9

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной физики атмосферы

РУКОВОДСТВО

к лабораторной работе № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

ПРИБОРОВ

по дисциплине: ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ В ГИДРОМЕТСИСТЕМАХ

Санкт.-Петербург

2004 г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

ПРИБОРОВ

I. Цель работы

1. Изучить принцип действия и устройство электромеханических измерительных приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем.

2. Приобрести навыки в оценке погрешностей многократных равноточных измерений.

3. Приобрести навыки в расширении пределов измерений электромеханических измерительных приборов и их градуировки.

4. Освоить методику и приобрести практические навыки в поверке электроизмерительных приборов.

II. Материальное обеспечение

1. Исследуемый прибор магнитоэлектрической системы - вольтметр типа М-106.

2. Исследуемый прибор электромагнитной системы - вольтметр типа АМВ.

3. Образцовый вольтметр класса точности 0.2 с пределами измерения напряжения от 1 В до 250 В типа М-2042 или М-2004.

4. Электронный вольтметр универсальный типа В7-17.

5. Генератор Г3-18.

6. Источник питания Б5-50.

7. Кабель к источникам питания.

8. Соединительные провода.

III. Задание на самостоятельную работу

1. При подготовке к работе изучить материал по темам " Общие сведения о метрологии", "Погрешности измерений" и "Электроизмерителъные приборы '' по учебнику I стр. 6 - 10, 30 - 34, 35 - 44, 48 - 53, 59- 72, 78 - 85 .

2. Подготовить бланк отчета, в который занести название, и цель работы, принципиальные схемы исследуемых цепей и необходимые рас-четные формулы. Схемы измерений приведены на рис.1, 2 и 3.

Для выполнения измерений заготовить таблицы.

2. Ознакомиться с рабочим местом, лицевыми панелями и органами управления лабораторных приборов.

3. Проверить свои знания с помощью контрольных вопросов, приве-денных в конце этих методических указаний.

IV. Задание по работе

1. Выполнить поверку вольтметров магнитоэлектрической и электро-магнитной систем на постоянном токе.

2. Исследовать частотные свойства вольтметра электромагнитной системы.

3. Произвести расширение пределов измерения прибора магнитоэлект- рической системы.

V. Указания к работе

5.1 Поверка вольтметров на постоянном токе.

1. На постоянном токе поверяются вольтметры магнитоэлектрической системы типа М-106 с пределами измерений 3-7, 5-15-30-75-150-300-600 В и электромагнитной системы типа АМВ с пределами измерений 7, 5-15-30-60 В.

2. В качестве образцового вольтметра используется микроампервольт-метр типа М-2004 класса точности 0,2 с пределами измерения напряжения 10-25-50-100-250-500-1000 В.

3. Схема измерений приведена на рис.1.

На схеме приняты обозначения:

• ИП - источник питания Б5-50

• В₀ - образцовый вольтметр М-2004;

• В₁ - исследуемый вольтметр магнитоэлектрической системы М-106;

• В₂ - исследуемый вольтметр электромагнитной системы АМВ.

~

=

ИП

Рис. 1

4. Собрать схему, приведенную на рис.1, предварительно уточнив выводы кабеля блока питания. Собранную схему представить для проверки преподавателю или инженеру лаборатории.

Поверку производить для пределов измерения, заданных преподавате-лем (60 В).

4. Перед проведением измерений, не включая источника питания, провести коррекцию положения стрелок приборов механическим корректором.

5. Измерения выполнять дважды: при увеличении и при уменьше-

нии напряжения во всех оцифрованных точках шкалы прибора. Результат изме-рений занести в таблицы 1 и 2.

4. По результатам измерений определить:

• абсолютную погрешность измерительного прибора

;

• относительную погрешность измерительного прибора

%;

• приведенную погрешность измерительного прибора

%,

где: V_x - измеренное значение напряжения;

V₀ -_- истинное значение напряжения ( принять показания образцово- го прибора);

X_н - нормирующее значение, обычно наибольшее значение рабочей шкалы прибора.

