К озловский / Kozlovsky / I / 1

Цель работы

Научиться определять основные параметры приборов МЭС и расширять пределы измерения постоянного тока и напряжения, определять класс точности прибора.

1 Таблица применяемых приборов

Таблица 1 – Применяемые приборы

№ п/п	1	2	3	4	5
Назначение приборов	Микроам­перметр МЭС	Стенд к практичес­кой работе	Миллиам­перметр образцовый	Вольтметр универ­сальный	Магазин сопроти­влений
Обозначение на схеме	РА1	--	РА2	РV2	Р33
Тип прибора	М228К	--	В7-22А	В7-22А	Р33

2 Теоретическая часть

2.1 Определение тока полного отклонения и внутреннего сопротивления микроамперметра МЭС – РА1.

Схема измерения основных параметров прибора МЭС.

Рисунок 1 – Схема измерения тока полного отклонения РА1 и внутреннего сопротивления РА1

1 – крайнее левое положение регуляторов R9, R7

2 – среднее положение регуляторов R9, R7

3 – крайнее правое положение регуляторов R9, R7

П р и м е ч а н и я

1 Переключатель SA2I

2 Магазин сопротивлений Р33 подключать при измерении R_пр

2.2 Измерение тока полного отклонения РА1

2.2.1 Установить переключатель SА2I

Движок R9 положение 1

Движок R7 положение 1

П р и м е ч а н и е – При определении тока полного отклонения I_N прибора магазин сопротивлений Р33 не подключать

2.2.2 Включить стенд в сеть. Включить тумблер SA3 на стенде «Сеть», убедиться, что светится сигнальная лампочка «Сеть».

2.2.3 Установить резистором R1 «U_пит» на вольтметре РV1 напряжение 10В.

2.2.4 Резисторами R9, R7 установить стрелку прибора РА1 на последнее деление шкалы (цифра 100).

2.2.5 По образцовому прибору РА2 замерить ток полного отклонения I_N. Результат записать в таблицу № 2.

Таблица 2 – Данные прибора МЭС и расчетные данные

Обозначение по схеме	Тип РА1	Система РА1	Класс точно­сти Кпр%	Рабочее положе­ние РА1	Ток полного отклоне­ния РА1 IN мкА	Внутрен­нее сопро­тивле­ние РА1 Rпр Ом	Напряже­ние полного откло­нения РА1 UN	Чувствитель­ность прибора РА1 S дел/мкА	Цена деления шкалы прибора РА1 С мкА/дел
РА1	М288К	МЭС	1,5	_|_	108	1870	0,202	0,463	2,16

2.3 Расчетные формулы

В,

,

,

где: U_N – напряжение полного отклонения прибора РА1;

I_N – ток полного отклонения прибора РА1;

R_пр – внутреннее сопротивление прибора РА1;

S – чувствительность прибора РА1;

N – полное количество делений на шкале прибора РА1;

С – цена деления шкалы прибора РА1.

2.4 Измерение внутреннего сопротивления прибора РА1.

2.4.1 Собрать схему для измерения внутреннего сопротивления прибора РА1, для чего к гнездам «+I» и «-Р» подключить магазин сопротивлений Р33.

2.4.2 Установить резисторами R9, R7 и магазином сопротивлений Р33 ток РА1, равный половине тока полного отклонения I_N прибора РА1 при токе РА1 равном току I_N. В этом случае внутреннее сопротивление РА1 – R_пр равно сопротивлению магазина Р33.

2.5 Расширение пределов измерения постоянного напряжения. Схема многопредельного вольтметра.

SА2U

U_1К

U_2К

U_3К

Рисунок 2 – Схема трехпредельного вольтметра

2.5.1 Зная параметры микроамперметра РА1 и заданные пределы измерения напряжения, рассчитать и собрать схему многопредельного вольтметра.

2.5.2 Формулы для расчета

R_g4=R_пр(К_U1-1)

R_g5=R_пр(К_U2-1)-R_g4

R_g6=R_пр(К_U3-1)-R_g4-R_g5

или

[R_{вх. уд}] Ом/В

2.5.3 Точность резисторов R_g4, R_g5, R_g6 выбрать на 1 – 2 класса выше точности прибора К_пр.

Примечание – Проверку R_g4, R_g5, R_g6 проводить при отключенном напряжении питания стенда SА3 «Отключено»

2.5.4 Резисторы R_g4, R_g5, R_g6 проверить омметром, для этого омметр подключить к клеммам «+U» и «Н», при этом тумблер SA2  U.

2.5.5 Переключателем SA1 для проверки резисторов устанавливать следующие пределы измерений:

U_1K, R_изм = R_g4;

U_2К, R_изм = R_g4+R_g5;

U_3К, R_изм = R_g4+R_g5+R_g6

2.5.6 Данные занести в таблицу № 3

Таблица 3 – Данные прибора МЭС и расчетные данные

Кпр, %	IN, мкА	Rпр, Ом	UN, В	U1K, В	U2K, В	U3K, В	Rg4, кОм		Rg5, кОм	Rg6, кОм	Rвх уд, кОм/В
1,5	108	1870	0,202	5	10	20	расчет	44,4	46,3	92,6	9,04
							действ.	45,2	47,8	94,7

2.6 Расширение пределов измерения постоянного тока.

