«Повірка магазинів пору»

1.Мета заняття:

1.1 Придбати практичні навички щодо повірки магазинів опору за допомогою установки У309

2 Прилади та обладнання

2.1 Потенціометрична установка У309.

2.2 Магазин опору Р32.

2.3 З‘єднувальні дроти.

3 Загальні відомості

Основним нормативно-технічним документом, що встановлює вимоги до умов, методів та засобів повірки магазинів опору, є МИ 1695-87 „Меры електрического сопротивления многозначные, применяемые в цепях постоянного и переменного тока. Методика поверки”

При повірці, виконуються наступні операції:

• зовнішній огляд приладу;

• опробування;

• визначення середнього значення початкового опору та його варіації;

• визначення дійсних значень опору магазину;

• визначення опору ізоляції (тільки при повірці магазинів з опором однієї ступені вищої декади 10^-4 Ом і більш);

Крім перерахованих операцій, при випуску всіх магазинів опору з виробництва або з ремонту, проводять перевірку електричної міцності та визначення опору ізоляції.

3.1 Умови повірки

Температура повітря в приміщенні, де проводиться повірка, повинна бути (20±0,5) С при повірці магазинів класу 0,02 та більш точних і (20±1) С при повірці менш точних магазинів. Перед повіркою магазин опору повинен бути витриманим при нормальній температурі не менш 12 год.

3.2 Вибір приладу в якості робочого еталону

ЗВТ, які вибрані в якості робочого еталону повинні дозволяти вимірювати дійсні значення опору, що встановлені на магазині, з похибкою, не більшою 1/3 границі основної допустимої похибки магазину, що повіряється. Доцільно використовувати еталонні міри та компаратор такої точності, щоб їх сумарна похибка не перевищувала 1/5 границі допустимої похибки повіряємого магазину, це дозволить при повірці не враховувати поправки до показань еталонних засобів вимірювальної техніки.

3.3 Проведення повірки

3.3.1 Зовнішній огляд

При зовнішньому огляді повинна бути встановлена відповідність повіряємого магазина опору (МО) наступним вимогам:

• МО повинен бути представлений на повірку з паспортом (формуляром), технічним описом та свідоцтвом про попередню повірку (атестацію);

• МО не повинен мати жодної з перерахованих нижче несправностей:

незадовільне кріплення електричних з‘єднувачів для підключення зовнішніх ланцюгів до МО;

грубі механічні пошкодження зовньошніх частин, відсутність перемикачів;

неясність маркування;

належність в середині корпуса МО сторонніх предметів або від'єднавшихся деталей.

3.3.2 Опробування

При опробуванні перевіряють несправність перемикачів та інших комутуючих пристроїв.

МО не повинен мати жодної з перерахованих нижче несправностей:

• недостатньо чітка фіксація положень перемикачів, неможливість встановлення перемикачів хоча б в одне з передбачених конструкцією положень;

• несправність комутуючих пристроїв;

• провертання кріплення перемикачів.

3.3.3 Визначення середнього значення початкового опору та його варіації

Початковий опір зазвичай вимірюють за допомогою потенціометра та подвійного моста та еталонної міри 0,01 або 0,1Ом. Чутливість нульового індикатора повинна бути достатня для виявлення змін опору, рівних або менш 1/4 варіації, допустимої для даного магазину опору.

Початковий опір визначають наступним чином. На всіх декадах магазину встановлюють нульові або найменші можливі значення і вимірюють опір між затискачами магазину за допомогою моста або потенціометра. Вимірювання повторюють чотири рази. Перед кожним вимірюванням необхідно декілька разів повернути перемикачі всіх декад магазину від упору до упору.

За середнє значення початкового опору R_нач приймають середнє арифметичне результатів чотирьох вимірювань. Воно не повинно перевищувати допустимого значення.

Варіація початкового опору визначається як різниця між максимальним та мінімальним з вимірюваних значень початкового опору

(3.1)

Варіація також неповинна перевищувати гранично допустимого значення.

3.3.4 Визначення дійсних значень опору магазину

За засобом визначення дійсних значень опору, що встановлені на магазині, розрізняють комплектну повірку (засіб вимірювання наростаючих значень опору) та поелементну.

