Рис.6.

Для расширения пределов измерения вольтметра последовательно с вольтметром включа-

где U - полное подводимое напряжение, UV - падение напряжения, приходящееся на вольтметр.

Если необходимо измерить вольтметром в n раз большее напряжение, то последовательно к нему подключают добавочное сопротивление, величина которого связана с со-

где rдоб - добавочное сопротивление, rV - сопротивление вольтметра.

Гальванометраминазывают чувствительные приборы, служащиедля измерения весьма малых токов, напряжений и количества электричества. По принципу действия и устройству гальванометры бывают магнитоэлектрические с подвижным магнитом, струнные, термогальванометры и электродинамометры. Чаще всего гальванометры применяются для измерения тока и напряжения в цепях постоянного тока. Подсоединив к ним шунт или добавочное сопротивление, их превращают в амперметр или вольтметр с соответствующими пределами измерений.

4. Расчет погрешности измерения электроизмерительного прибора

Расчёт абсолютной погрешности электроизмерительного прибора принято проводить одним из двух способов.

1.Если на шкале электроизмерительного прибора указан класс точности, то абсолютную погрешность измерения прибором физической величины находят по формуле:

где- γ- класс точности, выраженный в %; А- диапазон измерения электроизмерительного прибора.

2.Если класс точности прибора не указан, то абсолютная погрешность измерения берется равной:

•половине цене деления шкалы прибора, для случая, хороших условий измерения;

•цене деления шкалы, для случая, плохих условий измерения.

Предел измерения А означает: для приборов с односторонней шкалой - верхний предел измерения; для приборов с двухсторонней шкалой – сумма пределов измерений по левой и правой частям шкалы.

ЗАПИСЬ ОКОНЧАТЕЛЬНОГО РЕЗУЛЬТАТА ИЗМЕРЕНИЙ Окончательный результат измерения должен быть представлен в стандартной форме за-

писи. Для этого:

1)абсолютную погрешность измерения округляют до первой значащей цифры, если она не единица;

2)если первая значащая цифра в абсолютной погрешности единица, то абсолютную погрешность представляют в виде числа с двумя значащими цифрами;

3)результат измерения округляют до того разряда, до которого округлена абсолютная погрешность;

4)результат измерения должен содержать до запятой одну значащую цифру.

Например: a =0,000381≈0,0004 (м); <a >=0,06243≈0,0624 (м);

a =(<a >± a) =(6,24 ±0,04) 10−2 (м)

Пусть в лабораторной работе измеряют силу тока в цепи амперметром, класс точности которого γ=2,5%, а прибор показывает, что величина силы тока в цепи 2 А. Шкала прибора односторонняя, диапазон измерения равен 5 А. В этом случае погрешность измерения прибора, согласно соотношению (1) будет равна:

Абсолютная погрешность измерения это величина, всегда имеющая ту же единицу измерения, что и измеряемая физическая величина. Стандартная форма записи окончательного результата имеет вид:

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Принципиальная схема экспериментальной установки приведена на рисунке 7.

К выходным гнездам источника тока подключают электрическую цепь, составленную из соединенных последовательно реостата (сопротивления нагрузки) и амперметра постоянного тока и переключателя П. Параллельно сопротивлению нагрузки подключают лабораторный вольтметр. Для изменения диапазонов измерения электроизмерительных приборов к ним подключают либо шунт, либо добавочное сопротивление (рис.2).

Порядок выполнения лабораторной работы

Упражнение 1: составление технического паспорта электроизмерительного при-

бора. Внимательно прочитайте методические указания к лабораторной работе.

Рассмотрите условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов и занесите необходимые сведения в бланк отчета по упражнению 1.

Упражнение 2: расширение диапазона измерения электроизмерительных прибо-

ров.

Для этого:

1.Собрать электрическую схему установки согласно рисунку 7, установив переключатель П в положение 1 . После проверки электрической схемы инженером подключить её к

сети с напряжением 36 В. Измерьте величины силы тока- I1 в цепи и напряжения на нагрузке U1 и занесите их значения в бланк отчета упражнения 2.

I

A

V R

Рис. 7

2.Соберите электрическую схему лабораторной работы согласно рисунку 8. Включите выпрямитель и установив переключатель П в положение 2 и измерьте значения сил то-

ка - I2 и напряжения на нагрузочном сопротивлении- U2, занесите их значения в бланк отчета упражнения 2.

rА

А

V

R

Рис. 8.

3.Согласно расчетным формулам (1 и 2) рассчитайте величину коэффициентов изменения пределов ЭИП и занесите их значения в бланк отчета упражнения 2.

4.Согласно расчетным формулам (3 и 4) рассчитайте величины сопротивлений шунта и добавочного сопротивления и занесите их значения в бланк отчета упражнения 2.

5.Запишите вывод о выполненных заданиях в бланке отчета.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Что значит измерить электрическую величину?

2.Что называется измерительным прибором?

3.Как классифицируют измерительные приборы?

4.Что такое абсолютная погрешность прибора?

6.Что такое класс точности прибора?

7.Какие классы точности приборов Вы знаете?

8.Какие условные обозначения наносят на шкалу?

9.Как их расшифровывать? Составьте подробную техническую характеристику предложенного прибора.

10.Что такое цена деления, чувствительность и предел измерения прибора?

11.Какие типы электроизмерительных систем Вы знаете?

12.Объясните принцип действия этих систем.

13.Какие достоинства и недостатки имеют каждая из перечисленных вами электроизмерительных систем?

14.Как включается в цепь амперметр и вольтметр?

15.Почему амперметр должен иметь малое внутреннее сопротивление?

16.Почему вольтметр должен иметь большое сопротивление?

17.Как расширить пределы измерения амперметра?

18.Как расширить пределы измерения вольтметра?

19.Можно ли при измерениях амперметр включать в цепь параллельно? 20.Можно ли при измерениях включать вольтметр в цепь последовательно? 21.Проведите расчет величины шунта.

22.Проведите расчет добавочного сопротивления 23.Можно ли гальванометром измерить большие токи и напряжения?

24.Каков общий порядок проведения электрических измерений?

Литература

1.Савельев И В. Курс общей физики. Т.2. М.: Наука, 1982, 480 с.

2.Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1970,666 с.

3.Фремке А.В. Электрические измерения. Л.: Энергия, 1973,356 с.

Потёмкина Лариса Олеговна

"МЕТОДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ"

Методические указания к лабораторной работе

Подписано в печать 28.02.2005. Формат 60x84/16 Печать оперативная. Усл.п.л.1. Уч.-изд. л. 1,5.

Тираж 100 экз.

Тольяттинский государственный университет Тольятти, Белорусская, 14