Опыт 1. Измерение параметров блока питания

В опыте проводят прямые измерения токов и напряжений, а также косвенные измерения мощности и некоторых параметров блока питания, который включает в себя источник переменного напряжения (ИП), трансформатор Тр, выпрямитель, фильтр, стабилизатор и сопротивление нагрузки R_Н (рис. 3.3).

Трансформатор Тр преобразует напряжение U₁ источника ИП до нужной величины U₂. Выпрямитель, выполненный по двухполупериодной схеме на диодах VD1 – VD4, преобразует переменное напряжение в пульсирующее. Фильтр нижних частот, состоящий из резистора R₁, и конденсаторов C₁, С₂, включается для уменьшения пульсаций (переменной составляющей) выпрямленного напряжения. Стабилизатор напряжения, выполненный на резисторе R₂ и кремниевом стабилитроне VD5, предназначен для обеспечения постоянства напряжения на нагрузке R_Н при изменении питающего напряжения. Тумблеры Т1, Т2, ТЗ позволяют размыкать токовые цепи для измерения тока амперметром, который включают в разрыв цепи.

В опыте необходимо произвести прямые измерения переменных напряжений U₁, и U₂, переменных токов I₁ и I₂, постоянного напряжения и тока нагрузки U_Н, I_Н, а также косвенные измерения коэффициента трансформации К_Т=U₁₀/U₂₀ (в режиме холостого хода трансформатора), первичной и вторичной полной мощности трансформатора S₁=U₁I₁ и S₂=U₂I₂, мощности и сопротивления нагрузки Р_Н=U_НI_Н и R_Н=U_Н/I_Н.

Наряду с измерением указанных величин следует оценить наибольшую погрешность измерения. Погрешностью взаимодействия при измерении токов, напряжений в данной работе можно пренебречь, поскольку собственное потребление комбинированного прибора намного меньше мощности цепей блока питания, в которых производят измерения. В этом случае наибольшую относительную погрешность прямых измерений определяют по максимальной аппаратурной погрешности d_a

,

где g_m – класс точности прибора; А_m – предел шкалы; А_x – показание прибора.

В случае косвенных измерений, результат которых определяют по результатам нескольких прямых измерений X=F(X₁, X₂,…X_n), абсолютная погрешность ΔХ может быть определена выражением:

,

где X – результат косвенного измерения; X₀ – действительное значение измеряемой величины; – частные погрешности результата косвенных измерений; – коэффициенты влияния погрешности DX_n на погрешность результата косвенных измерений.

Так, например, величина наибольшей абсолютной погрешности косвенного измерения сопротивления методом амперметра–вольтметра r=U/I может быть найдена из выражения:

.