Лабораторная работа №3 - файл n1.doc

Лабораторная работа №3
скачать (88.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc89kb.07.07.2012 02:24скачать

n1.doc

Цель работы: Ознакомление со способами расширения верхних пределов измерений амперметров и вольтметров постоянного тока, с методами расчета шунтов и добавочных сопротивлений.

Задание к работе

1. Рассчитать сопротивления шунтов для трех значений тока.

2. Расширить предел измерения миллиамперметра с помощью рассчитанных шунтов. Определить погрешность миллиамперметра с шунтами.

3. Рассчитать добавочные сопротивления для трех значений напряжений.

4. Расширить предел измерения милливольтметра с применением рассчитанных добавочных сопротивлений. Определить погрешность миллиамперметра с добавочными сопротивлениями.

5. Определить погрешности, вызванные включением в измерительную цепь амперметра и вольтметра.

6. Сделать выводы по результатам работы.

Описание работы

1. Шунты

Шунт является простейшим измерительным преобразователем тока в напряжение. Он представляет собой четырехзажимный резистор. Зажимы, к которым подводится ток I, называются токовыми, а зажимы, с которых снимается напряжение U потенциальными (рис.1). К потенциальным зажимам обычно присоединяется выходной прибор.

Шунт характеризуется номинальным значением входного тока Iном и номинальным значением выходного напряжения Uном. Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта



Шунты применяются для расширения пределов измерения амперметров, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую – через измерительный механизм (ИМ) прибора.
Рис.1. Схема соединения измерительного механизма с шунтом

На рис.1 показана схема включения магнитоэлектрического механизма с шунтом Rш. Ток Iи, протекающий через измерительный механизм, связан и измеряемым током I зависимостью

, (1)

где Rи – сопротивление измерительного механизма.

Если необходимо, чтобы ток Iи был в n раз меньше тока I, то сопротивление шунта должно быть

, (2)

где - коэффициент шунтирования.

Номинальный ток шунтов может иметь значение от нескольких миллиампер до нескольких тысяч ампер. Шунты на малые токи выполняются в виде катушек или спиралей из манганинового провода, шунты на большие токи – в виде манганиновых пластин.

2. Добавочные сопротивления.

Добавочные сопротивления являются измерительными преобразователями напряжения в ток. Добавочные сопротивления могут состоять из одного или нескольких резисторов и служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров и других приборов, имеющих параллельные цепи, как, например, ваттметры, фазометры. Добавочные сопротивления включают последовательно с ИМ (рис.3).



Рис.3. Схема соединения измерительного механизма с добавочным сопротивлением

Ток Iи в цепи, состоящей из ИМ с сопротивлением Rи и добавочного резистора с сопротивлением Rд, составит

, (3)

где U – измеряемое напряжение.

Если вольтметр имеет верхний предел измерений Uном, сопротивлением Rи и при помощи добавочного сопротивления Rд надо расширить предел измерения в n раз, то, учитывая постоянство тока, протекающего через вольтметр, можно записать:

(4)

откуда .

Добавочные сопротивления изготавливаются из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы из изоляционного материала, и применяются для расширения пределов измерений вольтметров до 30 кВ.

Указания по проведению работы в лаборатории.

1. Ознакомиться с приборами, используемыми в работе. Выписать их технические характеристики, а именно: тип прибора, класс точности, пределы измерения или регулировок, заводские номера и т.д.

2. Определить внутреннее сопротивление и приведенную погрешность миллиамперметра, исследуемого в работе. В качестве исследуемого миллиамперметра использовать миллиамперметр магнитоэлектрической системы с током полного отклонения не более 10 мА. Схема включения приборов приведена на рис.4, где G – блок питания постоянного тока с напряжением до 30 В, P1 – милливольт-амперметр постоянного тока класса точности 0,2 или 0,5; R2 – реостат сопротивлением 500 Ом; R1 постоянное сопротивление 2 кОм; P2 – цифровой вольтметр типа Ф283; P3 – миллиамперметр, исследуемый в работе.

Примечание: перед включением источника G движок реостата R2 должен находиться в положении максимального сопротивления.

1) При перемещении движка реостата R2 установить на приборе P3 ток полного отклонения (I3). Записать в табл.1 показания приборов P1 (I1) и P2 (U2) и значение тока I3.
Рис.4

Таблица 1.

Измерение

Показания

I3,

мА

I1,

мА

U2,

В

Rи,

Ом

Rш,

Ом

?3,

%

без шунта



















с шунтом 1



















с шунтом 2



















с шунтом 3



















2) Рассчитать значение внутреннего сопротивления прибора P3 по данным табл.1.

(5)

Рассчитанное значение Rи занести в табл.1.

3) Определить приведенную погрешность прибора P3 по формуле

(6)

Значения погрешности занести в табл.2.

3. Расширение предела измерения по току с помощью шунта.

1) По формуле (2) рассчитать сопротивления шунта Rш, Rш, Rш”’ для трех токов, выбираемых из табл.2 в зависимости от варианта

2) Для расширения предела измерения прибора P3 собрать схему, представленную на рис.5. При этом использовать те же приборы, что и в схеме рис.4, а в качестве шунтов Rш – магазин сопротивлений МРС-58.

3) На магазине сопротивлений МРС-58 поочередно установить значения Rш, Rш, Rш”’. Для каждого из этих значений добиться отклонения указателя прибора P3 на конечную отметку шкалы, что должно соответствовать токам I3, I3”, I3”’, и определить показания прибора P1 - I1, I1”, I1”’.

4) Значения Rш, I1,I3 занести в табл.1 и рассчитать по (6) погрешности ?ш прибора P3 с шунтами.

4. Расширение предела измерения по напряжению с помощью добавочных сопротивлений.

1) Определить по данным табл.2 напряжение Uном, соответствующее току полного отклонения I3 прибора P3.

Таблица 2.

Варианты

1

2

3

I3

1,5

2

3

I3

7,5

5

7,5

I3”’

15

10

20

2) Рассчитать значение добавочного сопротивления P2 по формуле (3) или(4), выбрав три значения измеряемого напряжения по табл.3 в зависимости от варианта.
Рис.5

Таблица 3.

Напряжение

U3, В

Номер варианта

1

2

3

4

U3

1,5

2,5

4,5

5

U3

7,5

6

1,5

1,2

U3”’

3

5

8

3,6

3) Собрать схему рис.6. В качестве вольтметра P2 использовать цифровой вольтметр постоянного тока типа Ф283, а в качестве добавочного сопротивления Rд – магазин сопротивлений МРС-58. Установить поочередно на магазине сопротивлений значения Rд, Rд, Rд”’, соответствующие заданным напряжениям U3, U3, U3”’.Для каждого значения Rд изменением реостата R1 добиться полного отклонения стрелки прибора P3. Снять показания вольтметра P2 (U2), прибора P3 (I3) и занести их в табл.4.



рис.6

4) Рассчитать погрешность прибора P3 с добавочным сопротивлениями по формуле



Значения рассчитанных погрешностей для трех значений Rд записать в табл.4.

Таблица 4.

Значение измеряемых напряжений

Расчетное значение Rд

Показания приборов

Абсолютная погрешность ∆

Относит. Погрешность ?

U3, В

I3, А

U2, В

U3



















U3



















U3”’



















5) Сделать выводы по работе с обоснованием каждого полученного результата.

Министерство образования Российской Федерации

Омский Государственный Технический Университет

кафедра: ИИТ


Лабораторная работа №4
Выполнил: студент гр.Э-312

Умнов Е.А.

Проверил: Данилюк Р.В
Омск 2005

Цель работы
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации