Методические указания к лабораторным работам по дисциплине ФОИ

Раздел электромагнетизм

1

Лабораторная работа №1э

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ

ДАТЧИКА

1. Цель работы

Изучение принципа действия, применения и основных характеристик

датчиков Холла; исследование характеристик постоянных магнитных полей

различных конфигураций.

2. Объекты исследований

Постоянные магниты различной конфигурации (выбор объекта

производится преподавателем).

3. Теоретические сведения

Магнитные свойства вещества

Ток, протекающий по проводнику, создает вокруг проводника

магнитное поле. Характеристикой магнитного поля является вектор

магнитной индукции В и напряженность магнитного поля Н - векторная

величина, не зависящая от магнитных свойств среды. В вакууме Н=В/ μ0 (в

системе СИ), где μ0 – магнитная постоянная.

В этом поле на заряд q, движущийся со скоростью v в магнитном поле,

действует сила Лоренца F⃗ l=q [ v⃗ x B⃗ ], где В—индукция магнитного поля.

Индукция магнитного поля, создаваемого электрическими токами в веществе,

отличается от индукции магнитного поля, создаваемого теми же токами в

вакууме. Физическая величина, показывающая, во сколько раз индукция

магнитного поля в однородной среде отличается по модулю от индукции

магнитного поля в вакууме, называется магнитной проницаемостью среды:

μ=В/В(вак.).

На плоский контур с током в

магнитном поле действует вращающий

момент, который называется магнитным

моментом. Величина этого момента равна

2

, - угол между вектором магнитной индукции и плоскостью

рамки.

Магнитные свойства веществ определяются магнитными свойствами

атомов, состоящих из элементарных частиц (электронов, протонов и нейтронов).

Главным образом, магнитные свойства атомов зависят от магнитных моментов

электронов. , входящих в состав атомов. Спиновые поля электронов и

магнитные поля, обусловленные их орбитальными движениями, и определяют

широкий спектр магнитных свойств веществ. Вещества, у которых μ>1

называются парамагнетиками. Вещества, способные сильно намагничиваться в

магнитном поле, называются ферромагнетиками (μ>>1). Магнитная

проницаемость μ ферромагнетиков не является постоянной величиной; она

сильно зависит от индукции B0 внешнего поля. Типичная зависимость

магнитной индукции от напряженность магнитного поля (кривая

намагничивания) ферромагнетика приведена на рис.1. При уменьшении

магнитной индукции внешнего поля до 0 ферромагнетики сохраняют некоторую

остаточную намагниченность. Для размагничивания необходимо изменить

направление внешнего магнитного поля на противоположное.

Ферромагнитные материалы в зависимости от формы кривой

намагничивания делятся на две большие группы – на магнитомягкие и

магнитожесткие материалы. Магнитожесткие материалы имеют широкую петлю

гистерезиса и сохраняют в значительной мере свою намагниченность и после

удаления их из магнитного поля. Магнитожесткие материалы используются в

основном для изготовления постоянных магнитов.

Эффект Холла

Движущиеся в магнитном поле электрические заряды под воздействием

силы Лоренца изменяют свою траекторию.

Если в магнитное поле поместить пластину с током, направление которого

перпендикулярно вектору магнитной индукции, то под действием силы Лоренца

движущиеся заряды будут отклоняться от направления тока, и на

3

противоположных гранях пластины будут скапливаться заряды разных знаков.

Накапливание зарядов будет продолжаться до тех пор, пока возникшее

электрическое поле зарядов не скомпенсирует магнитную составляющую силы

Лоренца. В результате, на соответствующих сторонах пластины появится

разность потенциалов — ЭДС (напряжение Холла), что показано на рис.2.

Величина ЭДС Холла определяется формулой U H= 1nq

jB или U H=K ∙ I ∙ B

,где d—ширина пластины, q—заряд частицы-носителя, n—концентрация

носителей, I—ток, протекающий через пластину, K—коэффициент, зависящий от

материала пластины и её размеров.

