Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Понятия метрологии

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [94] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

струкции образцового конденсатора, и могут применяться для измерения малых емкостей и индуктивиостей на частотах до десятков мегагерц. Активную составляющую сопротивления, а следовательно и потери, прибор измерять не может.

Контурный метод. Этот метод положен в основу приборов, называемых измерителями добротности (куметрами). Измеритель добротности (рис. 13.6, а) содержит последовательный колебательный контур, состоящий из переменного образцового конденсатора С и образцовой катушки индуктивности L и подключенный к генератору G. Измеряемую катушку вводят вместо образцовой, а конденсатор Сх подключают параллельно образцовому. Вводимое в контур напряжение фиксируют по показаниям вольтметра FVi уровня, а напряжение на образцовом конденсаторе измеряют вольтметром PV2.

Большая часть измерений, прозоДИмЫх куметром, основана на резонансных свойствах контура. Настройку в резонанс осуществляют, изменяя емкость образцового конденсатора. Для работы электронного вольтметра, измеряющего напряжение на конденсаторе, необходимо резонансное напряжение в единицы вольт, следовательно, в контур с добротностью порядка 100 необходимо вводить напряжение около 0,01 В. Вольтметр уровня, контролирующий вводимое в контур напряжение, измеряет выходное напряжение генератора Ut, достаточно большое по амплитуде. Аттенюатор не только упрощает измерение вводимого в контур напряжения, но и уменьшает влияние выходного сопротивления генератора на контур. Так, в рассматриваемой схеме аттенюатор образован конденсаторами С1 и С2 (Cis;;0,0!C2) и независимо от выходного сопротивления генератора можно приближенно считать, что выходное сопротивление аттенюатора в основном определяется емкостью Сг. Иногда применяют аттенюаторы и других типов, например индуктивные.

Измерительный контур можно представить в виде, показанном на рис. 13.6, б, где Е - эквивалентная ЭДС, вводимая в контур. Выходное сопротивление источника ЭДС очень мало по сравнению с сопротивлением контура, и поэтому его можно не учитывать.




Измерение добротности катушки индуктивности. Кат

дуктивности Lx вводят в контур вместо образцовой и изм"* "г настраивают контур в резонанс. Заменим катушку индукти" ее эквивалентной схемой (рис. 13.6, б). Если г<г т""при резонансе ток контура lE/r,, а напряжение на образцовом

конденсаторе

" l, «с/

где Ср - резонансное значение образцовой емкости. Значение добротности катушки

= -=7:71 (!3.!0)

отсчитывают по шкале вольтметра, поскольку амплитуда вводимого в контур напряжения постоянна.

На результат измерения добротности влияют потери в элементах контура. Полное сопротивление контура

rK==r,,-frc, (13.11)

где Гс - сопротивление образцового конденсатора, учитывающее потери в нем и шунтирующее действие вольтметра.

Поделив (13.11) на резонансное сопротивление l/wCp, получим

Образцовые конденсаторы имеют добротность порядка 10", поэтому приближенно можно считать Q «s Q. Самая существенная погрешность измерения Q, возникает из-за неточности измерения напряжений. Основная погрешность для выпускаемых промышленностью измерителей добротности составляет 3...15 %.

Добротность можно измерять, используя метод вариации емкости. Для этого измеряют значения Ci и Сг емкости С, взятые при напряжении на образцовом конденсаторе OJOJUcp- Эквивалентная добротность катушки

Qt=(C, -f Ca-f 2Со)/(С,-Сг).

Значения образцовой емкости Ci и Сг отсчитывают со шкалы. Погрешность измерения в основном обусловлена погрешностями измерения С\ и Сг.

Измерение индуктивности катушки и ее собственной емкости.

Измеряемую индуктивность вводят в контур последовательно с образцовым конденсатором. После настройки в резонанс эквивалентную индуктивность рассчитывают по формуле £э=1/СрСйр.



На фиксированных частотах генератора индуктивность однозначно зависит от С. Поэтому со шкалой образцового конденсатора совмещают шкалу индуктивиостей, справедливую для ряда фиксированных частот, указанных в паспортных данных прибора. Погрешность измерения индуктивности Ыэ= -бСр - 26а)р.

Погрешность установки частоты для промышленных образцов измерителей добротности составляет не менее 1 %. Неточность определения резонансной емкости зависит от погрешности градуировки шкалы, погрешности считывания и погрешности фиксации экстремального уровня напряжения на конденсаторе.

Пример 13.2. Определим результат измерений эквивалентной индуктивности, если Ср= 100 пФ, fp= 12,6 МГц, U= 1/100- 10-2-4л 12,6- !0= 1,59 мкГн. Оценим теперь погрешность измерений в нормальных условиях. В паспортных данных измерителя добротности приведены погрешности и боп,= 1 %.

Согласно (3.33) границы относительной погрешности измерений индуктивности BHi.V 6onc + *6o"f = 2.2 % Границы абсолютной погрешности =t\ 1,,= = 0,035 мкГн. Результат измерений 1,59 + 0,04 мкГн.

Приведенная в паспортных данных основная погрешность воспроизведения образцовой емкости -не учитывает погрешность из-за неточности фиксации экстремального уровня, предел которой

Асэ 1

С Q V (/ср

где - разрешающая способность вольтметра; U - резонансное напряжение на конденсаторе, численно равное Q, причем показание соответствует ста делениям шкалы. Пусть Ару=0,5 дел., Q=100, тогда 6 = 10" и может не учитываться.

Эквивалентная индуктивность отличается от истинной:

"р(<-р+ f-o)

Таким образом, для определения L необходимо знать Со. Методика измерения Со основана на использовании формулы (13.12), из которой следует, что

~=4nL{Cp + а) (13.13)

и график зависимости \/f от Ср - прямая линия, отсекающая на оси абсцисс отрезок Со и на оси ординат 1 о (рис. 13.7).

Следовательно, неизвестные значения Со и L можно определить из графика, построенного для двух значений емкости С. Измерения следует производить на частотах, высшая из которых не более fo/2, так как собственная емкость Со изменяется с изменением частоты вблизи /о.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [94] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105



0.0248
Яндекс.Метрика