Задание

3. Изучить основные узлы и детали электромеханических измерительных механизмов.

4. Изучить конструкцию, принцип действия, достоинства и недостатки, область применения электромеханических измерительных механизмов. /1; 2; 3/.

3. В отчет привести конструкцию, принцип действия, достоинства и недостатки, область применения, уравнение преобразования электромеханических измерительных механизмов.

Контрольные вопросы

1. Назовите виды электромеханических измерительных механизмов.

2. Перечислите основные узлы электромеханического измерительного механизма.

3. Назовите область применения электромагнитного прибора.

4. Расскажите принцип действия электростатического прибора.

5. Приведите уравнение преобразования магнитоэлектрического логометра?

6. Приведите достоинства и недостатки электродинамического прибора.

Литература: /1; 2; 3; 4; 5; 7/. Лабораторная работа 3 измерение силы тока. Поверка амперметра

Цель: ознакомится с методами измерения силы тока, устройством и техническими характеристиками амперметров, их градуировкой и расширением пределов измерения, способами поверки показаний.

Основные сведения

Для измерения силы тока применяются измерительные приборы непосредственной оценки магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, выпрямительной и термоэлектрической систем /I3/. В зависимости от назначения, показывающие измерительные приборы подразделяются на образцовые и рабочие. Так как с течением времени и в ходе эксплуатации электроизмерительных приборов точность и постоянство показаний не остаются стабильными, все средства измерения подлежат обязательной периодической проверке, при которой оцениваются наиболее важные метрологические характеристики и делается заключение о возможности их дальнейшего использования.

Отклонение результата от истинного значения измеряемой ФВ называется погрешностью измерения.

Абсолютная погрешность средства измерения (СИ) – это разность между текущим показанием Хп и истинным значением измеряемой ФВ, которое на практике зачастую остаётся неизвестным и вместо которого используют действительное значение Xд:

(3.1)

Относительная погрешность СИ – отношение абсолютной погрешности к истинному или действительному значению измеряемой ФВ, выраженное в процентах. На практике допустимо относить абсолютную погрешность к показанию измерительного прибора, %:

= или = (3.2)

П риведенная погрешность СИ – отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению Х_н:

= (3.3)

Нормирующее значение – условно принятое значение, которое для приборов с односторонней равной или степенной шкалой соответствует верхнему пределу измерений, а для приборов с двусторонней шкалой (нулевая отметка находится внутри рабочей части) – арифметической сумме конечных значений без учёта их знака.

ГОСТ 22261-76 определяет основную погрешность как погрешность СИ, используемой в нормальных условиях. Дополнительная погрешность СИ представляет собой измерение погрешности СИ, вызванное отклонением одной из влияющих величин от нормального значения или выходом её за пределы нормальной области значений.

По зависимости от измеряемой величины Х погрешность измерительных приборов подразделяются на мультипликативные (зависящие от Х) и аддитивные (не зависящие от Х).

Абсолютная суммарная погрешность _сум (при линейной зависимости мультипликативной погрешности от измеряемой величины):

_сум=_ад+_м=_ад ∙X_n+_m∙x (3.4)

где _ад= - приведенное значение аддитивной погрешности;

- относительное значение мультипликативной погрешности.

Относительная суммарная погрешность:

, (3.5)

где .

Отношение постоянных чисел C и D определяет класс точности, который должен удовлетворить условию

. (3.6)

Класс точности – обобщенная характеристика СИ, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами СИ, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды измерений.

Для аналоговых приборов класс точности чаще всего нормируется в виде предела допускаемой приведенной погрешности и выбирается из ряда чисел:

где n = 1; 0; -1; -2 и т.д.

В таблице 3.1 приведены правила построения и примеры обозначений классов точности на СИ согласно ГОСТ 8.401-80.

Таблица 3.1 – Погрешности средств измерения

Форма выражения погрешности	Пределы допускаемой основной погрешности	Пределы допускаемой основной погрешности, %	Обозначения класса точности на СИ
Приведенная	По выражению (3.3) если: нормирующее значение выражено в единицах измеряемой величины; нормирующее значение определяется длинной шкалы;	γ = ± 1 γ = ± 0,5	1 0,5
Относительная	По выражению (3.2) По выражению (3.5)	δ = ± 0,5	0,5 0,02/0,01

Соответствие классу точности устанавливается путем определения основных погрешностей при сравнении показаний поверяемого прибора с показаниями более точного, образцового прибора (метод сличения). Данное средство измерения  класса точности А поверяют по образцовому прибору  класса точности Б, например, - приделы допускаемых приведенных погрешностей и . При поверке измерительного прибора, как правило, должно выполнятся условие:

БА; (3.7)

где и - соответственно нормирующее значение шкалы поверяемого и образцового приборов.

Кроме этого условия, необходимо учитывать при поверке систему образцового прибора и вариацию его показаний, которая не должна превышать половины допускаемой основной погрешности.

Вариация показаний прибора – наибольшая возможная разность показаний при одном и том же значении измеряемой величены. Вариация показаний определяется при плавном подходе стрелки к испытуемой отметки, а второй раз от конечной отметок шкал.

При поверки приборов магнитоэлектрической системы в качестве образцовых следует применять приборы такой же системы, а при поверке электромеханических приборов других систем в качестве образцовых рекомендуется применять приборы электродинамической системы, так как они обладают наивысшей точностью. Широко применяются при поверке в качестве образцовых приборы электростатической и электронной систем, а также цифровые приборы.

Если погрешность поверяемого прибора, то поверяемое средство  соответствует своему классу точности А. Если хотя бы одна из погрешностей поверяемого прибора, то поверяемый прибор не соответствует своему классу точности.

Если погрешность поверяемого средство измерения (СИ) находится в зоне между и (рис.3.1), то для установления соответствий данного прибора своему классу точности необходимо провести дополнительные испытания, например, ввести поправки в показания образцового прибора, использовать другой, более точный, образцового прибор или повторно поверить по второму экземпляру и определить результат измерения как среднее арифметическое.

Рисунок 3.1 – Результаты поверки средства измерения силы тока

В ходе проверяется также время установления показаний или тот промежуток времени, прошедший с момента подключения или изменения измеряемой величины до момента, когда отклонение указателя от установившегося значения не превышает 1,5% длины шкалы. Для большинства типов показывающих приборов время установления показаний не превышает 4 с, а для термоэлектрических приборов не более 6 с.

К метрологическим характеристикам измерительных приборов также относятся чувствительность, потребляемая мощность, надежность и другие.

Рисунок 3.2 – Схема поверки амперметра

Задание

1. Изучить магнитоэлектрического измерительного механизма и его характеристики /1; 2; 3;/.

2. Ознакомится с методикой поверки средств измерения силы тока и провести поверку амперметра в соотвествии с изложенной методикой.