Так как напряжение Холла пропорционально величине индукции

магнитного поля, то эффект широко используется для измерения параметров

магнитных полей.

Датчики Холла

Датчики, принцип действия которых основан на эффекте Холла,

называются датчиками Холла. Чувствительным элементом датчика является

пластинка полупроводника. Напряжение Холла, создаваемого на пластине, как

правило, требует усиления, поэтому датчики Холла, кроме чувствительного

элемента, содержат схемы усиления, изготовленных в соответствии с

интегральной технологией на том же кристалле (пластинке) и смонтированы в

одном корпусе. Основной характеристикой любого датчика является

характеристика преобразования – зависимость выходного сигнала от

измеряемой физической величины.

Датчики в зависимости от схем обработки сигнала и характеристики

преобразования делятся на линейные и логические. На рис. 3а представлена

схема линейного датчика, состоящего из чувствительного элемента (обозначен

как Датчик Холла) и усилителя с двухтактным выходным каскадом. На рис. 3б

представлена характеристика преобразования такого датчика.

4. Оборудование и приборы для выполнения ЛР

4

В лабораторной работе используют измерительное устройство (см. рис.4),

содержащее:

a. Измерительный щуп с датчиком Холла (ДХ производства фирмы

Honeywell типа SS59Е с аналоговым выходом);

b. блок питания;

c. Мультиметр для измерения выходного сигнала датчика;

d. Коммутационную коробку, служащую для электрического соединения

перечисленных выше компонентов.

Функция преобразования датчика Uвых.=f(B) и градуровочная

характеристика датчиков В=f(Uвых), мTc, имеют соответственно вид:

Uвых.=0,019В+3,008; В=52,181Uвых.-156.947

5

b

cа

dа

Рис.4. Измерительное устройство:

В качестве источника питания в лабораторной работе применяется

источник постоянного напряжения, характеристики которых приведены в

табл.2.3. *В работе может использоваться другой источник напряжения, параметры

которого будут предоставлены студенту при выполнении ЛР.

6

Т а б л и ц а 1 . Характеристики источников питания

Марка адаптера AC /DC

Номи-нальное

выходное напряже-

ние. В

Ста-биль-ность, мкВ/

ч

Основная допускаем

ая погрешнос

тьвыходного напряжен

ия

Макси-маль-ный

выходной ток. мА

Нормальные

условия применени

я

Дополни-тельные сведения

DN500;нестабнлизирован

-ный

3; 4,5; б; 7,5; 9; 12 <1 ±5% 500

Питание 220В ±10%50 Гц.

Комплектуется

набором из 8 типов разъёмов

** Контроль напряжения питания 5,92 В.

Для измерения выходного напряжения датчика используется

измерительный прибор - многофункциональный цифровой мультиметр.

Характеристики мультиметра по напряжению постоянного тока

приведены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2 . Характеристики погрешности мультиметра

Верхний предел диапазона измерений. В

Единица младшего разряда в данном диапазоне Uразр., мВ

Основная допускаемая погрешность прибора пр., В

1. 0,200 2. 0,1003. 2,0 4. 1-0 5. (0,005Uизмер.+1разр.)6. 20,0 7. 10,0

5. Порядок выполнения ЛР

Для получения допуска к ЛР выполнить следующие действия.

1.В журнале ЛР:

изобразить блок –схему лабораторной установки;

подготовить таблицы для записи результатов измерений.

1. Ответить на вопросы преподавателя.

7

Лабораторная работа выполняется в следующей последовательности:

Составить картограмму измерений с указанием размеров объекта и точек

измерений.

Собрать лабораторную установку согласно блок-схеме

Включить мультиметр и установить режим и диапазон измерений

электрического напряжения постоянного тока, соответствующее напряжению

источника питания; 6. Внимание! Соединения кабеля с разъёмами производить с соблюдением

предусмотренной в них ориентации и без приложения чрезмерных усилий, в противном случае Вы

можете повредить разъёмы.