Схема универсального шунта.

Рисунок 3 – Схема трехпредельного миллиамперметра

П р и м е ч а н и я

1 При измерении величины R1, R2, R3 тумблер SА2 в положение I. SA2I

2 Блок питания отключить, т.е. сопротивлением R1 «U_пит» вывести в лево до отказа, тумблер SA3 в положение «Выкл»

2.6.1 Произвести расчет шунта для расширения пределов измерения по постоянному току.

2.6.2 Расчетные формулы.

Сначала определяем сопротивление всего шунта R_ш=R1+R2+R3, соответствующее наименьшему пределу измерения 5мА

(17)

2.6.3 Затем рассчитываем сопротивления отдельных резисторов, начиная с наибольшего предала R1

(18)

(19)

(20)

2.6.4 Произвести проверку: R1+R2+R3=R_ш

2.6.5 Данные расчетов и измерений занести в таблицу № 4

Таблица 4 – Данные прибора МЭС и расчетные данные

Кпр, %	IN, мкА	Rпр, Ом	I1K. мА	I2K, мА	I3K, мА	R1, Ом		R2, Ом	R3, Ом
1,5	108	1870	100	50	5	расчет	2,06	2,07	37,13
						действ.	2,4	2,4	41,26

R_ш =R1+R2+R3=2,06+2,07+37,13=41,26Ом

2.6.6 Резисторы R1, R2, R3 выбрать с точностью на 1 – 2 класса выше точности РА1.

2.6.7 Величину резисторов R1, R2, R3 измерить омметром, подключив омметр к клеммам «-I», «+I».

2.7 Определение класса точности прибора РА1

2.7.1 Для электроизмерительных приборов существует девять классов точности:

0,02: 0,05; 0,1; 0,2 – образцовые приборы.

0,5; 1,0 – лабораторные приборы.

1,5; 2,5; 4,0 – технические (рабочие) приборы.

2.8 Определение класса точности многопредельного вольтметра.

2.8.1 Собрать схему на рисунке 4 для определения класса точности многопредельного вольтметра

Рисунок 4 – Схема определения класса точности трехпредельного вольтметра

П р и м е ч а н и я

1 Тумблер SA2 в положение U (SA2→U)

2 PV1 – рабочий многопредельный вольтметр

3 PV2 – образцовый вольтметр

4 Начальное положение R9 на 1(R9→1)

2.8.2 Включить в сеть стенд и вольтметр В7–22А. Включить тумблер SA3 “U_пит” в положение «Вкл», должно засветиться индикаторное табло, дать прибору прогреться 15 мин.

2.8.3 На каждом из трех пределов PV1 в пяти точках, увеличивая напряжение предельным сопротивлением R9, сделать по рабочему прибору PV1 и образцовому прибору PV2 замеры.

2.8.4 Произвести расчеты, определить класс точности вольтметра, данные расчетов занести в таблицу № 7.

Таблица 7 – Замеры и расчеты

№ п/п	1	2	3	4	5
U1 Uобр	2 2,02	3 3,02	4 3,99	5 5,06	6 5,96
U2 Uобр	3 3,02	5 4,98	7 6,95	9 8,93	11 10,91
U3 Uобр	10 10,05	12 11,96	14 14,03	16 15,92	18 17,98
Δ1 1, %	0,02 0,4	0,02 0,4	0,01 0,02	0,04 0,08	0,04 0,08
Δ2 2, %	0,02 0,2	0,02 0,2	0,05 0,5	0,07 0,7	0,09 0,9
Δ3 3, %	0,1 0,5	0,04 0,2	0,03 0,15	0,02 0,1	0,01 0,05
max, %	0,9
KV, %	1,0

2.8.5 Формулы для расчета

К_V_max

_max = 1,2

К_V_max = 1,5

2.10 Принципиальная электрическая схема установки к ПР1 № 1

Рисунок 5 – Принципиальная электрическая схема установки к ПР № 1

Вывод

При выполнении практической работы были определены основные параметры исследуемого прибора МЭС. Ток полного отклонения составил 108 мкА, напряжение полного отклонения – 0,202 В, сопротивление прибора –1870 Ом. Прибор имеет три предела измерения по току и допускает измерение токов до 100 мА. Данная возможность обеспечивается шунтами, которые включаются параллельно прибору. При измерении шунтов получились значения – 2,4; 2,4; 41,26 Ом, что не соответствует действительности. Из расчета сопротивления шунтов составляют 2,06; 2,07; 39,13 Ом. Прибор имеет три предела измерения по напряжению и допускает измерять напряжения до 20 В. Это обеспечивается добавочными сопротивлениями включенными последовательно с прибором. Измеренные значения сопротивлений добавочных резисторов приблизительно равны рассчитанным.

В ходе практической работы также был определен класс точности прибора (1,5). Погрешность при определении класса точности минимальна, так как в качестве образцового вольтметра использовался цифровой вольтметр В7-22А, позволяющий измерять напряжения с точностью до тысячных долей.