МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

       


О. Г. КОРГАНОВА

АНАЛОГОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания к практическим занятиям

Самара

Самарский государственный технический университет

2013

Печатается по решению методического совета факультета Автоматики и информационных технологий Самарского государственного технического университета

УДК 621.317

Аналоговые измерительные устройства: методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Аналоговые измерительные устройства» / Сост. . – Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2013. – 39 с.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Приборостроение».

       Даны варианты задач, которые студенты должны решать на практических занятиях по дисциплине «Аналоговые измерительные устройства». При необходимости излагается теоретический материал, помогающий решить приведенные задачи.

       

       Рецензент: д-р техн. наук, профессор

ВВЕДЕНИЕ

Изучение курса «Аналоговые измерительные устройства» (АИУ) для студентов направления «Приборостроение» сопровождается выполнением практических занятий, на которых студенты решают задачи, связанные с соответствующей тематикой лекционного материала. В этих задачах решаются вопросы выбора элементов измерительных схем, расчёта измерительных узлов и приборов, применения средств измерения.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Задачи распределены по тематике лекционного курса.

При необходимости, в начале цикла задач приводятся краткие теоретические сведения, необходимые для их решения.

Теоретические вопросы, относящиеся к курсу АИУ, достаточно полно изложены в ряде учебников и учебных пособий, однако сборник задач по этому курсу отсутствует. В связи с этим, возникает потребность не только подобрать задачи, относящиеся к данному курсу, но и с помощью соответствующего материала показать пути из решения.

Осуществление комплексной автоматизации невозможно без использования средств аналоговой техники, которые осуществляют функции контроля, стабилизации процессов и поддержания параметров на заданном уровне по программе, задаваемой оператором.

Умение правильно рассчитывать и применять аналоговые средства измерения необходимо для комплексной автоматизации производственных процессов, т. к. позволяет решить научно-техническую проблему наиболее эффективного использования материалов, трудовых и энергетических ресурсов и в конечном итоге повысить производительность общественного труда.

1. МОСТОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ

Электрическую измерительную цепь можно рассматривать как преобразователь входной электрической величины (напряжения, тока) или параметра цепи (сопротивления, индукции, ёмкости) в другую электрическую величину. [1]

       Важную роль в электроизмерительной технике играют измерительные цепи, применяемые при нулевых методах измерений (мостовых и компенсационных).

Мостовые и компенсационные цепи применяются и при неполном уравновешивании. Если значение измеряемой величины несколько отличается от значения, при котором измерительная цепь находится в состоянии равновесия (уравновешена), то при соблюдении определённых условий по току в сравнивающем устройстве можно судить об этом расхождении[1].

ЗАДАЧИ

1.1. Мост, изображённый на рис. 1.1, уравновешен при следующих значениях параметров электрической цепи:

С1 = 500 пФ, д1 ≈ tg д1 = щC1R1 = 0,005 рад, СЗ = 100 пФ, д3 ≈ tg д3 = 0, R4 = 104 рОм, f = 50 Гц. Определите значения R2 и С4, при которых мост уравновешен, если д4 ≈ tg д4 = 0.

1.2. На рис. 1.1 представлена уравновешенная мостовая цепь. Потери в конденсаторе С1 учитываются сопротивлением R1. Известно, что

R2 = 100 Ом, R4 = 1000 Ом, СЗ = 0,05 мкФ, С4 = 0,1 мкФ, мост питается перемен­ным напряжением частотой f = 100 Гц, конденсаторы СЗ и С4 – без по­терь. Определите R1, С1 и tg д1, где д1 – угол потерь конденсатора С1.

1.3. На рис. 1.2(а) представлена уравновешенная мостовая цепь постоянного тока. Определите R1, если известно, что R2 = 100 Ом, R3 = 25 Ом,

R4 = 50 Ом.

Рис. 1.1. Схема моста для измерения ёмкости с потерями

1.4. На рис. 1.2(б) представлена уравновешенная мостовая цепь.

Определите L1, если известно, что L2 = 100 мГн, R3 = 100 Ом, R4 = 50 Ом.

1.5. Мостовая цепь, изображённая на а рис. 1.2(в), уравновешена.

Определите C1, если известно, что С2 = 1 мкФ, R3 = 3000 Ом, R4 = 1500 Ом.

1.6. Мостовая цепь, изображённая на а рис. 1.3(а), уравновешена.

Определите R1 и L1, если известно, что R2 = 5 Ом, L2 = 0,1 Гн, R3 = 1О Ом,

R4 = 20 Ом.

1.7. Мостовая цепь, изображённая на а рис. 1.3(б), уравновешена.

Определите R1 и L1, если известно, что R2 = 100 Ом, R3 = 100 Ом,

С4 = 1 мкФ, R4 = 1000 Ом[2].

1.8. Мостовая цепь, изображённая на а рис. 1.4, уравновешена.

Определите R1 и C1, если известно, что R2 = 100 Ом, C2 = 0,1 мкФ,

R3 = 100 Ом, R4 = 200 Ом.

1.9. Мостовая цепь, изображённая на а рис. 1.1, уравновешена.

