Лабораторная №2

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ПОВЕРКА ВОЛЬТМЕТРА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СИСТЕМОЙ

Вариант 16

Выполнил студент группы 5А8Д Нагорнов А.В.

(подпись)

________________

(дата)

Проверил канд. физ.-мат. наук, _______________ Кац М.Д.

доцент ОЭЭ ИШЭ (подпись)

_______________

(дата)

Томск-2021

Цель: изучение принципа действия вольтметра с электромагнитной системой, символьных обозначений электроизмерительных приборов, освоение методики поверки вольтметра.

Принцип работы вольтметра:

Приборы электромагнитной системы основаны на взаимодействии магнитного поля катушки с подвижным ферромагнитным сердечником.

Рисунок 1 – Конструкция электромагнитного вольтметра:

1 – ось; 2 – поводок; 3- стрелка указателя; 4 – цилиндр воздушного успокоителя; 5 – поршень воздушного успокоителя; 6,12 – подпятники; 7 – ферромагнитный сердечник; 8 – катушка с током; 9 – противовесы; 10 – спиральная пружина; 11 – винт корректора

Для создания вращающего момента используется силовое действие магнитного поля неподвижной катушки 8 на подвижный ферромагнитный сердечник 7, выполненный в форме плоского лепестка.

Под влиянием магнитного поля, созданного измеряемым током, магнитный сердечник 7 втягивается в цель катушки, поворачивая ось 1 с указательной стрелкой 3.

Порядок выполнения работы:

1. Повернуть регулятор автотрансформатора против часовой стрелки до упора (установить на отметку 0 В).

2. Соединить проводником контакт К1 выхода автотрансформатора с измерительным контактом вольтметра К3.1 панели «Приборы магнитоэлектрические».

3. Соединить проводником контакт К2 выхода автотрансформатора с измерительным контактом вольтметра К4.1 панели «Приборы магнитоэлектрические».

4. Соединить контакт К3.2 вольтметра с контактом К1.1 Активной нагрузки панели «Блок нагрузок».

5. Соединить контакт К4.2 вольтметра с контактом К2.1 Активной нагрузки панели «Блок нагрузок».

6. Установить переключатель режима работы мультиметра в положение измерения переменного напряжения, предел измерения 200 В. Подключить гнездо 9 мультиметра (рис. 3) к общему измерительному контакту К1.2 Активной нагрузки панели «Блок нагрузок».

7. Подключить гнездо 10 мультиметра (рис.3) к контакту К2.2 Ак-тивной нагрузки панели «Блок нагрузок».

8. Включить электропитание лабораторной установки (установить переключатели сетевых автоматов АВ1 и АВ2 вверх), включить мультиметр.

9. Плавно поворачивая регулятор Автотрансформатора по часовой стрелке, необходимо подобрать значение напряжения, при котором стрелка вольтметра установится напротив заданной отметки шкалы в соответствии с вариантом.

Рисунок 2 – Схема экспериментальной цепи

Прибор пригоден к дальнейшей эксплуатации, если одновременно выполняются два условия:

1) Максимальная абсолютная погрешность прибора меньше или равна допускаемой абсолютной погрешности;

2) Максимальная вариация прибора должна быть меньше или равна допустимой вариации прибора.

Если хотя бы одно из условий не выполняется, прибор не годен к дальнейшей эксплуатации.

Расчёт допустимой абсолютной погрешности и допустимой вариации прибора.

Пример расчётов абсолютных погрешностей и вариаций прибора.

Построение графиков:

В одной системе координат построим графики зависимостей абсолютной погрешности прямого и обратного ходов от значения измеряемой величины. По характеру зависимостей определим тип погрешности.

Рисунок 3 – Зависимость абсолютной погрешности от измеряемой величины

Так как абсолютная погрешность изменяется неравномерно, но зависит от изменения величины, подвергающейся измерению, то мы имеем дело с мультипликативной погрешностью.

В одной системе координат построим график зависимостей значений напряжения, полученных с помощью рабочего эталона при прямом и обратном ходах, от значений измеряемой величины, полученных с помощью поверяемого прибора.

Рисунок 4 – Зависимость эталонных значений от измеряемой величины

Графически покажем вариацию прибора в точке ее максимального значения. Для этого на рисунке 3 изобразим разницу между абсолютной погрешностью прямого и обратного хода.

Сравним максимальные и допускаемые значения абсолютной погрешности и вариации прибора.

/

;

.

Вариант 16

ПРОТОКОЛ

Проверка вольтметра типа TDM ELECTRIC

Класс точности прибора 1,5

Предел измерения прибора 150 … 200 В

Отчёт производился по рабочему эталону типа MASTECH MY64

С пределом измерения 200

Таблица 1

Отметки шкалы, В	Отчёт по рабочему эталону		Абсолютная погрешность			Вариация прибора
	Прямой ход	Обратный ход		Прямой ход	Обратный ход
150	148.5	151.1		1.5	1.1		2.6
160	161.1	162.3		1.1	2.3		1.2
170	169.3	169.8		0.7	0.2		0.5
180	182.4	180.5		2.4	0.5		1.9
190	188.5	191.6		1.5	1.6		3.1

Допускаемая абсолютная погрешность прибора: 0.75 В;

Допускаемая вариация прибора: 0.75 В;

Максимальная абсолютная погрешность прибора: Прямой ход – 2,4 В; Обратный ход – 2,3 В;

Максимальная вариация прибора: 3,1 В;

Предел допускаемой абсолютной погрешности: 0,75 В

Вывод о пригодности к дальнейшей эксплуатации: Прибор не пригоден к дальнейшей эксплуатации, так как не подходит ни по одному из условий. Его максимальная абсолютная погрешность и максимальная вариация больше, чем допустимые аналогичные величины для данного прибора.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Какие символьные обозначения наносятся на электроизмерительные приборы? Что они означают?

Рисунок 5 – Символьные обозначения приборов

Рисунок 6 – Символьные обозначения класса точности

Рисунок 7 – Символьные обозначения класса точности

2. В чем заключается отличие магнитоэлектрических приборов от электромагнитных?

В первую очередь приборы различаются принципом работы. В электромагнитных приборах неподвижная катушка, создающая магнитное поле, и подвижный сердечник, а в магнитоэлектрических приборах наоборот – катушка (рамка) вращается между сердечником и полюсами постоянного магнита.

Также магнитоэлектрические приборы работают на постоянном токе, а электромагнитные -, как правило, на переменном.

3. Что называется вариацией измерительного прибора?

Вариация измерительного прибора - Разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.

4. Что характеризует чувствительность измерительного прибора?

Чувствительность прибора - под этим термином подразумевают отношение линейного углового перемещения указателя к изменению измеряемой величины, вызвавшей это перемещение. Чувствительность характеризует способность измерительного прибора измерять малые сигналы.

При слишком низкой чувствительности прибор не может быть использован в полной мере. Но и слишком высокая чувствительность вредна, так как она может привести к ошибочной оценке точности прибора и может также увеличить погрешности измерений.