Таблица I

Прибор М-106 №……….., предел изм. 0 - ………В

№ отсчета	V0 , В	При увеличении напряжения				При уменьшении напряжения.
		Vx , B	ΔV , B	δ, %	γ, %	Vx , B	ΔV , B	δ, %	γ, %
I
2
3
4
5
6
7

Таблица 2

Прибор АМВ №……….., предел изм. 0 - ………В

№ отсчета	V0 , В	При увеличении напряжения				При уменьшении напряжения.
		Vx , B	ΔV , B	δ, %	γ, %	Vx , B	ΔV , B	δ, %	γ, %
I
2
3
4
5
6
7

5.2- Исследование частотных свойств вольтметра электромагнитной cистемы

1. Ознакомиться с лицевой панелью вольтметра В7-17 и порядком работы с ним в соответствии с инструкцией по эксплуатации, проверить его работоспособность. Откорректировать положение нуля механическим коррек-тором при выключенном приборе, а затем установить нуль электронного вольт-метра в режимах измерения постоянного, а затем и переменного тока.

Установить режим измерения переменного напряжения 30 В.

2. Источником напряжения разных частот служит генератор звуковой частоты на биениях типа Г3-18.

Ознакомиться с лицевой панелью и органами управления генератора Г3-18. Установить ручку "Сопротивление нагрузки" в положение "600", "Шкалу прибора"- 30 В, "Пределы шкал" - в положение 30 В.

3. Собрать схему,приведенную на рис.2. Собранную схему предста-вить для проверки преподавателю.

4. Установить частоту генератора 50 Гц и с помощью регулятора выходного напряжения установить стрелку испытываемого прибора на отметку 25 В.

5. Записать показание электронного вольтметра и поддерживать его постоянство при измерениях на других частотах.

`

Г3 - 18

Рис.2.

6. Измерения производить на частотах 50, 200, 400, 600, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000 и 5000 Гц.

7. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3

Тип прибора ………… №…………. V_н = …………

№ п/п	Частота Гц	V0 (В7-17) В	Vx (f) (АМВ) В	∆Vx доп. В	ﻵдоп. %
1	50
2	200
3	400
4	600
5	1000
6	1500
7	2000
8	3000
9	4000
10	5000

8. По результатам измерений определить дополнительную абсолютную и дополнительную приведенную погрешности прибора, обусловленные частотными свойствами исследуемого электромагнитного измерительного механизма. Результаты вычислений также занести в таблицу 3. Дополнительные погрешности вычислить по формулам:

• дополнительная абсолютная погрешность

V_доп. = V_x (f) - V_x (f=50);

• ополнительная приведенная погрешность

ﻵ_доп. = %;

где: V_x (f=50) - измеряемое исследуемым прибором напряжение на частоте

f= 50 Гц ;

V_x (f) - измеряемое исследуемым прибором напряжение на частоте отсчета f , превышающей f =• 50 Гц;

V_н - нормирующее / максимальное / значение рабочей части шкалы прибора.

9. Напряжение V₀ измеряется универсальным электронным вольтметром, рассчитанным на работу в значительно более широком диапазоне частот, чем измерительный механизм электромеханической системы. В диапазоне частот от 50 Гц до 5000 Гц его погрешностью можно пренебречь. При измерениях в ходе этой работы электронный вольтметр используется в качестве индикаторного, с помощью которого поддерживается постоянство выходного напряжения генератора Г3-18.

10. Построить график зависимости ﻵ_доп от частоты f. По оси частот целесообразно выбрать логарифмический масштаб.

5.3. Расширение пределов измерения прибора магнитоэлектрической системы.

1. Собрать схему по рисунку 3.

Rg

VV

Рис.3.

V_k - контрольный вольтметр ( М-2004 );

V_x - испытуемый вольтметр ( АМВ );

R_g - добавочное сопротивление.

2. Установить предел измерения контрольного прибора на 75 В, а испытуемого вольтметра на 30 В.

3. Рассчитать величину добавочного сопротивления по формуле:

R_g = R_в (n - 1),

где: R_в - сопротивление вольтметра;

n - коэффициент расширения предела измерения ( в данном случае n = 2,5 )

4. На магазине сопротивлений выставить рассчитанное добавочное сопротивление.

5. Ручками "ГРУБО" и "ПЛАВНО" добиться точной установки стрелки контрольного прибора на 75 В.

6. С помощью магазина сопротивлений добиться установки стрелки испытуемого прибора на конец шкалы.

7. Произвести градуировку шкалы вольтметра с добавочным сопротивлением до 75 В. Данные измерений занести в таблицу 4.

Таблица 4

U, В	U0 , дел.	U0 , В	Ux , дел.	Ux , В
75
70
60
50
40
30
20
10
0