Задача 6 выбор средств измерений
Образец решения задачи
В данной схеме
(рис. 6) для измерения тока используют
магнито-электрический гальванометр
.
Параметры схемы:
МОм,
кОм. Если
цепь гальванометра разомкнута на зажимах
,
напряжение равно:
В. Необходимо подобрать магнито-электрический
гальванометр из серии (приложение Г)
так, чтобы его указатель отклонился не
менее чем на 35
делений, а
степень успокоения находилась в пределах
0,8…1,4. Сделать необходимое обоснование.
Выяснить, в каком режиме успокоения
будет работать гальванометр.
Решение
Выбираем
гальванометр, ориентируясь на необходимую
чувствительность, а также на необходимость
обеспечить минимальное время успокоения
подвижной части. Наименьшее время
успокоения обеспечивает работу в
критическом режиме, когда степень
успокоения
,
а сопротивление цепи, на которую замкнут
гальванометр, равно внешнему критическому
сопротивлению, приведенному в паспорте
гальванометра, т.е.
.
В данном случае сопротивление цепи
относительно точек подключения
гальванометра состоит из сопротивлений
и
,
соединенных параллельно:
Ом.
Из таблицы (приложение Г) видно, что из серии гальванометров только два обеспечивают работу в режиме, близком к критическому:
М 17/4 с полным критическим сопротивлением
Ом,
постоянная
прибора по току
и М 136/2 с полным критическим сопротивлением
Ом,
постоянная прибора по току .
Для первого степень успокоения
,
что обеспечивает недоуспокоенный режим, приближающийся к критическому.
Для второго степень успокоения
,
что обеспечивает переуспокоенный режим, приближающийся к критическому.
Таким образом, по степени успокоения для работы в цепи пригодны оба гальванометра.
Отклонение показателя для выбранных гальванометров
.
Ток в цепи гальванометра определим на основании теоремы об эквивалентном генераторе:
,
откуда отклонение
.
Для первого гальванометра отклонение показателя
дел.,
что соответствует условию задачи.
Для второго гальванометра отклонение показателя
дел.,
что не соответствует условию задачи.
Значит, выбираем гальванометр типа М 17/4, который обеспечивает отклонение на 38 делений и работает в колебательном режиме со степенью успокоения 0,81.
Задание для самостоятельного решения
В схеме для измерения тока используют магнитоэлектрический гальванометр Г. Параметры схемы: R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 (таблица 11). Если цепь гальванометра разомкнута, то на зажимах аб напряжение равно Uab (таблица 12). Необходимо подобрать магнитоэлектрический гальванометр из серии (приложение Г) так, чтобы его указатель отклонился не менее чем на α делений, а степень успокоения находилась в пределах от β1 до β2. Сделать необходимое обоснование. Выяснить, в каком режиме успокоения будет работать гальванометр.
Таблица 11 – Значения сопротивлений, Ом
№ варианта |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
R1 |
800 |
1000 |
1500 |
1200 |
400 |
300 |
1000 |
1400 |
900 |
500 |
R2 |
0 |
800 |
0 |
700 |
0 |
400 |
0 |
1200 |
0 |
250 |
R3 |
600 |
0 |
1000 |
0 |
250 |
0 |
950 |
0 |
650 |
0 |
R4 |
200 |
600 |
800 |
700 |
300 |
200 |
650 |
800 |
600 |
270 |
R5 |
0 |
150 |
200 |
100 |
120 |
200 |
0 |
100 |
140 |
160 |
R6 |
150 |
0 |
250 |
200 |
100 |
0 |
150 |
0 |
220 |
120 |
R7 |
400 |
500 |
0 |
180 |
0 |
250 |
200 |
150 |
0 |
140 |
R8 |
200 |
100 |
150 |
0 |
200 |
150 |
100 |
200 |
160 |
0 |
R9 |
100 |
450 |
600 |
300 |
200 |
250 |
350 |
550 |
580 |
200 |
Таблица 12 – Значения напряжений, отклонений показателя и пределов
№ варианта |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Uаб, мВ |
0,13 |
0,16 |
0,19 |
0,22 |
0,25 |
0,13 |
0,16 |
0,19 |
0,22 |
0,25 |
α, дел. |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
β1 |
0,61 |
0,62 |
0,63 |
0,64 |
0,65 |
0,66 |
0,67 |
0,68 |
0,69 |
0,70 |
β2 |
1,32 |
1,34 |
1,36 |
1,38 |
1,40 |
1,42 |
1,44 |
1,46 |
1,48 |
1,50 |
Приложение А
Граничная дополнительная погрешность приборов на каждые 10 0С
измерения температуры
Класс точности прибора |
Допустимое изменение показаний прибора, %, группы |
||
2-4 |
5 |
6,7 |
|
0,05 |
0,05 |
- |
- |
0,1 |
0,1 |
- |
- |
0,2 |
0,2 |
0,15 |
0,15 |
0,5 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
1,0 |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
1,5 |
1,5 |
1,2 |
0,8 |
2,5 |
2,5 |
2,0 |
1,2 |
4,0 |
4,0 |
3,0 |
2,0 |
Приложение Б
Граничная дополнительная погрешность приборов от влияния внешнего магнитного поля (Н=400 А/м)
Система прибора |
Граница допустимой дополнительной погрешности, %, для приборов классов точности |
|
0,05; 0,1; 0,2 |
0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 |
|
Магнитоэлектрическая |
0,75 |
1,5 |
Ферродинамическая |
1,5 |
3 |
Другие |
3 |
6 |
Приложение Г
Паспортные данные гальванометров
№ п/п |
Тип |
СI·10-9, A·м/мм |
rг, Ом |
rкр.вн, Ом |
T0,c |
Примечание |
1 |
М 17/1 |
4,0 |
15 |
55 |
7 |
Зеркало с отдельной шкалой |
2 |
М 17/2 |
3,0 |
25 |
130 |
5 |
|
3 |
М 17/3 |
0,8 |
35 |
350 |
11 |
|
4 |
М 17/4 |
2,5 |
40 |
800 |
5 |
|
5 |
М 17/5 |
1,8 |
80 |
2200 |
5 |
|
6 |
М 17/6 |
1,0 |
180 |
5500 |
5 |
|
7 |
М 17/7 |
0,7 |
500 |
13000 |
5 |
|
8 |
М 17/8 |
0,45 |
1200 |
33000 |
5 |
Плоскопрофильные с внутренним световым отсчетом |
9 |
М 136/1 |
2,5 |
5000 |
30000 |
|
|
10 |
М 136/2 |
2,5 |
250 |
1080 |
|
Переносные с внутренним световым отсчетом |
11 |
М 195/1 |
12 |
70 |
300 |
3 |
|
12 |
М 195/2 |
4,6 |
150 |
3000 |
3 |
|
13 |
М 195/3 |
1,8 |
1700 |
15000 |
3 |
|
14 |
М 118 |
220 |
420 |
600 |
5 |
Стрелочные |
15 |
М 2031/1 |
50 |
5500 |
30000 |
4,5 |
|
16 |
М 2031/2 |
100 |
650 |
6000 |
4,5 |
|
17 |
М 2031/3 |
500 |
45 |
300 |
4,5 |
|