включить источник питания, если используется источник с регулируемым

питанием установить напряжение питания 6В.

Включить на коммутационной коробке выключатель под №2

Провести многократные (не менее пяти раз) измерения выходного сигнала

в отсутствие МП, занести первичные результаты измерений в табл.3.

Помещая щуп с ДХ в намеченные точки планшета с объектом провести

измерения выходного сигнала. Занести результаты в табл. .5.

Отключить питание, выключить мультиметр, отсоединить измерительный

кабель от щупа с датчиком.

8

Т а б л и ц а 3 Результаты измерений в отсутствие МП

№изм.,j Uo,B U 0=U 0 ± ∆U 0

12345

U 0

D [U 0 i ]SU 0 i

SU 0=SU 0i

/√n∆ U 0=t SU 0

❑пр .

Sпр .

∆ U 0

δ U 0

U 0 испр

9

Т а б л и ц а 4 . Результаты измерений МП объекта

№ изм,j

№ точки, i

Uji

Uiср

D [U JI ]SU i

SU iSпр . ∆ U i δ U i U j испр

Bj

∆ Bj

ξB

Bj±∆ Bj1 2 3 4 5

1

234561

21

11

0987

10

6. Обработка результатов измерений

1. Вычислить среднее арифметическое значение выходного

напряжения датчика в отсутствие МП по формуле U0(В)= 1n∑i=1

n

U 0 i; n –

количество измерений.2. Найти точечную оценку дисперсии Uoi по формуле

D [U0 i ]=1

n−1∑i=1

n

(U0 i−U 0 )2

3. Найти оценку СКО Uo, по формулеSU 0 i=K (n)√D (U 0 i ); коэффициент

исправления смещенности оценки СКО К(n) принять равным 1.1.

4. Найти оценку СКО среднего значения измерений по формуле SU 0=

SU 0 i

√n

;

5. Вычислить предел основной допускаемой погрешности измерения U0=t SU 0, где , t – коэффициент Стьюдента.

6. Вычислить предел основной допускаемой погрешности измерения

мультиметром ❑пр . (табл. 1).

7. Вычислить СКО измерений мультиметром исходя из предположения

о равномерном законе распределения результата измерений мультиметром

Sпр .=❑пр .

√3.

8. Сравнить результаты п.п. 5 и 7. Если величина погрешности

результата измерения окажется сравнимой с величиной погрешности

прибора , то в качестве границы доверительного интервала взять

∆ U 0=√((t SU 0)2+Sпр .

2 ), Если одна из ошибок меньше другой в три или более раз,

то меньшую отбросьте.

9. По функции преобразования вычислить значение выходного

напряжения датчика U0.датч., соответствующего нулевому уровню МП;

Сравнить значения U 0 и U0.датч. Если разница δ U 0=|U 0 датч−U 0|>∆ U0, то δ U 0

рассматривается в дальнейшем в качестве поправки к результатам измерений

в позициях картограммы. Результат записывается как U0 испр

11

10. Записать результаты вычислений в табл.3. Окончательный

результат измерения записывается в видеU 0 испр . ± U 0.

11. Произвести вычисления, аналогичные п.п.1 ...10, для измерений в

каждой точке карты i (картограммы) измерений при наличии МП источника,

т.е. найдите средние значения и пределы допускаемой погрешности

12. Для каждой позиции измерений i вычислить исправленное значение

выходного напряжения, введя, при необходимости, поправку (п.9) по

формуле U i испр=U i+δ U i. Предел допускаемой погрешности для исправленного

значения выходного напряжения определён в п.11.

13. Вычислить значения магнитной индукции в точках картограммы

измерений Bj по исправленным значениям выходного напряжения (п.12) и

градуировочной зависимости использованного в измерениях датчика в

составе измерительного зонда..

