Проверка Амперметра и Вольтметра методом сравнения

                                             

 

 

                                                  Министерство образования и науки

                                                             Калужской области

ГБОУ СПО «Калужского  Индустриально-технологического колледжа»

 

 

 

 

 

 

Реферат

Проверка амперметра и вольтметра методом сравнения

 

 

 

 

Выполнила: Халикова. Н.Р.

Проверила:

 

 

 

 

      2012-2013 учебный  год

                                                     Содержание                                   

     Введение…………………………………………………………………………………………….…3

1.  Постоянные приборов………………………………………………………………………….…..4

1.1Чувствительность приборов…………………………………………………………………….…5

1.2 Условные обозначения электроизмерительных приборов………………………………….…..5                                       

      2. Измерение электрических величин…………………………………………………….….…..6

   1.1 Методы измерений…………………………………………………………………………..….6                                                                                                          

  3.  Проверка Вольтметра………………………………………………………………………..…..9                                                                                                                                                                1.  Проверочная схема………………………………………………………………………..………9

1.2  Схема поверки  вольтметра…………………………………………………………………..…10

2.Обработка  результатов измерений……………………………………………………………….10

1.1 Определение действительного значения измеряемого напряжения для каждого  поверяемого деления шкалы……………………………………………………………………………………....10

1.2 Вычисление абсолютной погрешности поверяемого прибора для каждого поверяемого деления шкалы………………………………………………………………………………....…....10

3. Вычисление относительной погрешности для каждого поверяемого деления шкалы.........11
4. Вычислить приведенную погрешность для каждого поверяемого деления шкалы…...........11
5. Вычислить вариацию показаний……………………………………………………….........…11
6. Положение указателей проверяемого и образцового приборов……………………….……11                                 

  1.7 Выключить источник питания и вольтметры…………………………………….………....11  

1.8  Обработка результатов  измерений……………………………………………………….…..12

3. Определение действительного значения измеряемого напряжения для каждого проверяемого деления шкалы ……………………………………………………………12         

1.1 Вычисление абсолютной погрешности проверяемого прибора для каждого проверяемого деления шкалы…………………………………………………………………………….…..12 

2. Вычисление относительной погрешности для каждого поверяемого деления шкалы..12
3. Вычисление приведенной погрешности для каждого поверяемого деления шкалы..12
4. Вычисление вариации показаний………………………………………….….13
5. Установить факт пригодности (не пригодности) прибора к применению…..13
6. Для этого определить, выполняется ли условие……………………..……..…13

4 Проверка Амперметра………………………………………………………………..….15

                    Таблица 1.1 – Технические характеристики  оборудования…………….....15

Рисунок 1.2 – Схема  включения приборов для проверки амперметра……………..….15

1.3 Расчетные формулы……………………………………………………………….….15

Рисунок 1.4– График зависимости -∆, А от величины тока, измеренного поверяемым амперметром I_n, А……………………………………………………………………………….........….17

Заключение……………………………………………………………………………….18

Список литературы……………………………………………………………….……...19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                                          Введение.                                                                                                                                                                            

В современных условиях контроль за технологическими процессами, потреблением электрической энергии, режимом работы электрооборудования, измерением неэлектрических величин осуществляется с помощью электроизмерительных приборов. Эти приборы измеряют ток, напряжение, мощность, cos(j), частоту, электрическую энергию и т.д.

Различают электроизмерительные приборы  непосредственной оценки и приборы сравнения.

.

Электрические измерения существенно  упрощаются при использовании приборов непосредственной оценки (прямого отсчета), показывающих численное значение измеряемой величины по их отсчетному устройству (по положению стрелки на шкале или по цифровому отсчетному устройству). Электроизмерительный прибор этого типа независимо от назначения и принципа действия включает в себя измерительную цепь, измерительный механизм и отсчетное устройство.

Измерительная цепь служит для преобразования измеряемой электрической величины в величину, непосредственно воздействующую на измерительный механизм. Измерительный механизм преобразует электрическую величину в угол поворота подвижной части отсчетного устройства, служащего для визуального представления значений измеряемой величины в зависимости от угла поворота  подвижной части.

В простейшем приборе, например в амперметре, катушка его включается последовательно  в ветвь электрической цепи, где  необходимо измерить ток. В более  сложных приборах измерительные  цепи содержат кроме катушек конденсаторы, резисторы и т.п.

Измерительный механизм прибора имеет  подвижную часть, каждому положению  которой соответствует определенное значение измеряемой величины. С подвижной частью связаны стрелка или другое указательное устройство (световой луч, цифровой счетный механизм). Перемещение подвижной части измерительного механизма происходит в результате взаимодействия магнитных (или электрических) полей в приборе. Это взаимодействие создает вращающий момент М_вр, зависящий от значения измеряемой величины.

Для того, чтобы подвижная часть  вместе со стрелкой занимала определенное положение, соответствующее значению измеряемой величины, необходимо уравновесить вращающий момент противодействующим моментом М_пр, который зачастую создается механическими элементами (пружинами, растяжками и др.). Значение этого момента пропорционально углу закручивания пружины и при установившемся отклонении М_вр=М_пр.

Механические колебания подвижной  часть прибора после внезапного нарушения равновесия моментов, вызванного изменением измеряемой величины, гасятся (демпфируются) успокоителями.

 

 

                              1. Постоянные приборов.

