MiER_2_1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное

учреждение высшего образования

«Юго-Западный государственный университет»

Лабораторная работа №2

По дисциплине: «Метрология и электрорадиоизмерения»

Тема: «Способы расширения пределов измерений электроизмерительных приборов»

Выполнили: Рохтин Я.А.

студенты группы ИБ-21б Карапетян Т.М.

Проверила: Коломиец Е.А.

доцент

Курск, 2024

Цель работы: ознакомление с методикой и способами расширений пределов измерений электроизмерительных приборов.

Описание измерительной установки: регулируемый источник постоянного тока, комбинированный ампервольтметр Ц4313, комбинированный ампервольтметр М-253, магазин сопротивлений.

Программа работы:

1. Изучить основные термины и понятия метрологии, принципы поддержания единства мер и измерительных приборов и построения поверочных схем средств измерения, классификацию погрешностей измерений и измерительных приборов, методы математической обработки ряда прямых измерений.

2. Изучить принципы действия, основные типы конструкций и основные свойства электроизмерительных приборов непосредственной оценки магнитоэлектрической системы.

3. Изучить принцип расширения пределов измерения электроизмерительных приборов непосредственной оценки. Вывести выражения для расширения пределов измерения амперметра в “n” раз и вольтметра в “m” раз.

4. Собрать схему (рис.1) для исследования способов расширения пределов.

5. Экспериментально подобрать необходимые величины добавочных сопротивлений для двух пределов измерения поверяемого вольтметра.

6. Рассчитать величины добавочных сопротивлений в соответствии с выражениями в процессе подготовки к лабораторной работе (п.3.3) и сравнить рассчитанные и полученные в ходе эксперимента результаты.

7. Заменить поверяемый вольтметр миллиамперметром и экспериментально подобрать величину добавочного сопротивления, необходимого для использования данного миллиамперметра в качестве вольтметра. При этом соблюдать те же меры предосторожности, что и в предыдущем случае.

8. Собрать схему (рис. 2) для исследования способов расширения пределов измерения амперметров.

9. Экспериментально подобрать значения сопротивления шунта, необходимые для расширения пределов измерения миллиамперметра на двух пределах измерения.

10. Рассчитать величины шунтов в соответствии с выражениями в процессе подготовки к лабораторной работе (п.3.3) и сравнить рассчитанные и полученные в ходе эксперимента результаты.

11. Заменить поверяемый миллиамперметр милливольтметром и экспериментально подобрать величину шунта, необходимого для использования данного милливольтметра в качестве миллиамперметра. При этом соблюдать те же меры предосторожности, что и в предыдущем случае.

12. По данным измерений п.п. 3.5 - 3.11 вычислить внутреннее сопротивление поверяемого прибора на каждом из исследуемых пределов измерения. Сделать выводы о внутренней измерительной схеме исследуемого многопредельного (комбинированного) прибора.

13. Используя данные измерений и результаты их обработки, оформить отчет по лабораторной работе в соответствии с требованиями, приведенными в приложении 1.

Основные расчетные формулы:

Результаты экспериментальных исследований:

Составили схему (рис. 1) для исследования способов расширения предела измерения вольтметра.

Рис. 1. Схема для исследования способов расширения предела измерения вольтметра: РИПН – регулируемый источник постоянного напряжения; К – ключ; VОА, VП - образцовый аналоговый и поверяемый вольтметры; RM – магазин сопротивлений.

1. Расширить пределы измерения вольтметра

U = 1,5 В, U_о1 = 75 мВ, R_доб = 1750 Ом

U = 1,5 В, U_о2 = 750 мВ, R_доб = 910 Ом

2. Построить вольтметр на базе амперметра

U = 1,5 В, I_о1 = 3,0 мА, U_о1 = 60 мВ, R_доб = 510 Ом

Результаты расчета:

1. 

Является близким значением к показаниям прибора.

Является близким значением к показаниям прибора.

2. 

Является близким значением к показаниям прибора.

Составили схему (рис. 2) для исследования способов расширения предела измерения амперметров.

Рис. 2. Схема для исследования способов расширения предела измерения амперметра: РИПН – регулируемый источник постоянного напряжения; К – ключ; mAО, mAП – образцовый и поверяемый миллиамперметры. RM – магазин сопротивлений. mAО, mAП – образцовый и поверяемый амперметры.

3. Построить амперметр на базе вольтметра

I = 150 мА, U_о3 = 75 мВ, R_ш = 0,426 Ом

4. Расширить пределы измерения амперметра

I = 150 мА, I_о2 = 1,5 мА, R_ш = 0,115 Ом

I = 150 мА, I_о3 = 3 мА, R_ш = 0,208 Ом

Результаты расчета:

3. 

Не совпадает с экспериментальными значениями.

4. 

Не совпадает с экспериментальными значениями.

Не совпадает с экспериментальными значениями.

Внутренняя измерительная схема поверяемого прибора в случае использования милливольтметра в качестве миллиамперметра. Комбинированный многопредельный прибор представляет собой высокочувствительную головку (миллиамперметр) и систему внутренних шунтов и добавочных сопротивлений, снабженных переключателями, что и позволяет устанавливать разные пределы измерения и разные режимы (вольтметра и амперметра).

Рис. 3. Внутренняя схема поверяемого прибора

Прибор снабжен двумя переключателями: переключатель режима (миллиамперметр / вольтметр) и переключателем расширения пределов измерения (в 1 / 2 / 10 раз). Переключатель режимов управляет ключами 1 и 4, направляя ток через сопротивления (миллиамперметр) или через (вольтметр), переключатель пределов измерения управляет ключами 2 и 5 (при переключении 1-2 или 2-1) и ключами 3 и 6 (при переключении 2-10 или 10-2).

Вывод: в ходе лабораторной работы подобрали добавочное сопротивление для вольтметра и сопротивление шунта для амперметра при разных пределах измерений поверяемого прибора. Рассчитали сопротивление поверяемого прибора для всех случаев. Установили внутреннюю схему вольтметра при использовании его в качестве миллиамперметра, вывели формулу и рассчитали его сопротивление и начальное сопротивление шунтирующей цепи.