14. Вычислить погрешность определения магнитной индукции,

подставив в градуировочную зависимость датчика Холла предел

допускаемой погрешности измеряемого выходного напряжения датчика

(п.13). Свободный член градуировочной зависимости не учитывается.

15. Результаты вычислений занести в табл. 4.

16. Сделать выводы о величине и характере МП объекта,

проанализировать характер погрешности.

17. Построить график зависимости величины магнитного поля от

расстояния от источника.

7. Анализ результатов

Выводы по работе должны содержать анализ характера магнитного поля объекта – его протяжённости, величине, анализ погрешностей измерений.

Контрольные вопросы

1. Какова цель лабораторной работы?

2. Какими величинами характеризуются постоянные и переменные

магнитные поля?12

3. Что является источником постоянного магнитного поля?

4. Как ведут себя различные вещества в магнитном поле?

5. Что собой представляются постоянные магниты?

6. Что такое эффект Холла?

7. Какие физические эффекты используются для измерения

интенсивности МП?

8. Виды погрешностей.

9. Составьте блок-схему измерительного стенда.

10. Подготовьте таблицы для записи результатов измерений

13

Коэффициенты Стьюдента

nЗначения Р

0.6 0.8 0.95 0.99 0.9992 1.376 3.078 12.706 63.657 636.613 1.061 1.886 4.303 9.925 31.5984 0.978 1.638 3.182 5.841 12.9415 0.941 1.533 2.776 4.604 8.6106 0.920 1.476 2.571 4.032 6.8597 0.906 1.440 2.447 3.707 5.9598 0.896 1.415 2.365 3.499 5.4059 0.889 1.397 2.306 3.355 5.04110 0.883 1.383 2.262 3.250 4.78111 0.879 1.372 2.228 3.169 4.58712 0.876 1.363 2.201 3.106 4.43713 0.873 1.356 2.179 3.055 4.31814 0.870 1.350 2.160 3.012 4.22115 0.868 1.345 2.145 2.977 4.14016 0.866 1.341 2.131 2.947 4.07317 0.865 1.337 2.120 2.921 4.01518 0.863 1.333 2.110 2.898 3.96519 0.862 1.330 2.101 2.878 3.92220 0.861 1.328 2.093 2.861 3.88321 0.860 1.325 2.086 2.845 3.85022 0.859 1.323 2.080 2.831 3.81923 0.858 1.321 2.074 2.819 3.79224 0.858 1.319 2.069 2.807 3.76725 0.857 1.318 2.064 2.797 3.74526 0.856 1.316 2.060 2.787 3.72527 0.856 1.315 2.056 2.779 3.70728 0.855 1.314 2.052 2.771 3.69029 0.855 1.313 2.048 2.763 3.67430 0.854 1.311 2.045 2.756 3.65931 0.854 1.310 2.042 2.750 3.64640 0.851 1.303 2.021 2.704 3.55160 0.848 1.296 2.000 2.660 3.460120 0.845 1.289 1.980 2.617 3.373∞ 0.842 1.282 1.960 2.576 3.291

14

Рис.1. настольный фен «Улыбка» с измерительной линейкой

Лабораторная работа №2эИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

ЭЛЕКТРОПРИБОРА

1. Цель работы

Ознакомление с методами и средствами измерения переменных МП, изучение принципа действия полупроводникового датчика МП, исследование магнитное поле бытового электроприбора.

2. Объекты исследования

Электроприборы различного назначения (выбор объекта производится преподавателем)Настольный фен «Улыбка» (рис.1).

3. Теоретические сведения

Источники и характеристики магнитных полей.

