Лабораторная работа: конструкцию и механизмы амперметров постоянного и переменного тока
Лабораторная работа: конструкцию и механизмы амперметров постоянного и переменного тока
Лабораторная
Работа №3
Измерение
постоянного тока, расчет сопротивления шунта и определение погрешности
измерения .
Цель
работы :Изучить
конструкцию и механизмы амперметров постоянного и переменного тока . Рассчитать
и подобрать сопротивление шунта . проверить градуировку шкал амперметров и
определить и оценивать погрешности измерения.
Приборы и
оборудование .
1. Стрелочный
магнитоэлектрический прибор 1 шт
2. Образцовый
миллиамперметр 1 шт
3. Эталонный
миллиамперметр 1шт
4.
Шунты 5шт
5. Источник
постояного тока 1шт
6.
Соединительные провода
Теоритические
сведеня .
Магнитоэлектрические измерительные приборы по
сравнению с другим электроизмерительными механизмами обладают самой высокой
чувствитель ностью и точностью, имеют равномерную шкалу и применяются для
измерения постояного тока . Работа магнитоэлектрических приборов основана на
принципе взаимодействия магнитного поля и проводника с током .
Параметры
магнитоэлектрического прибора :
Ток полного
отклонения I сопротивление медного провода рамки
R рапряжение полного отклонения
U=R * I (1)
В показанной
на рис1. схема тенциоменров R
можно изменять ток в цепи и показания последовательно включенных проверяемого
прибора и образцового миллиамперметра µA0. Включение резистора Rогр имеющего достаточно большое сопротивление позволяет защитить
зашкаливание стрелочных указателей .
Магнитоэлектрический
механизм с параллелно подключенным шунтируюшим резистором Rш служит как миллиамперметр (или амперметр).
Подбирают
сопротивление резистора Rш и проверяют градуировку шкалы
миллиамперметра по схеме , показанной на рис.2 .Чем меньше сопротивление
резистора Rш тем больше протекаюший через него ток и выше предел
измерения . примем верхний предел измерения I пред =50 mA и Rн =2000 Ом, сопротивление шунтирующего резистора :
Rш= Iи Rи/(Iпред- Iи )= 50 x 10-6
x 2000 /(50x 10-3 – 50 x 10-6 )=2 Ом.
Такой
резистор слкдует изготовить самостоятельно, намотав провод из высокоомного
сплава на любой каркас, например на непроволочный резистор ВС или МЛТ.
ПОРЯДОК
ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ .
1 Конcтрукция магнитоэлектрического механизма и
измерение его параметров .
1 Изучать
конструкцию магнитоэлектрического механизма . Зарисовать магнито провод с
внешним и внутрирамочным магнитом и показать , как распределяются магнитные
силовые линии в колтциобразном воздушном зазоре. Описать способы крепления
подвижной системы на полуосях в подпятниках или на упругих немагнитных
растяжках и отметить достоинства каждого из них.
2. Собоать
схему, показанную на рис.1, и измерить ток полного отклонения In. Устоновить регулятор потенциометра R в крайнее положение (нижнее на
схеме), включить выпрямитель B и,
плавно поворачивая регулятор патенциометра, устоновить стрелочный указатель
поверяемого прибора И на конечную отметку шкалы. Отсчитать ток полного
отклонения In по показанию образцового
микроампеметра mA0.
3. Измерить
сопротивление прибора Rn,
для чего поварачивая регулятор R,
устоновить стрелочный указатель поверяемого прибора И на определенное число
дилений его шкалы. Паралелльно прибору И включить магазин резисторов R0 и подбирать его сопротивление так,
чтобы покозания уменьшились в два раза. При этом српротивление приборов Rn=R0 и его значение следует отсчитать по шкалам магазина
резисторов. Рассчитать напряжение полного отклонения Un=InRn
4. Записать
номер магнитоэлектрического механизма, его марку и полученные параметры.
2
Изготовление и проверка миллиамперметра.
1.
Изготовить
проволочный резистор Rш для чего намотат на каркас провод из
высокоомного сплава и принять его концы к выводам каркаса.
2.
Подключить резимтор
Rш к зажимам магнитоэлектронного механизма и собрать
схему , показаннцю на рис 2. При изготовлении напряжений на выходе выпрямителя
UB=12B и пределе измерения тока Iпред=50mA
сопротивление нагрузочного резистора R =UB /Iпред =12/50*10-3 =240 Om
3.
Плавно
увеличивать напряжение на выходе выпрямителя , пока стрелочный укозатель
образцового миллиамперметра mA0 не устанавливается на отметке 50mA
4.
Добиться
установки стрелочного указателя миллиамперметра mA на конечную отметку шкалы , точно подобрав сопротивление
резистора Rш
5.
Проверить
градуировку изготовленного миллиамперметра mA для чего уменьшая напряжение выпрямителя , установить
показания Iизм миллиамперметра mA на 50,40,30,20,10, и 0 mA и отсчитать действительный ток Iд по шкале образцового миллиамперметра mA .Расчитать погрешности прибора и
измерений. Абсолютная погрешность измерения А выражается в еденицах измеряемой
велечины и предстовлят собой разность между измеренным Аи и
действительным Ад значением физической велечены :
АА=Аи – Ад (1)
По
абсолютной погрешности измерения судить о точности проведенных измерений
невозможно.
Относительная погрешность измерения ¥ обычно вырожается а
процентах (%) и предстовляет собой отношение абсолютной погрешности А к
действительномузначению измеряемой величины А:
¥ =( А / А)100% (2)
Относительная погрешность дает более наглядное предстовление о точности
измерений, чем абсолютная. Класс точности приборов дает приведенную
погрншность. Например, если класс точности приборов 0,5, тогда приведенная
погрншность прибора ¥ = 0,5%:
¥ = А/А *100 = (А - А /А )*100 (3)
Из формулы (2) и (3) видно но относительная погрешность измерения
бедет равна:
¥ = ¥ =А /А (4)
Таблица 1. Проверка градуировки миллиамперметра.
|
0
0
|
10
20
|
20
40
|
30
60
|
40
80
|
50
100
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы и задачи.
1.
Расчитайте для
магнитоэлектрического механизма, параметры которого In=50mA и Rn=2000 Ом, сопротивление шунтирующих
резисторов при пределах измерения тока 50 и 2000 mA.
2.
Как зависит
сопротивление шунтирующих резисторов от пределов измерения и от
чувствительности магнитоэлектрического механизма.
3.
Почему при
подборе шунтирующего резистора желательно его сопротивление увеличивать до
требуемого значения?
4.
Почему при
измерениях в электронных схемах следует применять амперметры с возможно меньшим
вхрдным српротивлением?
Литература:
1.
Касаткин А.С.
«Электротехника», М «Васшая шкала», Л. «Энергия»,1982
2.
Фремке А.В.,
Душин Е.М. «Электрические измерения», Л. «Энергия», 1980
3.
Телешевский Б.Е.
«Измерения в электро- и радиотехнике», М «Васшая шкала», 1984.
4.
Евсюков А.А
«Электортехника».