Лабораторные работы / ЛБ-2

Министерство науки и высшего образования Российской

Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

«Поверка амперметра с электромагнитной системой»

лабораторная работы №2

Вариант 3

по дисциплине:

Метрология, стандартизация и сертификация

Выполнил: студент группы 5А94			Милёшкин А.А.
Проверил: Кандидат технических наук, доцент		Кравченко Е. В.

Томск – 2022

Цель: изучить конструкцию и принцип действия амперметра с электромагнитной системой, освоить методику проведения поверки электромагнитного амперметра.

Задачи:

1. изучение принципа действия амперметра с магнитоэлектрической системой;

2. исследование метрологических характеристик амперметра;

3. проведение поверки амперметра;

4. обработка результатов поверки.

Принцип действия амперметра с электромагнитной системой

Электромагнитный прибор имеет электроизмерительный механизм с неподвижной катушкой, по обмотке которой протекает измерительный ток и один или несколько ферромагнитных сердечников, установленных на оси.

Электромагнитные приборы изготавливают либо с плоской катушкой (рис. 1, а), либо с круглой катушкой (рис. 1, б). Плоскую неподвижную катушку (рис. 1, а) наматывают обычно из толстой проволоки 1 на неферромагнитный каркас 2 так, что внутри не образуется воздушный зазор. Рядом с зазором располагают ферромагнитную пластинку 7, ось пластинки расположена асимметрично, на оси крепят стрелку 8 прибора, перемещающуюся вдоль шкалы 3 прибора. На оси укреплены противодействующая пружина 6 и алюминиевый сектор 5, который может поворачиваться в поле постоянного магнита 4.

Электромагнитный прибор с круглой катушкой устроен следующим образом. Из толстой проволоки намотана круглая катушка 10 (рис. 1, б) с воздушным центральным зазором. Внутри зазора неподвижно расположена ферромагнитная пластина 11, а на оси закреплена вторая, но уже подвижная ферромагнитная пластина 12. На оси пластины 12 закреплены противодействующая пружинка 13 и стрелка 14 прибора. Для создания противодействующего момента закрепляют на оси алюминиевый сектор и устанавливают постоянный магнит - на рисунке не показаны. 

Рисунок 1 – Электромагнитный измерительный механизм:

а - с плоской катушкой, б - с круглой катушкой

Расчет метрологических характеристик

Абсолютная погрешность для прямого и обратного хода соответственно вычисляется по формулам:

= ­– , (1)

= ­– ,

где – отсчет по рабочему эталону при увеличении показаний прибора, мА;

– отсчет по рабочему эталону при уменьшении показаний прибора, мА;

– значение напряжения, соответствующее отметке шкалы, мА.

Вариация прибора вычисляется по формуле:

V = ­– . (2)

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности определяется по формуле:

, (3)

где – верхний предел поверяемого амперметра, мА;

– нижний предел поверяемого амперметра, мА;

– предел допускаемой основной приведенной погрешности поверяемого амперметра, %.

Пример расчета для прямого хода и обратного хода для отметки шкалы 39 мА:

Аналогично производим расчеты для остальных значений и заносим в таблицу 1.

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности:

Графическое представление определяемых зависимостей

Графики зависимостей абсолютной погрешности прямого и обратного ходов от значения измеряемой величины показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. Графики зависимостей абсолютной погрешности прямого и обратного ходов от значения измеряемой величины

Графики зависимостей значений тока, полученных с помощью рабочего эталона при прямом и обратном ходах, от значений тока, соответствующих отметкам шкалы поверяемого амперметра показаны на рисунке 3.

Рисунок 3. Графики зависимостей значений тока, полученных с помощью рабочего эталона при прямом и обратном ходах, от значений тока, соответствующих отметкам шкалы поверяемого амперметра

Протокол

поверки амперметра типа с электромагнитной системой. Класс точности прибора 1,5, предел измерения 200 мА. Отчет проводился по рабочему эталону типа цифровой амперметр с пределом измерения 200 мА.

Таблица 1. Полученные данные

Отметки шкалы, мА	Отчет по рабочему эталону, мА			Абсолютная погрешность, мА			Вариация прибора
	Прямой ход	Обратный ход	Прямой ход		Обратный ход
39	40,04	39,94	1,04		0,94	0,1
49	50,67	50,5	1,67		1,5	0,17
59	60,3	60,2	1,3		1,2	0,1
69	69,8	69,78	0,8		0,78	0,02
79	80,77	80,65	1,77		1,65	0,12
89	90,82	90,82	1,82		1,82	0
99	100,77	100,6	1,77		1,6	0,17

Предел основной допускаемой Максимальная погрешность

погрешности прибора 3,00 мА. прибора 1,82 мА.

Предел допускаемой Максимальная вариация

вариации прибора 3,00 мА. прибора 0,17 мА.

Вывод: максимальная погрешность прибора не превышает предел основной допускаемой погрешности прибора – прибор годен для измерений.

Заключение

В ходе лабораторной работы изучили конструкцию и принцип действия амперметра с электромагнитной системой, освоили методику проведения поверки электромагнитного амперметра. Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что исследуемый прибор пригоден для измерений.