Питание от источника тока.

Лабораторная работа № 1.

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Цель работы: исследование мостовых схем с параметрическими измерительными преобразователями.

Оборудование: макет, источник питания, цифровой мультиметр, магазин

сопротивлений.

ЗАДАНИЕ 1. Изучение макета

Макет (рис. 1) представляет собой три ветви последовательно соединенных резисторов, для которых выполняется соотношение

= = 0,1 ( 1 )

Рис. 1 Рис. 2

Определите значения всех резисторов макета, используя для этого справочные данные и, если необходимо мультиметр. Проверьте выполнение соотношения (1).

ЗАДАНИЕ 2. Исследование равноплечего моста с разным числом датчиков.

Соберите мостовую схему из левой и средней ветвей (рис. 1). Соедините верхние клеммы. Подключите к мостовой схеме источник питания (напряжение определяется заданием). Подсоедините к измерительной диагонали равноплечего моста вольтметр и проверьте баланс моста. Затем присоедините вольтметр к диагонали моста таким образом, чтобы три плеча остались неизменными, а одно плечо (имитация датчика) изменило свое значение на 10%. Измерьте и запишите значение U_Н . Проверьте выполнение соотношение (2) для 1-го датчика.

U_Н = ( 2 )

Аналогичным образом проведите измерения для 2-х и 4-х датчиков. В случае 2-х датчиков верхнее плечо должно быть равно R1 + R , а нижнее R2 – R.

Проверьте выполнение формул (3) и (4).

U_Н = ( 3 ) U_Н = ( 4 )

ЗАДАНИЕ 3. Исследование равноплечего моста с 1-м датчиком.

Питание от источника ЭДС.

Формула (2) применяется только при небольших значениях (чаще всего не более 0,1). Для больших значений надо вводить поправку и формула принимает вид

U_вых = εE ( 5 )

Для оценки нелинейности зависимости U_вых от соберите мостовую схему из 1-й и 3-ей ветвей. В качестве резистора R6 включите магазин сопротивлений. Подайте питание от источника ЭДС. Сбалансируйте мост. Затем, изменяя сопротивление датчика (магазин сопротивлений), измеряйте выходное напряжение соответствующее определенным значениям . Постройте график зависимости U_вых от . Оцените выполнение формулы ( 5 ).

ЗАДАНИЕ 4 *. Исследование равноплечего моста с 1-м датчиком.

Питание от источника тока.

При питании мостовой схемы с 1-м ИП от источника тока нелинейность уменьшается

U_вых = ε R I ( 6 )

Для оценки нелинейности зависимости U_вых от при питании мостовой схемы от источника тока и сравнения с предыдущей схемой подайте на мостовую схему (из задания 3) питание от источника тока. Подберите ток таким, чтобы выполнялось условие равенства RI (формула 6) и Е (формула 5). Проведите измерения аналогичные измерениям задания 3. Постройте на том же графике зависимость U_вых от при питании от источника тока. Оцените выполнение формулы ( 6 ). Сравните зависимости и сделайте вывод.

ЗАДАНИЕ 5 *. Исследование неравноплечего моста с 1-м датчиком.

Питание от источника ЭДС.

Другим вариантом улучшения линейности зависимости U_вых от является применение неравноплечего моста.

Для мостовой несимметричной схемы с 1-м датчиком (R_Н = ∞) зависимость U_вых описывается формулой

, где k = R/R_Д

Для проведения исследований применяется несимметричная мостовая схема (рис. 2), в которой выполняются условия k = R1/R2 = R3/R4. В качестве датчика (R2) применяется магазин сопротивлений. Методика измерений такая же, как в задании 3.

Напряжение питания должно быть таким, как и в задании 3. Результаты зависимостей U_вых от для равноплечего и неравноплечего мостов наносятся на один отдельный график для сравнения.

ЗАДАНИЕ 6 *. Исследование равноплечего моста с 1-м датчиком.