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 Ам 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 RA и RV – внутренние сопротивления амперметра и вольтметра соответственно; Rш – сопротивление шунта; Rд – 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 Ан – 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
Название прибора
| Тип системы
| Род
тока
| Пределы измерения
| Количество делений шкалы
| Цена деления
| Класс точности
| Внутреннее сопротивление, Ом
| Амперметр
|
|
|
|
|
|
|
| Вольтметр
|
|
|
|
|
|
|
| Ваттметр
|
|
|
|
|
|
|
|
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 Rш, Rди 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:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|