ЛабораторнаяРабота №3
Измерениепостоянного тока, расчет сопротивления шунта и определение погрешностиизмерения.
Цельработы :Изучитьконструкцию и механизмы амперметров постоянного и переменного тока. Рассчитатьи подобрать сопротивление шунта. проверить градуировку шкал амперметров иопределить и оценивать погрешности измерения.
Приборы иоборудование .
1. Стрелочныймагнитоэлектрический прибор 1 шт
2. Образцовыймиллиамперметр 1 шт
3. Эталонныймиллиамперметр 1шт
4.Шунты 5шт
5. Источникпостояного тока 1шт
6.Соединительные провода
Теоритическиесведеня .
Магнитоэлектрические измерительные приборы посравнению с другим электроизмерительными механизмами обладают самой высокойчувствитель ностью и точностью, имеют равномерную шкалу и применяются дляизмерения постояного тока. Работа магнитоэлектрических приборов основана напринципе взаимодействия магнитного поля и проводника с током .
Параметрымагнитоэлектрического прибора :
Ток полногоотклонения I сопротивление медного провода рамкиR рапряжение полного отклонения
U=R * I (1)
В показаннойна рис1. схема тенциоменров Rможно изменять ток в цепи и показания последовательно включенных проверяемогоприбора и образцового миллиамперметра µA0. Включение резистора Rогр имеющего достаточно большое сопротивление позволяет защититьзашкаливание стрелочных указателей .
Магнитоэлектрическиймеханизм с параллелно подключенным шунтируюшим резистором Rш служит как миллиамперметр (или амперметр).
Подбирают сопротивление резистора Rш и проверяют градуировку шкалымиллиамперметра по схеме, показанной на рис.2.Чем меньше сопротивлениерезистора Rш тем больше протекаюший через него ток и выше пределизмерения. примем верхний предел измерения I пред =50 mA и Rн =2000 Ом, сопротивление шунтирующего резистора :
Rш= Iи Rи/(Iпред — Iи )= 50 x 10-6x 2000 /(50x 10-3 – 50 x 10-6 )=2 Ом.
Такойрезистор слкдует изготовить самостоятельно, намотав провод из высокоомногосплава на любой каркас, например на непроволочный резистор ВС или МЛТ.
ПОРЯДОКВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ .
1 Конcтрукция магнитоэлектрического механизма иизмерение его параметров .
1 Изучатьконструкцию магнитоэлектрического механизма. Зарисовать магнито провод свнешним и внутрирамочным магнитом и показать, как распределяются магнитныесиловые линии в колтциобразном воздушном зазоре. Описать способы крепленияподвижной системы на полуосях в подпятниках или на упругих немагнитныхрастяжках и отметить достоинства каждого из них.
2. Собоатьсхему, показанную на рис.1, и измерить ток полного отклонения In. Устоновить регулятор потенциометра R в крайнее положение (нижнее насхеме), включить выпрямитель B и,плавно поворачивая регулятор патенциометра, устоновить стрелочный указательповеряемого прибора И на конечную отметку шкалы. Отсчитать ток полногоотклонения In по показанию образцовогомикроампеметра mA0.
3. Измеритьсопротивление прибора Rn,для чего поварачивая регулятор R,устоновить стрелочный указатель поверяемого прибора И на определенное числодилений 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 магазинарезисторов. Рассчитать напряжение полного отклонения Un=InRn
4. Записатьномер магнитоэлектрического механизма, его марку и полученные параметры.
2Изготовление и проверка миллиамперметра.
1. Изготовитьпроволочный резистор Rш для чего намотат на каркас провод извысокоомного сплава и принять его концы к выводам каркаса.
2. Подключить резимторRш к зажимам магнитоэлектронного механизма и собратьсхему, показаннцю на рис 2. При изготовлении напряжений на выходе выпрямителя UB=12B и пределе измерения тока Iпред=50mAсопротивление нагрузочного резистора R =UB /Iпред =12/50*10-3 =240 Om
3. Плавноувеличивать напряжение на выходе выпрямителя, пока стрелочный укозательобразцового миллиамперметра mA0не устанавливается на отметке 50mA
4. Добитьсяустановки стрелочного указателя миллиамперметра mA на конечную отметку шкалы, точно подобрав сопротивлениерезистора Rш
5. Проверитьградуировку изготовленного миллиамперметра mA для чего уменьшая напряжение выпрямителя, установитьпоказания 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 иизмерений. Абсолютная погрешность измерения А выражается в еденицах измеряемойвелечины и предстовлят собой разность между измеренным Аи идействительным Ад значением физической велечены :
АА=Аи – Ад (1)
По абсолютной погрешности измерения судить о точности проведенных измеренийневозможно.
Относительная погрешность измерения ¥ обычно вырожается апроцентах (%) и предстовляет собой отношение абсолютной погрешности А кдействительномузначению измеряемой величины А:
¥ =( А / А)100% (2)
Относительная погрешность дает более наглядное предстовление о точностиизмерений, чем абсолютная. Класс точности приборов дает приведеннуюпогрншность. Например, если класс точности приборов 0,5, тогда приведеннаяпогрншность 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.
10
20
20
40
30
60
40
80
50
100
Контрольные вопросы и задачи.
1. Расчитайте длямагнитоэлектрического механизма, параметры которого In=50mA и Rn=2000 Ом, сопротивление шунтирующих резисторов при пределах измерения тока 50 и 2000 mA.
2. Как зависитсопротивление шунтирующих резисторов от пределов измерения и отчувствительности магнитоэлектрического механизма.
3. Почему приподборе шунтирующего резистора желательно его сопротивление увеличивать дотребуемого значения?
4. Почему приизмерениях в электронных схемах следует применять амперметры с возможно меньшимвхрдным 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».