Комплектний засіб дозволяє повірити магазин опору в умовах, найбільш близьких к умовам експлуатації, менш трудомісткий і тому являється більш переважним. Суть засобу полягає в визначенні дійсних значень кожного показання магазину за допомогою еталонного приладу, що підключається до затискачів повіряємого магазину. Дійсні значення опору визначають при всіх положеннях перемикачів кожної декади, при цьому перемикачі всіх останніх декад повинні бути встановленні в нульові або найменші положення. Якщо вимірювання виконується за допомогою потенціометра або компаратора, то номінальний опір еталонної міри бажано мати рівним номінальному значенню повіряємій мірі. Це дозволяє максимально зменшити похибку, що вноситься приладом зрівняння. Однак ця вимога не завжди здійснима, тому, що еталонні однозначні міри опору мають номінальні значення, які дорівнюють 10ⁿ Ом, де n – ціле число, а значення, що перевіряються виражаються значенням k∙10ⁿ, де k – любе ціле число від 1 до 11. В цьому випадку опір еталонної міри належить вибирати в 10 разів більшим за опір однієї ступені повіряємої декади або рівним йому.

Необхідно мати на увазі, що при комплектній повірці в результат кожного виміру буде входити початковий опір магазина, що може помітно спотворювати значення похибки при малих опорах. Тому при визначенні похибки показань 10⁴ Ом і менш необхідно з результату виміру спершу відняти середнє значення початкового опору і тільки після цього розраховувати значення похибки показання.

Поелементний засіб дозволяє получити більшу точність вимірювання чим комплектний, при однаковій точності еталонних засобів вимірювання. Однак поелементна повірка не дозволяє перевірити якість з‘єднань між ступенями декади і між декадами, окремо повинна перевірятися справність декадних перемикачів. Окрім цього, для виконання повірки магазинів, опір повинен мати потенціальні контакти на кожній ступені або інший пристрій, що дозволяє виміряти окремо опір кожної ступені, наприклад повірочну щітку.

Однією з основних операцій повірки є визначення дійсних значень повіряємого опору МО. Визначення дійсних значень опору зводиться, у принципі, до їхнього вимірювання. Найбільш росповсюдженим методом виммірювання, який забеспечує необхідну точність, є компенсаційний (потенціометричний) або мостовий метод.

Вимірювання опору за допомогою потенціометра постійного струму виконують за схемою, що показана на рис. 3.1. Резистор з опором, який вимірюється (магазин опорів) та робочий еталон опору підключені послідовно в коло струму . Потенціометром постійного струму ППС вимірюють падіння напруги спочатку на одному резисторі, а потім на другому при незмінному струмі , тобто перемикач ставлять в положення 2 і вимірюють падіння напруги на резисторі з опором, який вимірюється:

;

потім перемикач ставлять в положення 1 і вимірюють падіння напруги на еталонному опорі:

.

Поділив один вираз на другий, отримаємо

(3.2)

Рис. 3.1 – Схема вимірювання опору за допомогою потенціометра постійного струму

Для спрощення розрахунків за формулою (3.2) доцільно вимірювання виконувати наступним чином. Установивши перемикач в положення 1, виставити на вимірювальних декадах потенціометра показання, що чисельно дорівнює значенню опору еталонної міри в омах, і, змінюючи струм за допомогою резистора , добитися нульового відхилення покажчика гальванометра. Іншими словами, слід добитися, щоб падіння напруги на резисторі дорівнювало значенню, яке попередньо встановлено на потенціометрі. Потім не змінюючи струму І, перемикач встановлюють в положення 2 і вимірюють падіння напруги на резисторі . Відлік на вимірювальних декадах в момент рівноваги буде чисельно виражати значення в омах.

Приклад: Повіряєма декада ×100. Значення опору, що встановлено на повіряємій декаді – 2×100=200 Ом.

Необхідно:

1. Вибираємо еталонну котушку опору з номінальним значенням 1000 Ом;

2. Декадними перемикачами ряду Х1 встановити відлік U1 – 1000,000 мВ;

3. За допомогою регулятора R_р встановити таке значення струму в колі R_x-R₀, щоб показання вихідного приладу (ВП) дорівнювали „0”. При цьому по колу буде протікати струм:

4. До входу Х2 підключити потенційні затискачі повіряємого магазину опору і декадами ряду U2 компенсувати падіння напруги. Якщо, наприклад, дійсне значення МО дорівнює 200,14 Ом, то відлік U2 буде визначатися співвідношенням:

,

тобто чисельно U2 буде дорівнювати R_хд.

Через те, що при визначенні наступних значень магазина опору, загальний опір кола R_x-R₀ буде змінюватися, калібрування струму варто проводити для кожного значення R_x.