Лабораторная работа 1

1.1. Основы электрических измерений

Цель работы: ознакомление с основными техническими средствами электрических измерений с нормированнымим метрологические характеристики, а также в изучении основных характеристик электроизмерительных приборов и оценки погрешности электрических измерений.

Библиографический список

1. Электротехника и электроника, т.3. / Под ред. В.Г. Герасимова. —

М.: Энергоатомиздат, 1996.

2. Касаткин А.С., Немцов В. М. Электротехника. — М.: Энергоатом-

издат, 2000, с. 338-356.

Для измерения основных электрических величин: силы тока I [A], напряжения U [B], мощности Р [Вт], частоты f [Гц] и других служат электроизмерительные приборы различного типа, которые классифицируются

а) по назначению:

— амперметры,

— вольтметры,

— ваттметры,

— частотомеры и т.п.;

б) по роду измеряемого тока:

— постоянный,

— переменный,

— импульсный;

в) по классу точности (Кл): 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0;

г) по принципу действия;

д) по условиям эксплуатации и т.д.

С помощью электроизмерительных приборов (ЭИП) и присоединяемых к ним дополнительных устройств (преобразователей) можно также измерять и неэлектрические величины, например, температуру, давление, влажность и другие.

1.2. Основные электроизмерительные приборы (эип)

1.2.1. Условные обозначения.

Электрические и монтажные схемы

Рис. 1

Амперметр (А) служит для измерения силы тока I [A].Обладает очень малым электрическим сопротивлением (R_A » 0) и включается в электрическую цепь ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО (рис. 1).

Рис. 2

Вольтметр (V) служит для измерения напряжения U [B]. Обладает очень большим электрическим сопротивлением (R_V » ∞, I_V ≈ 0), включается в электрическую цепь ПАРАЛЛЕЛЬНО (рис. 2).

Ваттметр (W) служит для измерения активной электрической мощности P [Вт]. Включается по смешанной схеме, имеет две обмотки: амперметровая, или токовая, обмотка *I―I служит для измерения тока и включается в цепь последовательно, тогда как вольтметровая обмотка, или обмотка напряжения *U―U служит для измерения напряжения и включается в цепь параллельно (Рис 3).

Генераторные зажимы *I, * U ваттметра включаются со стороны источника, который на схемах принято изображать слева.

Рис. 3

1.2.2. Измерение электрических величин:

тока, напряжения, мощности

На рис. 4 покзан общий вид панели многопредельных ЭИП.

Рис. 4 Общий вид панели многопредельных ЭИП

При проведении работ на стенде выполнять измерения необходимо в следующем порядке.

1. Выбрать электроизмерительный прибор (ЭИП) по назначению и роду измеряемого тока.

2. С учетом требуемой точности измерений (допустимой относительной погрешности  %) выбрать ЭИП с соответствующим пределом измерения А_Н (номинальное или нормирующее значение), а в случае многопредельного прибора установить переключатель на выбранный предел измерения.

Примечание. В общем случае для обеспечения более высокой точности измерений следует выбрать прибор (из имеющихся ЭИП) с минимальной относительной погрешностью по условию:

 = Кл  А_Н / А_И = min,

где Кл — класс точности выбираемого измерительного прибора (% ),

А_И — заданное (оценочное) значение измеряемой величины.

Из этого условия следует, что с целью снижения погрешности измерений в случае ЭИП с одинаковым классом точности выбирают прибор, предел измерения А_Н которого является большим ближайшим значением к измеряемой величине А_И (А_Н ≥ А_И,), то есть так, чтобы показания ЭИП были возможно ближе к пределу измерения.

В случае, если ЭИП имеют одинаковый предел измерений, то выбирают прибор более высокого класса точности. В остальных случаях следует руководствоваться приведенной выше формулой.

Примечание. Для ваттметра предел измерения вычисляется как произведение выбранных пределов измерения ваттметра по току и по напряжению

А_Н(W) = А_HI  А_HV [Вт].

3. Определить цену деления шкалы C=AH / N, где N — число делений шкалы ЭИП.

4. Установить прибор в требуемом положении, указанном на шкале ЭИП.

5. Установить стрелку ЭИП на нулевую отметку с помощью корректора.

6. Включить ЭИП в исследуемую электрическую цепь.

7. После проверки преподавателем включить стенд и установить заданный режим.

8. Произвести отсчет числа делений шкалы n, указываемых стрелкой ЭИП (показание ЭИП в делениях шкалы n) и вычислить результат в единицах измеряемой величины

А_И = С  n [А; В; Вт].

9. Снять напряжение, выключить стенд и результаты показать преподавателю.