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
Изучить принцип действия и устройство электромеханических измерительных приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем.
Приобрести навыки в оценке погрешностей многократных равноточных измерений.
Приобрести навыки в расширении пределов измерений электромеханических измерительных приборов и их градуировки.
Освоить методику и приобрести практические навыки в поверке электроизмерительных приборов.
II. Материальное обеспечение
Исследуемый прибор магнитоэлектрической системы - вольтметр типа М-106.
Исследуемый прибор электромагнитной системы - вольтметр типа АМВ.
Образцовый вольтметр класса точности 0.2 с пределами измерения напряжения от 1 В до 250 В типа М-2042 или М-2004.
Электронный вольтметр универсальный типа В7-17.
Генератор Г3-18.
Источник питания Б5-50.
Кабель к источникам питания.
Соединительные провода.
III. Задание на самостоятельную работу
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 .
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.
Ознакомиться с рабочим местом, лицевыми панелями и органами управления лабораторных приборов.
Проверить свои знания с помощью контрольных вопросов, приве-денных в конце этих методических указаний.
IV. Задание по работе
Выполнить поверку вольтметров магнитоэлектрической и электро-магнитной систем на постоянном токе.
Исследовать частотные свойства вольтметра электромагнитной системы.
Произвести расширение пределов измерения прибора магнитоэлект- рической системы.
V. Указания к работе
5.1 Поверка вольтметров на постоянном токе.
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.
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.
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
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).
Перед проведением измерений, не включая источника питания, провести коррекцию положения стрелок приборов механическим корректором.
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.
По результатам измерений определить:
абсолютную погрешность измерительного прибора
;
относительную погрешность измерительного прибора
%;
приведенную погрешность измерительного прибора
%,
где: Vx - измеренное значение напряжения;
V0 -- истинное значение напряжения ( принять показания образцово- го прибора);
Xн - 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
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.
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.
Собрать схему,приведенную на рис.2. Собранную схему предста-вить для проверки преподавателю.
Установить частоту генератора 50 Гц и с помощью регулятора выходного напряжения установить стрелку испытываемого прибора на отметку 25 В.
Записать показание электронного вольтметра и поддерживать его постоянство при измерениях на других частотах.
`
Г3 - 18
Рис.2.
Измерения производить на частотах 50, 200, 400, 600, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000 и 5000 Гц.
Результаты измерений занести в таблицу 3.
Таблица 3
Тип прибора ………… №…………. Vн = …………
№ 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
Vдоп. = Vx (f) - Vx (f=50);
ополнительная приведенная погрешность
ﻵдоп. = %;
где: Vx (f=50) - измеряемое исследуемым прибором напряжение на частоте
f= 50 Гц ;
Vx (f) - измеряемое исследуемым прибором напряжение на частоте отсчета f , превышающей f =• 50 Гц;
Vн - нормирующее / максимальное / значение рабочей части шкалы прибора.
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.
Построить график зависимости ﻵдоп от частоты f. По оси частот целесообразно выбрать логарифмический масштаб.
5.3. Расширение пределов измерения прибора магнитоэлектрической системы.
Собрать схему по рисунку 3.
Rg
VV
Рис.3.
Vk - контрольный вольтметр ( М-2004 );
Vx - испытуемый вольтметр ( АМВ );
Rg - добавочное сопротивление.
Установить предел измерения контрольного прибора на 75 В, а испытуемого вольтметра на 30 В.
Рассчитать величину добавочного сопротивления по формуле:
Rg = Rв (n - 1),
где: Rв - сопротивление вольтметра;
n - коэффициент расширения предела измерения ( в данном случае n = 2,5 )
На магазине сопротивлений выставить рассчитанное добавочное сопротивление.
Ручками "ГРУБО" и "ПЛАВНО" добиться точной установки стрелки контрольного прибора на 75 В.
С помощью магазина сопротивлений добиться установки стрелки испытуемого прибора на конец шкалы.
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 |
|
|
|
|