Основные теоретические положения

Электроизмерительными приборами называют технические средства с нормированными метрологическими характеристиками, предназначенные для выработки сигналов, функционально связанных с измеряемыми электрическими величинами, в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Различают аналоговые и цифровые приборы. В аналоговых приборах электрическая энергия измеряемой величины преобразуется в механическую энергию подвижной части прибора – стрелки.

По способу преобразования различают: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и др. приборы. Обозначения некоторых систем приборов приведено на рис. 1.1.

Рис. 1.1: a) магнитоэлектрический прибор; b) электромагнитный прибор; c) электродинамический прибор

В магнитоэлектрическом приборе используется действие магнитного поля постоянного магнита на подвижную катушку с током I. Угловое перемещение стрелки прибора:

, (1.1)

где S – чувствительность прибора.

Данные приборы имеют равномерную шкалу.

Для создания вращающего момента в электромагнитном приборе используется действие магнитного поля неподвижной катушки на подвижный сердечник:

, (1.2)

где L – индуктивность катушки.

Эти приборы имеют неравномерную шкалу.

В механизме электродинамического прибора используется взаимодействие магнитных полей подвижной и неподвижной катушек, по которым проходят токи I₁ и I₂ :

. (1.3)

Электродинамические приборы имеют неравномер­ную шкалу.

Определение цены деления прибора С осуществляется делением
рабочего предела измерения прибора А_м на количество делений
шкалы прибора N:

. (1.4)

Для расширения диапазона измерения прибора используют шунты -резисторы, включаемые параллельно амперметру, а также добавочные резисторы, включаемые последовательно с вольтметром. В этих случа­ях новые цены делений и определяется по формулам:

, (1.5)

, (1.6)

где R_A и R_V – внутренние сопротивления амперметра и вольтметра со­ответственно; R_ш – сопротивление шунта; R_д – добавочное сопротивление.

Отличие результатов измерения А от его действительного значения А₀ называется погрешностью измерения. Различают абсолютную погрешность

, (1.7)

относительную

, (1.8)

приведенную

, (1.9)

где А_н – конечное значение диапазона измерения.

Класс точности приборов численно равен приведенной погрешности.

Задание для самостоятельной подготовки

1. Изучите конструкцию и принцип действия магнитоэлектрического, электромагнитного и электродинамического приборов.

2. Выведите формулы (1.5) и (1.6).

Порядок выполнения работы

1. Запишите технические характеристики используемых приборов в табл. 1.1.

Таблица 1.1

2. Поочередно соберите электрические цепи, приведенные на рис. 1.2 и 1.3.

В каждом случае, задаваясь тремя значениями сопротивления переменного резистора R1, предварительно замеренными с помощью омметра, определите показания приборов.

Рис. 1.2 Рис. 1.3

Вычислите значения сопротивления R1 по формулам:

для схемы рис. 1.2

, (1.10)

для схемы рис. 1.3

(1.11)

Рассчитайте абсолютные и относительные погрешности, считая действительными значениями сопротивления R1₀ величины, определенные омметром. Результаты занесите в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Схема измерений	Измерено	Вычислено
U, B	I, A	R10, Ом	R1, Ом	, Ом	, %
По рис. 1.2
По рис. 1.3

3. Соберите цепь по схеме рис. 1.4.

Замерьте с помощью омметра действительные значения сопротивлений R_ш, R_ди R1 и определите новую цену деления приборов. Снимите показания приборов для трех значений сопротивления R1.

Рассчитайте значения сопротивления R1, мощности и погрешностей в измерении R1 для каждого замера. Результаты занесите в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Измерено	Вычислено
U, B	I , A	P, Вт	R10, Ом	R1, Ом	P=RI2, Вт	, Ом	, %

Рис. 1.4

Литература: [1, §1.2, 3.1, 3.2; 2, § 1.2 - 1.6; 3, § 2.1 - 2.6].

Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТЕЙШИХ

ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: экспериментальная проверка основных теоретичес­ких соотношений и зависимостей между токами, напряжениями, мощ­ностями и сопротивлениями в простейших электрических цепях посто­янного тока.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: