Поверка амперметра и вольтметра - файл n1.doc

приобрести
Поверка амперметра и вольтметра
скачать (1035 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1035kb.23.08.2012 21:12скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5
ВВЕДЕНИЕ.
Вопросы добычи, передачи, распределения, потребления энергетических ресурсов непосредственно связаны с организацией их достоверного учета, основанного на применении технических средств измерений – электро-, водо-, тепло-, газосчетчиков, автоматизированных систем учета и регулирования энергопотребления. Существенная проблема, возникающая при создании и эксплуатации приборов и систем учета – организация поверки применяемых средств измерений. 10-15 лет назад термин “поверка” был известен лишь узкому кругу специалистов крупных предприятий. Удорожание энергоресурсов привело широкомасштабному внедрению систем учета – от промышленных предприятий до магазинов, парикмахерских, аптек, а в ряде случаев и квартир. Владельцу малого предприятия или автомастерской термин “поверка” обычно незнаком и представляется в большинстве случаев как еще один способ узаконенного изъятия доходов в пользу государства.. Широко распространено и другое толкование этого термина – “опломбирование” прибора для его дальнейшей “легализации”. Цель предлагаемой статьи – ознакомление потребителей энергии и владельцев приборов с государственной системой, обеспечивающей достоверность учета энергоресурсов и включающей в себя поверку средств измерений.

Поверкой средств измерений называют совокупность действий, выполняемых для определения погрешности средств измерений. Цель поверки – выяснить, соответствуют ли характеристики средства измерения (тепло-, водо-, электросчетчика ) установленным в нормативных документах значениям и пригодно ли это средство измерения к применению по его прямому назначению.

Наиболее полное определение термина “поверка” приводится в документе Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (участники - Азербайджан, Армения, Беларусь, Грузия, Казахстан, Молдова, Россия, Таджикистан, Туркменистан, Узбекистан, Украина). Название документа – “РМГ 29-99. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. МЕТРОЛОГИЯ. Основные термины и определения”. Формулировка такова:

“Поверка средств измерений –установление органом государственной метрологической службы ( или другим уполномоченным органом, организацией ) пригодности средства измерения к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям.

Примечания…. 2) Поверке подвергают средства измерений, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору. 3) При поверке используют эталон. Поверку проводят в соответствии с обязательными требованиями, установленными нормативными документами по поверке. Поверку проводят специально обученные специалисты, аттестованные в качестве поверителей органами Государственной метрологической службы. 4) Результаты поверки средств измерений, признанных годными к применению, оформляют выдачей свидетельства о поверке, нанесением поверительного клейма или иными способами, установленными нормативными документами по поверке. 5) Другими официально уполномоченными органами, которым может быть предоставлено право проведения поверки, являются аккредитованные метрологические службы юридических лиц. Аккредитация на право поверки средств измерений проводится уполномоченным на то государственным органом управления”.

Итак, цель поверки - обеспечение единства измерений. Критерий, по которому определяется годность прибора – погрешность прибора не должны выходить за установленные границы, установленные нормативными документами.

Данная курсовая работа предназначена для более глубокого изучения методов поверки измерительных приборов, в частности амперметров и вольтметров, ферродинамическим механизмом.

1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.




1.1 Цель работы.



Целью данной работы, является изучение ферродинамического механизма поверки амперметров и вольтметров, а так же существующих схем поверки для данных приборов.

1.2 Анализ методологии.



Наиболее распространенные механизмы поверки:

1.3 Изучение эффективности методов.



В отличии от магнитоэлектрического механизма, электродинамический не имеет магнита, поэтому исключена возможность потери магнитных свойств магнита. В отличии электромагнитного механизма, электродинамический механизм не имеет ферромагнитной пластинки, которая в работе намагничивается, то есть, исключена возможность пере – намагничивания пластинки. В электростатическом механизме применены пластинки, так называемые электроды, которые возможно намагнитятся в работе. В ферродинамическом механизме применен магнитопровод из магнитомягкого материала, поэтому возможность намагничивания также не исключается. В индукционном механизме применены те же магнитопроводы из магнитомягких материалов, что и в ферродинамическом, поэтому здесь так же не исключена возможность намагничивания. Кроме того, в этом механизме используется постоянный магнит, который со временем теряет свои магнитные свойства. Остальные механизмы измерения имеют механическую почву измерений.


2 Принцип действия ферродинамического механизма.



Радиальное в воздушном зазоре магнитное поле неподвижной катушки, взаимодействуя с полем подвижной катушки, создает вращающий момент, мгновенное значение которого равно:



Sп, nп, iп - соответственно площадь, число витков и мгновенное значение тока в подвижной катушке.

В(t)- мгновенное значение магнитной индукции в воздушном зазоре.