Определите R1, C1, tg д1, где д1 – угол потерь конденсатора C1. Потери в конденсаторе С1 учитываются сопротивлением R1. Известно, что R2 = 100 Ом, R4 = 2000 Ом, С3 = 0,05 мкФ, мост питается переменным напряжением

f = 100 Гц, конденсаторы С3 и С4 – без потерь.

1.10. Для электрической цепи с магнитоэлектрическим гальванометром, изображённой на рис. 1.5, заданы следующие параметры:

R0 = 1000 Ом, R1 = R2 = 100 Ом, R = 0,1 Ом.

Определите сопротивление Rx, если известно, что при положении 1 переключателя К отклонение гальванометра б1 = 12 дел., а при положении 2 отклонение гальванометра б2 = -24 дел.

1.11. Дан четырёхплечий мост постоянного тока (рис. 1.2, а) с сопротивлениями R2 = 10 Ом, R3 = 1500 Ом, R4 = 1000 Ом. Сопротивление гальванометра Rг = 100 Ом, а сопротивление источника питания Rп = 10 Ом.

Определите:

сопротивление R10, при котором мост уравновешен; входное сопротивление моста по отношению к диагонали питания Rп, п; входное сопротивление моста по отношению к диагонали равновесия Rг, г;

4) взаимное сопротивление между ветвью измеряемого сопротивления и ветвью указателя равновесия R1г.

Сопротивления Rп, п, Rг, г и R1г определите для уравновешенной мостовой цепи.

1.12. Определите входные сопротивления уравновешенного моста

(рис. 1.2, а) со стороны зажимов диагонали питания Rп, вх0 и со стороны зажимов диагонали гальванометра Rг, вх0, если известно, что R1 = 50 Ом, R2 = 100 Ом, R3 = 50 Ом и R4 = 100 Ом.

1.13. Определите входные сопротивления уравновешенного моста

(рис. 1.2, б) со стороны зажимов диагонали питания Zп, вх0 и со стороны зажимов диагонали сравнивающего устройства Zг, вx0, если известно, что

L1 = 200 мГн, L2 = 100 мГн, R3 = 100 Ом и R4 = 50 Ом, частота питающего моста напряжения f = 100 Гц.

1.14. Определите входные сопротивления уравновешенного моста

(рис. 1.2, в) со стороны зажимов диагонали питания Zп, вх0 и со стороны зажимов диагонали сравнивающего устройства Zг, вx0, если известно, что

Х1 = 1500 Ом, Х2 = 3000 Ом, R3 = 1500 Ом и R4 = 3000 Ом.

1.15. Определите входные сопротивления уравновешенного моста

(рис. 1.3,а) со стороны зажимов диагонали питания Zп, вх0 и со стороны зажимов диагонали сравнивающего устройства Zг, вx0, если известно, что

R1 = 2,5 Ом, Х1 = 30 Ом, R2 = 5 Ом, Х2 = 60 Ом, R3 = 1О Ом и

R4 = 20 Ом.

1.16. Определите входные сопротивления уравновешенного моста

(рис. 1.4) со стороны зажимов диагонали питания Zп, вх0 и со стороны зажимов диагонали сравнивающего устройства Zг, вx0, если известно, что R1 = 50 Ом, С1 = 0,2 мкФ, R2 = 100 Ом, С2 = 0,1 мкФ, R3 = 100 Ом, R4 = 200 Ом, частота питающего моста напряжения f = 100 Гц[3].

1.17. Определите входные сопротивления уравновешенного моста

(рис. 1.3, б) со стороны зажимов диагонали питания Zп, вх0 и со стороны зажимов диагонали сравнивающего устройства Zг, вx0, если известно, что

R1 = 10 Ом, L1 = 0,01 Гн, R2 = 100 Ом, R3 = 100 Ом, С4 = 1 мкФ,

R4 = 1000 Ом, частота питающего моста напряжения f = 100 Гц.

1.18. Определите входные сопротивления уравновешенного моста

(рис. 1.1) со стороны зажимов диагонали питания Zп, вх0 и со стороны зажимов диагонали сравнивающего устройства Zг, вx0, если известно, что R1 = 200 Ом, C1 = 1 мкФ, R2 = 100 Ом, С3 = 0,05 мкФ, С4 = 0,11 мкФ, R4 = 2000 Ом, частота питающего моста напряжения f = 100 Гц.

1.19. Дан четырёхплечий мост постоянного тока (рис. 1.2, а) со следующими параметрами: сопротивление плеч R2 = 1О Ом, R3 = 1500 Ом, R4 = 1000 Ом. Сопротивление гальванометра Rг = 100 Ом.

Определите:

1) сопротивление R10, при котором мост уравновешен;

2) входное сопротивление моста по отношению к диагонали питания Rп, п;

3) входное сопротивление моста по отношению к диагонали равновесия Rг, г;

4) взаимное сопротивление между ветвью измеряемого сопротивления и ветвью указателя равновесия R1г.

1.20. Мост постоянного тока (рис. 1.2, а) имеет следующие параметры: R2 = 200 Ом, R3 = 50 Ом, R4 = 100 Ом, Rг = 100 Ом, Rп = 1О Ом.

Определите:

1) сопротивление R10, при котором мост уравновешен;

2) входное сопротивление моста по отношению к диагонали питания Rп, п;

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5