 

Постоянная (цена деления) прибора  представляет собой значение измеряемой величины, вызывающее отклонение подвижной части прибора на одно деление шкалы. Постоянные вольтметра, амперметра и ваттметра могут быть определены следующим образом:

C_U = U_ном / N, вольт на одно деление;

C_I   = I_ном  / N, ампер на одно деление;

C_P = U_ном I_ном / N, ватт на одно деление;

где N — число делений шкалы соответственно вольтметра, амперметра и ваттметра.

Пример   Ваттметр имеет номинальное напряжение U_ном= 150 В, номинальный ток             I_ном = 5 А, число делений шкалы N = 150.

Определить номинальную  мощность и постоянную ваттметра, а также его показание, если при измерении мощности подвижная часть отклонилась на N = 60 делений.

Решение. Номинальная мощность ваттметра P_ном = U_ном I_ном  = 150 · 5 = 750 Вт .

Постоянная ваттметра  C_P = P_ном / N = 750/150 = 5 Вт/дел.

Показание ваттметра при отклонении его подвижной части на N = 60 делений

P = C_P N = 5 · 60 = 300 Вт.

                           1.1 Чувствительность приборов.

 

Под чувствительностью приборов понимают число делений шкалы, приходящееся на единицу измеряемой величины. Чувствительность вольтметра, амперметра и ваттметра может быть определена следующим образом:

S_U = N /U_ном , делений на вольт;

S_I = N /I_ном , делений на ампер;

 делений на ватт.

Очевидно, что    S = 1/С.

 

   1.2 Условные обозначения электроизмерительных приборов.

 

На лицевой  стороне электроизмерительных приборов изображен ряд условных обозначений, позволяющих правильно выбрать прибор и дающих некоторые указания по их эксплуатации.

Согласно ГОСТ на лицевой стороне прибора должны быть изображены:

а) условное обозначение  единицы измерения или измеряемой величины либо начальные буквы наименования прибора (табл. 7.1);

б) условное обозначение  системы прибора (табл. 7.2);

в) условные обозначения  рода тока и числа фаз, класса точности прибора, испытательного напряжения изоляции, рабочего положения прибора, исполнения прибора в зависимости от условий эксплуатации, категории прибора по степени защищенности от внешних магнитных полей (табл. 7.3).  Род измеряемой величины

Название прибора                     Условное  Обозначение

Ток

Амперметр.                                А

Миллиамперметр.                     mА

Микроамперметр.                     μА

Напряжение

Вольтметр                                  V

Милливольтметр                     

 

                  2. Измерение электрических величин.

 

                              1.1 Методы измерений.

 

На практике применяют различные методы измерения  электрических величин. Условно их можно разделить на прямые, косвенные и совокупные. Кроме того, они делятся на методы непосредственной оценки и на методы сравнения.

Наибольшее  распространение получил метод  непосредственной оценки. При этом числовое значение измеряемой величины определяется непосредственно по показаниям прибора, например величину тока по показаниям амперметра, напряжения – по показаниям вольтметра, сопротивления – по показаниям омметра и т.д. Это прямые измерения. Если измеряемая величина определяется по данным измерения других электрических величин путем вычисления этой величины, то такое измерение называется косвенным. Например, определение сопротивления по показаниям амперметра и вольтметра.

Метод сравнения  широко используется для точных измерений. Он заключается в сравнении измеряемой величины с образцовой мерой такой же физической природы. Метод сравнения осуществляется с помощью мостовых или компенсационных схем.

 

 

7.4.2 Измерение тока и напряжения.

 

Для измерения  величины тока в какой-либо цепи последовательно в цепь включают амперметр. Для измерения значения напряжения на каком-либо участке электрической цепи на элементе цепи подсоединяется параллельно им вольтметр.

В установках постоянного  тока применяются, как правило приборы  магнитоэлектрической

системы, в установках переменного тока используют преимущественно  приборы электромагнитной

системы.

Между амперметром  и вольтметром нет принципиальной разницы. Показания обоих приборов пропорциональны току, протекающему по рамке. Однако соответственно их назначению к ним предъявляют совершенно противоположные требования: амперметр должен иметь возможно меньшее сопротивление, а вольтметр

возможно большее  сопротивление. Для уменьшения погрешности измерения необходимо чтобы сопротивление амперметра было на два порядка меньше, а сопротивления вольтметра на два порядка больше сопротивления любого элемента измерения цепи.

Для расширения предела измерения амперметра ( в k раз) в цепях постоянного тока служат шунты-резисторы, включаемые параллельно амперметру (рис. 7.6,a).

Сопротивление шунта определяется из соотношения

 

r_ш (I_max – I_а,н) = r_аI_а,н ,

где I_max — наибольшее значение тока в контролируемой цепи (предел измерения тока амперметром при наличии шунта);

I_а,н — предельное (номинальное) значение тока прибора при отсутствии шунта.

Отсюда      .

Значение тока I в контролируемой цепи при существующей нагрузке определяется из соотношения

,

где I_а — показание амперметра.

Шкалу амперметра часто градуируют с учетом включенного шунта; тогда значение измеряемого тока I отсчитывается непосредственно по шкале прибора.

В цепях переменного  тока для расширения пределов измерения амперметров используют трансформаторы тока

Для расширения предела измерения вольтметра (в k раз) в цепях напряжением до 500 В обычно применяют добавочные резисторы, включаемые последовательно с обмоткой вольтметра (рис. 7.6, б).

Сопротивление добавочного резистора  r_д  определяют из соотношения

,

где U_max - наибольшее значение измеряемого напряжения (предел измерения напряжения вольтметром при наличии добавочного резистора); U_в,н — предельное (номинальное) значение напряжения прибора при отсутствии добавочного резистора. Отсюда