Согласно теории электромагнетизма, токи создают вокруг себя магнитное поле, которое характеризуется тем, что действует на движущиеся заряды (в отличие от электрического поля, которое действует и на неподвижные заряды). Основной характеристикой магнитного поля является магнитная индукция В (векторная величина). Постоянный ток создает постоянное магнитное поле. Переменный ток или изменяющееся во времени электрическое поле создает переменное магнитное поле, которое в свою очередь порождает вокруг переменное электрическое поле. Таким образом, электрическое и магнитное полу, порождая друг друга перемещаются в пространстве, образуя электромагнитную волну. Математически эти явления записываются теоремой о циркуляции вектора , которая в наиболее простой

алгебраической форме имеет вид ∑ Bl l=μ μ0∑ I +∆ N e

∆ t ( циркуляция вектора В

по замкнутому контуру l пропорциональна алгебраической сумме токов, пронизывающих этот контур и (или) скорости изменения электрического поля). Следовательно, электроприборы, питающиеся от сети порождают в

1

окружающем пространстве электромагнитные поля, которые могут влиять как на человека, так и на другие приборы, расположенные поблизости.

Гальваномагнитнорекомбинационный эффект

Энергетическая структура поверхности любого полупроводника всегда отличается от объемной, что обусловлено наличием в запрещенной зоне определенных разрешенных уровней энергии. Эти уровни связаны с обрывом кристаллических связей на поверхности, наличием на ней дефектов и дислокаций, адсорбированных атомов и молекул. Вся совокупность этих энергетических уровней называется поверхностными состояниями. Энергетические уровни поверхностных состояний могут служить ловушками захвата или центрами рекомбинации. Центрами рекомбинации служат поверхностные состояния, энергетические уровни которых расположены вблизи середины запрещенной зоны под уровнем Ферми, а, следовательно, заполнены электронами. Тогда при захвате на них дырки из валентной зоны происходит акт рекомбинации.

Скорость поверхностной рекомбинации имеет размерность скорости [см/с] и определяется концентрациями центров рекомбинации на поверхности и носителей заряда, подходящих к ней.

Рассмотрим теперь плоский образец полупроводника, вдоль которого протекает ток, причем образец однородный и, следовательно, линии тока параллельны его граням, и концентрация носителей одинакова во всем объеме, если не учитывать влияние поверхностей. Однако на поверхности происходит рекомбинация электронно-дырочных пар, а, следовательно, вблизи нее этих пар будет не хватать, т.е. создается градиент концентрации от поверхности к центру образца. Если скорости поверхностной рекомбинации на обеих гранях образца одинаковые, то градиенты концентрации от одной и от другой грани образца будут одинаково искривлять траектории движения носителей. Если теперь приложить к образцу магнитное поле, то за счет силы Лоренца концентрация носителей у одной из граней увеличивается, а у другой уменьшается, за счет чего на первой скорость поверхностной рекомбинации возрастает, а на второй уменьшается. Однако общее число рекомбинирующих пар не изменится, и проводимость образца может измениться только за счет искривления траектории движения носителей, что является обычным магниторезистивным эффектом. Однако, если скорость поверхностной рекомбинации на одной грани образца существенно больше, чем на другой, то помещение образца в магнитное поле приведет к существенному росту на этой грани

2

Рис.2. Гальваномагниторекомбинационный преобразователь: 1 – грубо обработанная поверхность; 2 – полированная поверхность.

поверхностной рекомбинации, а это значит, что под действием магнитного поля концентрация носителей в образце будет уменьшаться, что приведет к уменьшению проводимости. Это явление и носит название гальваномагниторекомбинационного эффекта.

Гальваномагниторекомбинационный эффект проявляется в полупроводниках с проводимостью близкой к собственной.

Гальваномагниторекомбинационные преобразователи (ГМРП)

ГМРП представляет собой пластинку, изготовленную из проводникового материала, в которой выделена область с большой скоростью рекомбинации носителей заряда (рис.2).

Преобразователь представляет собой тонкую полупроводниковую пластинку, у которой поверхность 1 плохо обработана, а поверхность 2 отполирована. Вследствие этого у поверхности 1 скорость рекомбинации носителей зарядов на 2 – 3 порядка больше, чем у поверхности 2. Если преобразователь находится в магнитном поле так, что вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно вектору плотности тока и параллельно плоскостям, то под действием сила Лоренца произойдет смещение носителей зарядов к одной из боковых поверхностей. траектории их искривляются и эффективная длина свободного пробега уменьшается, что приводит к увеличению сопротивления.

