 1980 г.



Приложение

Рис. 1.2 схема электрическая структурная

Рис 2.1 структурная схема подключения приборов при поверке

Размещено на Allbest.ru

...