Сравнительные характеристики электрических приборов

Тип средства измерений	Диапазон измеряемых величин	Пределы измерений	Класс точности	Внутреннее (входное) сопротивление
М254 миллиамперметр пост. тока	0 … 60 мА	0,6 мА 1,5 мА 6,0 мА 15 мА 60 мА	0,5	90 Ом 50 Ом 12 Ом 5 Ом 0,7 Ом
Э523 миллиамперметр	0 … 20 мА	5 мА 10 мА 20 мА	0,5	2400 Ом 600 Ом 150 Ом
М252 вольтметр пост. тока	0…30 В	30 В	0,5	30 кОм
Э515 вольтметр	0 … 60 В	7,5 В 15 В 30 В 60 В		100 Ом 200 Ом 1200 Ом 2400 Ом
Нормы точности измеряемой величины согласно исходным данным:
Тип средства измерений	Диапазон измеряемых величин	Пределы измерений	Класс точности	Внутреннее (входное) сопротивление
М254 миллиамперметр пост. тока	0 … 60 мА	6,0 мА	0,5	12 Ом
М252 вольтметр пост. тока	0…30 В	30 В	0,5	30 кОм

Значение сопротивления R_х :

для схемы рис.1а:

(1)

для схемы рис. 1б:

(при ) (2)

Экспериментально определяемое значение сопротивления находится расчетным путем, согласно закону Ома:

(3)

Таким образом, абсолютные поправки к показанию, определенному согласно (3), для схем (а и б) соответственно составляют:

(4)

(5)

Максимально допустимое абсолютное отклонение показания, определяемого по формуле (3), от измеряемого сопротивления находится по формуле:

(6)

где максимально допустимое относительное отклонение показания от измеряемого сопротивления определяется по формуле:

(7)

где и– максимально допустимые относительные отклонения показаний используемых средств измерений от измеряемого тока и напряжения, определяемые с учетом классов точности средств измерений, показаний и выбранных пределов измерений и рассчитываются по формулам:

(8)

(9)

где - класс точности миллиамперметра;- класс точности вольтметра.

С учетом внесённой поправки , классов точности средств измерений и полученных показаний можно определить пределы, в которых находится значение измеряемого сопротивленияR по формуле:

(10)

1.3. Расчет

При заданном законе изменения напряжения на входе цепи ток в цепи в установившемся режиме имеет две составляющие (постоянную и переменную):

Обе составляющие могут быть рассчитаны по исходным данным с помощью законов Ома и Кирхгофа.

Постоянная составляющая пульсирующего тока :

Комплексное сопротивление цепи для схемы RL определяется по формуле:

Модуль этого выражения:

Амплитудное значение переменной составляющей пульсирующего тока:

Для решения поставленной измерительной задачи выберем миллиамперметр Э59/140 с пределом измерения 250 мА. Его параметры:

диапазон измеряемых величин: 0….1000мА

пределы измерений: 250мА, 500мА, 1000мА

диапазон частот, ГЦ: 45…. 1500

класс точности: 1,0

внутреннее( входное) сопротивление : 0.7 Ом , 0.2 Ом ,0.05 Ом

индуктивность обмотки, мГн, не более: 2.9 , 0.2 , 0.06

Среднеквадратическое значение переменной составляющей пульсирующего тока :

Среднеквадратическое значение переменной составляющей всего пульсирующего тока :

Примем расчётные значения иза показания соответствующих приборов . Далее следует вспомнить особенности использования электромеханических амперметров различных систем-магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической. Амперметры магнитоэлектрической системы годны для измерения только постоянных токов. Они включаются последовательно с нагрузкой.

Пределы, в которых находиться измеряемая постоянная составляющая пульсирующего тока:

где -показание амперметра магнитоэлектрической системы;

-абсолютная детерминированная поправка к показанию амперметра за счёт влияния внутреннего активного сопротивления амперметра;

-максимально допускаемое абсолютное отклонение показания амперметра магнитоэлектрической системы от измеряемого значения.

Абсолютная поправка к показанию в данном случае может быть определена по формуле:

Максимально допускаемое абсолютное отклонение показаний амперметра от измеряемого значения может быть определенна по формуле:

Среднеквадратическое значение всего пульсирующего тока может быть изменено с помощью амперметра электромагнитной или электродинамической системы, которые годны для использования в цепях переменного и постоянного тока, и показания которых определяються выражением:

Выбор амперметра электромагнитной системы или электродинамической системы определяется наличием внешнего магнитного поля, при его наличии следует применять астатический прибор.

Среднеквадратическое значение переменной составляющей пульсирующего тока может быть измерено при помощи двух приборов , измеряющих соответсвенно постоянную составляющую и среднеквадратическое значение пульсирующего тока с предыдущим вычислением по формуле:

Среднеквадратическое значение переменной составляющей пульсирующего тока находиться в пределах :

где -абсолютная детерминированная погрешность к показанию:

Второй вариант решения поставленной измерительной задачи: выберем вольтметр электронный В3-57 .Его параметры:

диапазон измеряемых напряжений, В: …300

диапазон частот измеряемых напряжений: 5….5*10^-6

класс точности: 2,5

входное сопротивление, МОм не менее : 4

входная ёмкость , пФ ,не более:15(1…300В)

тип детектора; градуировка шкалы; вид входа:ДСК; СК;U_{ск sin} ЗВ

Далее найдём пределы измеряемой величины для данного вольтметра

Пределы, в которых находиться измеряемая постоянная составляющая пульсирующего тока:

где -показание вольтметра;

-абсолютная детерминированная поправка к показанию вольтметра за счёт влияния вхoдного сопротивления R =4 МОм вольтметра, которое подключается к схеме параллельно;

-максимально допускаемое абсолютное отклонение показания вольтметра от измеряемого значения.

Абсолютная поправка к показанию в данном случае может быть определена по формуле:

Максимально допускаемое абсолютное отклонение показаний вольтметра от измеряемого значения может быть определенна по формуле:

Среднеквадратическое значение переменной составляющей пульсирующего тока может быть измерено при помощи двух приборов , измеряющих соответсвенно постоянную составляющую и среднеквадратическое значение пульсирующего тока с предыдущим вычислением по формуле:

Среднеквадратическое значение переменной составляющей пульсирующего тока находиться в пределах :

где -абсолютная детерминированная погрешность к показанию: