3.2.10 Выключить стенд в следующем порядке:

- выключить тумблер SA1;

- выключить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3;

- вернуть переключатели ЛАТРа в начальное состояние «0» (левый переключатель в крайне правое положение «0», правый переключатель в крайне правое положение «0»);

- тумблер SA19 в верхнее положение 0,5 А (максимальный диапазон);

- убрать все перемычки.

3.2.11 Определите величину абсолютной Δ и относительной δ погрешностей сопротивления шунта R_Ш1 измерительного прибора PA2 по следующим формулам

,

₍₅₎

где n – коэффициент шунтирования.

,

(6)

где R_Ш1изм – измеренное значение сопротивления шунта.

Δ=R_Ш1-R_Ш1изм., (7)

где Δ – абсолютная погрешность шунта.

, (8)

где Δ – относительная погрешность шунта.

3.2.12 Результаты измерений и вычислений представить в виде таблицы 2. На основании полученных результатов сделать вывод о величине относительной погрешности, вносимой шунтом в измерительную цепь расширяющую пределы измерения амперметра.

Таблица 2 - Результаты расширения пределов измерения амперметра PA2

IPA3, мА	IPA2, мА	n	RA,Ом	RШ1,Ом	RШ1изм,Ом	Δ,Ом	δ,%
40
80
120
160
200

4 Теоретическое обоснование

Резистор, включенный последовательно с измерительным механизмом (ИМ), вращающий момент которого зависит от тока, и используемый для измерения напряжения, называется добавочным резистором. Его основное назначение - преобразовать напряжение в ток.

Ток I₀ в цепи ИМ (рисунок 3) определяется уравнением преобразования

(9)

где U_Х ‑ измеряемое напряжение;

R_ИМ ‑ сопротивление ИМ;

R_Д ‑ сопротивление добавочного резистора.

Р исунок 3 - Схема для использования магнитоэлектрического

измерительного механизма в качестве вольтметра

Добавочные резисторы служат также для расширения пределов измерения по напряжению уже готовых вольтметров и других приборов, например ваттметров, фазометров, имеющих параллельные цепи, включаемые под напряжение.

Если вольтметр имеет номинальный предел измерения U_Н и сопротивление R_ИМ и нужно расширить предел до U’н  Uн, то справедливо равенство

(10)

Отсюда сопротивление резистора

, (11)

где ‑ и обычно называется множителем шкалы.

Добавочные резисторы изготовляются обычно из манганиновой проволоки, намотанной на каркас из изоляционного материала.

У вольтметров с верхним пределом измерения до 300 В добавочные резисторы встраивают внутри корпуса прибора. При устройстве вольтметров с пределом измерения свыше 300 В добавочные резисторы из-за их размеров и по условиям охлаждения устанавливают вне корпуса прибора.

В зависимости от точности подгонки добавочные резисторы подразделяются на классы: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0.

Для использования магнитоэлектрических измерительных механизмов в качестве амперметров используют шунты-резисторы, обладающие сопротивлением во много раз меньше, чем рамка измерительного механизма.

Допустим, амперметр может измерять максимальную силу тока I_А, а нам необходимо измерить силу тока I'. Тогда ток I^' – I_А необходимо пропустить не через амперметр (микроамперметр), а рядом, по параллельной цепи (рисунок 4а).

а) б) в)

Рисунок 4 - Схема для использования магнитоэлектрического

измерительного механизма в качестве амперметра

Такую электрическую цепь, включаемую параллельно амперметру и служащую для расширения пределов измерения амперметра, называют шунтом. В этом случае возникает необходимость рассчитать сопротивление шунта и проградуировать шкалу амперметра в новых значениях силы тока.

Пусть I’ – сила тока, которую необходимо измерить, I_А – максимальная сила тока, которую может измерить амперметр. Тогда I_Ш = I' – I_А – сила тока, которая должна протекать через шунт. Обозначим R_A – сопротивление амперметра, R_Ш – сопротивление шунта. По законам параллельного соединения проводников U_Ш=U_А или I_Ш∙R_Ш=I_А∙R_А. Отсюда, с учетом силы тока через шунт, получим

, (12)

где – коэффициент шунтирования.

Рассчитав по формуле сопротивление шунта, подбираем шунт. Для изготовления шунтов на небольшие токи используют провод из манганина, а на большие – манганиновые пластины (манганин обладает малым температурным коэффициентом сопротивления и поэтому сопротивление шунта почти не изменяется при нагревании протекающим током). Схема подключения многопредельных шунтов на небольшие токи показана на рисунке 4 б).

Шунты на токи до 30 А обычно встраивают внутрь прибора. Для измерения больших токов (до 6000 А) используют приборы с наружными шунтами. Наружные шунты имеют массивные наконечники из красной меди, к которым подключаются токовые и потенциальные зажимы. Шунт представляет собой четырёхзажимный резистор. Два зажима шунта, к которым подводится ток, называются токовыми, а два зажима, с которых снимается напряжение, называются потенциальными. К потенциальным зажимам шунта подключается измерительный механизм. Схема подключения четырёхзажимного шунта показана на рисунке 4 в).

Наружные шунты делают взаимозаменяемыми. Шунты в соответствии с ГОСТ могут иметь номинальное падение напряжения на потенциальных зажимах 10, 15, 30, 50, 60, 75, 300 мВ.

5 Содержание отчёта (отчет по лабораторной работе выполняется на листах формата А4)