Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лабы / Лабораторная работа 3

.docx
Скачиваний:
90
Добавлен:
29.09.2018
Размер:
82.18 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Подразделение НОЦ И.Н. Бутакова ИШЭ

Направление 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Исследование метрологических характеристик и поверка амперметра с электромагнитной системой

Отчет по лабораторной работе №3

Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация»

Выполнили студенты гр. 5А6П Кошкин Д.Р.

Жабровец А.А.

«___» ___________2018 г.

Проверил доцент Медведев В.В.

«___» ___________2018 г.

Томск – 2018

Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия амперметра с электромагнитной системой, освоить методику проведения поверки электромагнитного амперметра.

Задачами лабораторной работы являются:

  1. изучение принципа действия амперметра с электромагнитной системой;

  2. исследование метрологических характеристик амперметра;

  3. проведение поверки амперметра;

  4. 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 (рисунок 1, а), либо с круглой катушкой (рисунок 1, б). Плоскую неподвижную катушку (рисунок 1, а) наматывают обычно из толстой проволоки 1 на неферромагнитный каркас 2 так, что внутри нее 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 (рисунок 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

Чувствительность электромагнитного прибора зависит от значения измеряемого тока. При измерениях малых токов она мала настолько, что начало шкалы (10-15 % шкалы) даже не градуируют. Электроизмерительный механизм амперметра чувствителен к внешним электромагнитным излучениям, поэтому он, как правило, экранируется ферромагнитным экраном.

К достоинствам электромагнитных механизмов относятся: пригодность для работы в цепях как постоянного, так и переменного тока; простота конструкции; способность выдерживать большие перегрузки за счет отсутствия токопроводов к подвижным частям; возможность измерения больших токов.

Недостатками электромагнитных приборов являются: неравномерная шкала; невысокая чувствительность; подверженность влиянию изменения частоты, а также влиянию внешних магнитных полей и температуры; сравнительно большое энергопотребление; невозможность достижения высокой точности.

Ход работы

Для снятия метрологических характеристик электромагнитного вольтметра необходимо собрать схему, приведенную на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема экспериментальной цепи

1. Повернули регулятор Автотрансформатора против часовой стрелки до упора (установили указатель на отметку «0»).

2. Установили переключатель режима работы Мультиметра в положение измерения переменного тока, предел измерения 200 mA.

3. Соединили проводником контакт К1 выхода автотрансформатора с измерительным контактом mА мультиметра.

4. Соединили проводником общий измерительный контакт Мультиметра СОМ с измерительным контактом К1.1 поверяемого амперметра панели «Приборы магнитоэлектрические».

5. Соединили проводником измерительный контакт К2.1 выхода поверяемого амперметра панели «Приборы магнитоэлектрические» с контактом К1.1 активной нагрузки панели «Блок нагрузок».

6. Соединили проводником контакт К2.1 активной нагрузки панели. Включили электропитание лабораторной установки (установили переключатели сетевых автоматов АВ1 и АВ2 вверх), мультиметр.

Расчет метрологических характеристик

Абсолютная погрешность для прямого и обратного хода соответственно вычисляется по формулам:

= ­– ,

= ­– ,

где – отсчет по рабочему эталону при увеличении показаний прибора, мА;

– отсчет по рабочему эталону при уменьшении показаний прибора, мА;

– значение тока, соответствующее отметке шкалы, мА.

Вариация прибора вычисляется по формуле:

V = ­– .

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности определяется по формуле:

,

где верхний предел поверяемого амперметра, мА;

– нижний предел поверяемого амперметра, мА;

– класс точности.

Рассчитываем для отметки шкалы 20 мА:

Для отметки 30 мА:

Для отметки шкалы 40 мА:

Для отметки шкалы 50 мА:

Для отметки шкалы 60 мА:

Для отметки шкалы 70 мА:

Для отметки шкалы 80 мА:

Таблица 1 - Полученные данные

Отметка шкалы, мА

Отсчет по рабочему эталону, мА

, мА

Вариация, мА

Прямой ход

Обратный ход

Прямой ход

Обратный ход

20

21,06

21,22

1,06

1,22

-0,16

30

31,76

32,01

1,76

2,01

-0,25

40

41,66

41,65

1,66

1,75

0,01

50

51,26

51,14

1,26

1,14

0,12

60

61,85

62,07

1,85

2,07

-0,22

70

71,4

71,41

1,4

1,41

-0,01

80

81,97

82,25

1,97

2,25

-0,28

Графическое представление определяемых зависимостей

Рисунок 3 - Графики зависимости абсолютной погрешности прямого и обратного ходов от измеряемой величины

Рисунок 4 - 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 CZ – 96 с электромагнитной системой. Класс точности прибора 1,5. Предел измерения прибора 200 мА. Отсчет проводился по рабочему эталону типа MY64 с пределом измерения 200 мА.

Отметки шкалы, мА

Отсчет по рабочему эталону, мА

Абсолютная погрешность, мА

Вариация прибора

Прямой ход

Обратный ход

Прямой ход

Обратный ход

20

21,06

21,22

1,06

1,22

-0,16

30

31,76

32,01

1,76

2,01

-0,25

40

41,66

41,65

1,66

1,75

0,01

50

51,26

51,14

1,26

1,14

0,12

60

61,85

62,07

1,85

2,07

-0,22

70

71,4

71,41

1,4

1,41

-0,01

80

81,97

82,25

1,97

2,25

-0,28

Допускаемая абсолютная погрешность прибора 2,7 мА.

Максимальная абсолютная погрешность прибора 2,25 мА.

Допускаемая вариация прибора 2,7 мА.

Максимальная вариация прибора 0,12 мА.

Вывод: прибор годен для измерений.