Режим работы ГМР преобразователя определяется значением сопротивления нагрузки Rн (рис.3). Если оно в 10 раз превышает сопротивление преобразователя Rг, то последний работает в режиме питания от источника тока (Iуп=const.). В этом режиме обеспечивается максимальная чувствительность ГМР преобразователя. Можно так подобрать значение

3

сопротивления Rн, что будет обеспечиваться режим работы с минимальным значением температурного коэффициента магнитной чувствительности (Rг/Rн=2.5).

Чаще всего для изготовления ГМР преобразователей используется германий, обладающий высокой подвижностью и длиной диффузионного смещения около 1 мм. В принципе, для этих целей могут быть использованы и другие полупроводниковые материалы.

Параметры ГМРП

К числу основных специфических терминов и определений параметров ГМР преобразователей относятся:

Выходной сигнал Uвых. Представляет собой разность выходных напряжений △U=Uвых=Uв-U0, где Uв -напряжение на выходе ГМР элемента при номинальном значении индукции магнитного поля, U0- напряжение на выходе ГМР элемента при отсутствии магнитного поля.

Номинальный рабочий ток. Это ток, при котором гарантируются параметры ГМРП, указанные в паспорте на прибор. Определяется по формуле Iном = Uпит / (Rн + Rг ), где Rг - сопротивление ГМР элемента при В= BО, Rн  -сопротивление нагрузки.

Магнитная чувствительность γ. Представляет собой отношение отношение приращения выходного сигнала ΔUB к вызвавшей его изменение магнитной индукции ΔB, при протекании рабочего тока I =const.

Температурный коэффициент чувствительности, определяемый по формуле Кγ=(100∆γ/γ△Т), где γ - магнитная чувствительность при нормальной (комнатной) температуре, △γ - изменение чувствительности, △Т - изменение температуры. Значение Кγ  зависит от отношения Rг /Rн .

4. Оборудование и приборы для выполнения ЛР

В лабораторной работе применяется миллитесламетр типа Ф 4356 (рис.4), предназначенный для измерений среднего значения индукции переменных магнитных полей в воздушных зазорах электрооборудования с измерительным щупом ГМРП-4 на основе гальваномагниторекомбинационного преобразователя. и измерительная

4

Рис..4. Внешний вид прибора Ф4356

линейка. Параметры преобразователя приведены в табл. 1, характеристики миллитесламетра в таблице 2

Таблица 1. Электрические параметры ГМРП в режиме максимальной магнитной чувствительности

Тип I, мА Rг, кОм RH, кОм γ, В/Тл γ, %/град размеры, ммГМРП-4 50 20 1.0 75 0.2 10.0х1.5х0.15

Таблица 2. Основные характеристики миллитесламетра1.

Характеристика Значение

Пределы измерений. мТл 0.1,0.3,1, 3,10,30, 100

Основная приведённая погрешность

прибора. %

±4 на пределах 1,3,10,30 и 100 мТл ±10 на пределах 0.1 и

0.3 мТл

Нормальная частота измеряемого МП 50 ... 1000 Гц на пределах 0,1 ... 3 мТл 50 Гц на пределах

10…. 100 мТл

Рабочий частотный диапазон прибора 20 ... 20000 Гц на пределах 0,1 и 0.3 мТл

Время установления показаний, с Не более 4

Питание прибораОт сети переменного тока напряжением 220В ±10%

50±0,5Гц

Потребляемая мощность. ВА Не более 10

5

Габаритные размеры, мм 310x230x150

Масса, кг 4.5

Измерительный зонд ГМРП-4 размерами 50*5X1 мм

Условия примененияТемпература окружающего воздуха от 10 до 35°С

Относительная влажность до 80 % при 25°С

5. Порядок выполнения ЛР

Лабораторная работа выполняется в следующей последовательности:1. Подготовка к работе (получение допуска).Ознакомиться с методическими указаниями.Повторить раздел электромагнетизма, обратив внимание на источники

