Зертханалық жұмыс № 2

“Аралас аспаптардың құрылысын және жұмыс принципін оқып үйрену”

Жұмыс мақсаты: аралас аспаптардың құрылысын және жұмыс принципін оқып үйрену.

1 Аралас аспаптардың құрылысы, құралы және жұмыс принципі

Аралас аспап деп мәндердің кең аралығында бірнеше физикалық шамаларды өлшеуге болатын өлшеу құралын айтады.

Аралас құралдар әмбебап көп шектілі өлшеуіш құралдар болып табылады. Оларды тұрақты және айнымалы тоқтар тізбегінде тоқты және кернеуді үзіліссіз өлшеу, тұрақты тоқ кернеуін, сыйымдылықты, айнымалы кернеудің салыстырмалы деңгейін өлшеу, тұрақты және айнымалы тоқтар тізбегінде тоқтың және кернеудің бар болуын немесе жоқ болуын бақылау, электрлі радиоэлементтерде және сақтандырғыштарда, сымдарда тізбектің үзілуін немесе қысқа тұйықталуын анықтау, әртүрлі электрлі радиоэлементтерде дұрыстықты тексеру үшін қолданады.

Аралас құралдарда тек I_и=10...300 мкА толық ауытқулы тоқты және R_и=30...120 0м ішкі кедергілі магниттіэлектрлік механизмді-микроамперметрді қолданады. Тоқ және кернеу бойынша өлшеу шектері шунттарды және қосымша резисторларды қолдану жолымен кеңейтіледі.

Егер өлшенетін тоқ R_и кедергілі микроамперметрдің I_и номиналды тоғының мәні бойынша асып кететін болса, онда I_ш тоқ өтетін микроамперметрге параллель шунт деп аталатын резисторды қосады (1 сурет):

I_ш=I-I_и

1 Сурет - Амперметр сұлбасы

R_ш шунт кедергісін параллель қосылған кездегі кернеудің бірдей түсу шартынан табады

I_иR_и=I_шR_ш=(I-I_и)R_ш немесе

Оң жақтағы теңдіктің алымы мен бөлімін I_и бөліп, аламыз

мұндағы n =I/I_и тоқ бойынша кеңею коэффициенті.

Шунттарды аз температуралық коэффициенті бар манганиннен дайындайды.

Аралас құралдарда көбінесе әмбебап деп аталатын көпшекті сатылы шунттарды (2 сурет) қолданады.

2 Сурет – Екі шекті амперметр сұлбасы.

Егер I₁<I₂ деп алсақ, онда I₁ және I₂ шектер үшін шунттың кедергісі мынаған тең болады:

;

мұндағы n₁=I₁/I_И; n₂=I₂/I_И- кеңеюдің сәйкес коэффициентері. Бұл теңдіктердің біріккен шешімі екі шекті шунттың резисторларының Rl және R2 кедергілерін анықтайды:

Көпшектілі сатылы шунт үшін есеп осыған ұқсас.

Резисторға тізбектей қосымша жалғанған микроамперметр кернеуді өлшеу үшін арналған вольтметр ретінде қолданылады (3 сурет).

3 Сурет - Вольтметр сұлбасы.

Өлшенетін кернеу U I_и жалпы номиналды тоқтың ағу кезіндегі микроамперметрдің ішкі R_и кедергісіндегі және R_д қосымша резистордағы U_д кернеудің түсу қосындысына тең:

,

мұндағы m=U/U_и – кернеу бойынша кеңею коэффициенті.

Аралас аспаптарда резисторларды сатылап қосу қолданылады

(4 сурет) және I_и өлшеу механизмінің тоғы кезінде U₁, U₂, U₃ өлшеу шектері үшін қосымша резисторлардың кедергісі келесі формула бойынша есептеледі

; ; ,

мұндағы m₁=U₁/U_и.; m₂=U₂/U_и; m₃=U₃/Uи – сәйкес шектердің кеңею коэффициенттері.

4 Сурет –үш шекті вольтметр сұлбасы.

Қосымша резисторларды дөңгелек немесе түзубұрышты каркасқа оралынған манганинді өткізгіштерден дайындайды. 2,5 дәлдікті және одан төмен класты аспаптарда МЛТ резисторларын және т.б. қолданады.

Айнымалы тоқта өлшеуіш үшін магниттіэлектрлі микроамперметрді жартылай өткізгіштік түзеткіштермен бірге қолданады. Түзеткіштердің әртүрлі сұлбаларының жұмысын қарастыру үшін, айнымалы тоқтың кернеуі бес негізгі параметрлермен сипатталатын білу қажет: мезеттік, шыңдық, орташа, орташа түзетілген және орташа квадратталған мәндермен.

Мезеттік мән - бұл анықталған мезеттегі кернеудің мәні, мысалы, t₁ уақыттағы u₁ кернеудің немесе t₂ уақыттағы u₂ кернеудің мәні (5 сурет).