Министерство науки и высшего образования Российской
Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»
Инженерная школа энергетики
Отделение электроэнергетики и электротехники
13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
«Поверка амперметра с электромагнитной системой»
лабораторная работы №2
Вариант 3
по дисциплине:
Метрология, стандартизация и сертификация
Выполнил: студент группы 5А94 |
|
Милёшкин А.А. |
|
|
Проверил: Кандидат технических наук, доцент |
Кравченко Е. В. |
Томск – 2022
Цель: изучить конструкцию и принцип действия амперметра с электромагнитной системой, освоить методику проведения поверки электромагнитного амперметра.
Задачи:
изучение принципа действия амперметра с магнитоэлектрической системой;
исследование метрологических характеристик амперметра;
проведение поверки амперметра;
обработка результатов поверки.
Принцип действия амперметра с электромагнитной системой
Электромагнитный прибор имеет электроизмерительный механизм с неподвижной катушкой, по обмотке которой протекает измерительный ток и один или несколько ферромагнитных сердечников, установленных на оси.
Электромагнитные приборы изготавливают либо с плоской катушкой (рис. 1, а), либо с круглой катушкой (рис. 1, б). Плоскую неподвижную катушку (рис. 1, а) наматывают обычно из толстой проволоки 1 на неферромагнитный каркас 2 так, что внутри не образуется воздушный зазор. Рядом с зазором располагают ферромагнитную пластинку 7, ось пластинки расположена асимметрично, на оси крепят стрелку 8 прибора, перемещающуюся вдоль шкалы 3 прибора. На оси укреплены противодействующая пружина 6 и алюминиевый сектор 5, который может поворачиваться в поле постоянного магнита 4.
Электромагнитный прибор с круглой катушкой устроен следующим образом. Из толстой проволоки намотана круглая катушка 10 (рис. 1, б) с воздушным центральным зазором. Внутри зазора неподвижно расположена ферромагнитная пластина 11, а на оси закреплена вторая, но уже подвижная ферромагнитная пластина 12. На оси пластины 12 закреплены противодействующая пружинка 13 и стрелка 14 прибора. Для создания противодействующего момента закрепляют на оси алюминиевый сектор и устанавливают постоянный магнит - на рисунке не показаны.
Рисунок 1 – Электромагнитный измерительный механизм:
а - с плоской катушкой, б - с круглой катушкой
Расчет метрологических характеристик
Абсолютная погрешность для прямого и обратного хода соответственно вычисляется по формулам:
= – , (1)
= – ,
где – отсчет по рабочему эталону при увеличении показаний прибора, мА;
– отсчет по рабочему эталону при уменьшении показаний прибора, мА;
– значение напряжения, соответствующее отметке шкалы, мА.
Вариация прибора вычисляется по формуле:
V = – . (2)
Предел допускаемой основной абсолютной погрешности определяется по формуле:
, (3)
где – верхний предел поверяемого амперметра, мА;
– нижний предел поверяемого амперметра, мА;
– предел допускаемой основной приведенной погрешности поверяемого амперметра, %.
Пример расчета для прямого хода и обратного хода для отметки шкалы 39 мА:
Аналогично производим расчеты для остальных значений и заносим в таблицу 1.
Предел допускаемой основной абсолютной погрешности:
Графическое представление определяемых зависимостей
Графики зависимостей абсолютной погрешности прямого и обратного ходов от значения измеряемой величины показаны на рисунке 2.
Рисунок 2. Графики зависимостей абсолютной погрешности прямого и обратного ходов от значения измеряемой величины
Графики зависимостей значений тока, полученных с помощью рабочего эталона при прямом и обратном ходах, от значений тока, соответствующих отметкам шкалы поверяемого амперметра показаны на рисунке 3.
Рисунок 3. Графики зависимостей значений тока, полученных с помощью рабочего эталона при прямом и обратном ходах, от значений тока, соответствующих отметкам шкалы поверяемого амперметра
Протокол
поверки амперметра типа с электромагнитной системой. Класс точности прибора 1,5, предел измерения 200 мА. Отчет проводился по рабочему эталону типа цифровой амперметр с пределом измерения 200 мА.
Таблица 1. Полученные данные
Отметки шкалы, мА |
Отчет по рабочему эталону, мА |
Абсолютная погрешность, мА |
Вариация прибора |
||||
Прямой ход |
Обратный ход |
Прямой ход |
Обратный ход |
|
|||
39 |
40,04 |
39,94 |
1,04 |
0,94 |
0,1 |
||
49 |
50,67 |
50,5 |
1,67 |
1,5 |
0,17 |
||
59 |
60,3 |
60,2 |
1,3 |
1,2 |
0,1 |
||
69 |
69,8 |
69,78 |
0,8 |
0,78 |
0,02 |
||
79 |
80,77 |
80,65 |
1,77 |
1,65 |
0,12 |
||
89 |
90,82 |
90,82 |
1,82 |
1,82 |
0 |
||
99 |
100,77 |
100,6 |
1,77 |
1,6 |
0,17 |
Предел основной допускаемой Максимальная погрешность
погрешности прибора 3,00 мА. прибора 1,82 мА.
Предел допускаемой Максимальная вариация
вариации прибора 3,00 мА. прибора 0,17 мА.
Вывод: максимальная погрешность прибора не превышает предел основной допускаемой погрешности прибора – прибор годен для измерений.
Заключение
В ходе лабораторной работы изучили конструкцию и принцип действия амперметра с электромагнитной системой, освоили методику проведения поверки электромагнитного амперметра. Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что исследуемый прибор пригоден для измерений.