и характеристики магнитного поля.Подготовить таблицы (в рабочем журнале) для записи результатов

измерений.2. Выполнение ЛР.Подготовить прибор Ф 4356 к измерениям, для чего необходимо:a. подсоединить прибор к сети питания с помощью штепсельной вилки

кабеля питания;b. установить максимальный диапазон измерений;c. включить прибор;d. проверить положение стрелки прибора относительно нулевого

значения шкалы, при необходимости подрегулировать со-ответствующим винтом на панели прибора;

e. установить минимальный диапазон измерений и проверить точность установки нулевого положения стрелки прибора, при необходимости подрегулировать;

f. установить предел измерений, превышающий ожидаемое значение интенсивности исследуемого МП.

Провести исследования интенсивности МП электроприбора, для чего следует:

a. Снять крышку с зонда, поднести стержень измерительного щупа к электроприбору и определить точку с максимальным значением магнитного поля на верхней панели прибора.

b. Поместить измерительную линейку в эту точку разместив ее перепендикулярно поверхности (см.рис.1).

c. удаляя щуп от прибора определить расстояние, на котором величина индукции практически падает до 0 ;

6

d. составить картограмму измерений – наметить по 4 – 5 точек между корпусом прибора и точкой с нулевым значением индукции;

e. в каждом положении произвести не менее 10 отсчётов по шкале прибора;

f. занести измеренное значение интенсивности МП Пи в табл. 3;g. повторить указанные выше действия для передней и боковой панели

электроприбора.h. Выключить электроприбор и отключите его от сети электропитания;i. Выключить измерительный прибор.j.

Таблица 3Результаты измерений интенсивности МП Электроприборов

№п/п№

точки изм.

Bij, j=1 ...n,мкТл

Bi,мкТл

D [B ij] SB jSBi

Sпр . Sсумсум мкТл

6. Обработка результатов измерений

1. Вычислить среднее арифметическое значение n измерений в каждом

положении щупа Bi, по формуле Bi=∑i=1

n

BiJ /n;

2. Вычислить точечную оценку дисперсии i-го измерения

D [B ij] поформуле D [B ij]=1

n−1∑i=1

n

( Bij−Bi . )2;

3. Вычислить СКО i-го измерения SB j по формуле SB j=√D [ Bij ];4. Вычислить СКО среднего SBi по формуле SBi

=SB j/√n;

5. Определить основную допускаемую погрешность прибора в

применённом диапазоне измерений пр. (табл..2);

7

6. Вычислить СКО прибора Sпр в предположении равномерного

распределения допускаемой погрешности по формуле Sпр .=❑пр .

√3 ;

7. Вычислить суммарное СКО измерений Sсум. по формуле

Sсум=√ Sпр2 +( t SBi

)2;

Результаты вычислений занесите в табл.3.7. Анализ результатов

Выводы по лабораторной работе должны содержать анализ полученных результатов - величина магнитного поля исследуемого объекта, его пространственное распределение, анализ источников магнитного поля объекта, анализ погрешностей.

Контрольные вопросы

1. Какова цель лабораторной работы?2. Каково назначение и характеристики исследуемых электроприборов?3. Какими величинами характеризуются переменные магнитные поля?4. Что является источником переменного магнитного поля в исследуемом

объекте?5. Какие электроприборы являются источником постоянного воздействия

МП на человека?6. Какие физические эффекты используются для измерения интенсивности

МП?7. Какой датчик используется в данной лабораторной работе?8. Преимущества ГМР датчиков.9. Конструкция ГРМ датчика.10.Какова цель лабораторной работы?11.Каково назначение и характеристики исследуемых электроприборов?

8