Ток в неподвижной катушке определяется как:

.

Среднее значение вращающего момента за период будет равно:

Механизм рассчитывается таким образом, чтобы рабочий участок изменения индукции на кривой намагничивания был линеен. С учетом этого можно записать:

B=KBIн.

КB- коэффициент пропорциональности.

Принимая во внимание вышесказанное, уравнение для вращающего момента может быть записано как:



Уравнение шкалы прибора:



Если принять, что чувствительность прибора равна:



Уравнение шкалы прибора:

.

3 ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ.




3.1 Электродинамический измерительный механизм.


Принцип действия приборов электродинамической системы основан на взаимодействии токов, протекающих по двум рамкам (катушкам), из который одна подвижная, а другая неподвижная.

На рисунке 1 показана схема устройства прибора этой системы. Внутри неподвижно закрепленной катушки 1, состоящей из двух одинаковых частей, разделенных небольшим зазором, вращается на оси подвижная катушка 2, с которой жестко связана стрелка 3, перемещающаяся над шкалой. Противодействующий момент М2 создается спиральными пружинками 4.

Измеряемый ток проходит через обе катушки. В
Рис. 1

результате взаимодействия магнитного поля неподвижной катушки и тока подвижной катушки создается вращающий момент М1, под влиянием которого подвижная катушка будет стремиться повернуться так, чтобы плоскость ее витков стала параллельной плоскости витков неподвижной катушки, а их магнитные поля совпали бы по направлению. Этому противодействуют пружинки, вследствие чего подвижная катушка устанавливается в положении, когда вращающий момент становится равным противодействующему.

Катушки в электродинамических приборах, в зависимости от назначения. соединяются между собой последовательно или параллельно. Если катушки соединить параллельно, то прибор может быть использован как амперметр, если же их соединить последовательно и присоединить к ним добавочное сопротивление, то прибор может быть использован как вольтметр.

Вращающий момент М, действующий на подвижную катушку, пропорционален как силе тока I в неподвижной катушке, так и силе тока I в подвижной катушке: МЧIЧI, где к коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора. Пружины создают противодействующий момент М, пропорциональный углу поворота катушки, где к2 - коэффициент пропорциональности, зависящий от упругости пружин. При равенстве моментов М и М подвижная катушка останавливается.

Тогда (1), где к= . Если катушки соединены последовательно, то . Отсюда видно, что шкала электродинамическо­го прибора неравномерная, однако, подбором конструкции катушек можно шкалу улучшить, т.е. приблизить ее к равномерной.

При перемене направления тока в обеих катушках направление вращающего момента не меняется. Поэтому приборы этой системы пригодны для измерения как на постоянном токе, так и на переменном токе. Успокоение подвижной части в этих приборах достигается при помощи воздушного успокоителя.

Электродинамическая система применяется для изготовления электродинамических ваттметров (рис. 2.). Такие приборы состо­ят из двух катушек: неподвижной, с небольшим числом витков толстой проволоки, включаемой последовательно с тем участком цепи - , в котором требуется измерить мощность, и подвижной, содержащей большое число витков тонкой проволоки и помещенной на оси внутри неподвижной катушки. Подвиж­ная катушка включается в цепь подобно вольтметру, т.е. параллельно

потребителю мощности - и для увеличения ее сопро­тивления последовательно с ней вклю­чается
Рис. 2

добавочный резистор ; Если ток в первой катушке - , во второй - , то по закону Ома напряжение на зажимах нагрузки равно: , тогда . Для угла поворота из (1) получаем

~, (2)

Таким образом, отклонение подвижной части пропорциональ­но мощности, и поэтому шкалу прибора можно проградуировать в ваттах. Из (2) следует, что ваттметр этой системы имеет равно­мерную шкалу.

Электродинамические приборы, у которых катушки имеют стальные сердечники, называются ферродинамическими. Применение стали делает эти приборы практически независимыми от внешних магнитных полей. Ферродинамические приборы благодаря их боль­шому вращающему моменту применяют в качестве самопишущих приборов.
Достоинствами приборов этой системы являются:
а) применение в цепях постоянного и переменного тока;

б) равномерность шкалы;

в) большая точность, поэтому приборы этой системы применя­ют в качестве приборов класса точности 0,1; 0,2; и 0,5;

г) большая прочность конструкции.

К недостаткам этих приборов можно отнести:

а) неравномерность шкалы у амперметров и вольтметров;

б) чувствительность к внешним магнитным полям (исключая ферродинамические приборы);

в) чувствительность к перегрузкам, т.к. ток к подвижной час­ти прибора подводится через пружинки, которые при перегрузке могут перегореть;

г) большой расход энергии;

д) большую стоимость.
  1   2   3   4   5


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