Лабораторная работа 1 измерительные механизмы аналоговых приборов

• Название: Лабораторная работа 1 измерительные механизмы аналоговых приборов
• Дата: 25.04.2022
• Размер: 35.2 Kb.
• Имя файла: Laboratornaya_rabota_1.docx
• Тип: Документы; #494378

Лабораторная работа №1 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ АНАЛОГОВЫХ ПРИБОРОВ
Цельработы:знакомство с принципом действия, конструкцией, основами теории и применения измерительных механизмов аналоговых приборов.

Краткие теоретические сведения

Для правильного применения электроизмерительного прибора важны его технические особенности. Такие особенности указываются условными обозначениями, приведёнными в приложении А. Каждый прибор имеет следующие обозначения: обозначение единицы измеряемой величины; символ, указывающий принцип действия прибора; обозначение рода тока и числа фаз; обозначение класса точности и степени защищённости от магнитных и электрических влияний; условное рабочее положение прибора; год выпуска; заводской номер; товарный знак завода-поставщика. Кроме перечисленных, приборы могут иметь и другие обозначения.

Средство измерений имеет шкалу, нанесённую на циферблат прибора. На циферблате прибора пишут полное его наименование или начальную латинскую букву единицы измеряемой величины, например, амперметр – А, вольтметр – V, ваттметр – W и т.д. Для многофункциональных приборов эти обозначения указывают у переключающих устройств и сочетают с наименованием прибора, например, «вольтамперметр». К условной букве наименования прибора может быть добавлено обозначение кратности основной единицы: миллиамперметр – mA, киловольтметр – kV, мегаваттметр – MW и т.д.

В зависимости от физических явлений, положенных в основу создания вращающего момента (т.е. от способа преобразования электромагнитной энергии, подводимой к прибору, в механическую энергию перемещения подвижной части) электромеханические приборы подразделяются на следующие системы (принципы действия): магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, электростатическая и индукционная системы.

Приборы магнитоэлектрической системы применяют для измерений постоянного тока в электрических цепях. Они имеют малую чувствительность

к внешним магнитным полям и характеризуются малым собственным потреблением электрической энергии.

Приборыэлектромагнитнойсистемыиспользуют для измерений в электрических цепях постоянного и переменного тока. Эти приборы могут использоваться и на большие токи, что избавляет их от применения шунтов и трансформаторов. Однако, они имеют неравномерную шкалу, относительно невысокую точность, а на показания приборов существенное влияние оказывают внешние магнитные поля.

Приборыэлектродинамическойсистемыприменяют чаще всего в цепях переменного тока. Электроизмерительные приборы этой системы характеризуются наибольшей точностью и чувствительностью в сравнении с другими приборами, применяемыми в цепях переменного тока. Их изготавливают, главным образом, в виде приборов класса точности 0,2 и 0,5. Вместе с тем, на показания приборов электродинамической системы значительно влияют внешние поля. Кроме этого, эти приборы имеют большой собственный расход электрической энергии. Разновидностью приборов электродинамической системы являются приборы ферродинамической системы, в которых катушки снабжены стальными сердечниками, что делает их показания практически независимыми от внешних магнитных полей.

Приборыиндукционнойсистемыприменяют главным образом в качестве однофазных и трёхфазных счётчиков переменного тока, имеющих классы точности 1,0; 2,0 и 2,5.

Классточностисредстваизмерений– обобщённая характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность. Значения погрешностей устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Обозначения класса точности наносят на циферблаты, щитки и корпуса средств измерений, включающие числа, прописные буквы латинского алфавита (например, М, С) или римские цифры (I, II, III ) с добавлением знаков. Чаще всего класс точности прибора обозначают числом, равным основной допускаемой погрешности, выраженной в процентах. Выпускают приборы следующих классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5;

1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Шкаласредстваизмерения– это часть показывающего устройства средства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отметок

вместе со связанной с ними нумерацией. Отметка шкалы – знак на шкале средства измерений (черточка, зубец, точка и др.), соответствующий некоторому значению физической величины. Числовая отметка – отметка шкалы средства измерений, у которой проставлено число. Деление шкалы – промежуток между двумя соседними отметками шкалы средства измерений.

Отметки на шкалах могут быть нанесены равномерно или неравномерно. В связи с этим шкалы называются равномернымиили неравномерными. Наименьшее значение измеряемой величины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений называется начальным значением шкалы, а наибольшее значение измеряемой величины – это конечное значение шкалы.

Приборы могут быть однопредельными и многопредельными. У однопредельных приборов шкала обычно отградуирована в единицах измеряемой величины. Предел измерения часто разделяют на несколько участков со своими пределами. В этом случае приборы называются многопредельными. У таких приборов шкала условная, обычно отградуирована в делениях, а предел устанавливается переключателями (кнопками, клеммами). Например, у однопредельного прибора предел измерения 0-10 А, а у многопредельного – 0-7,5 В; 0-15 В; 0-30 В.

По шкале прибора

можно определить диапазон измерений и диапазон показаний (рис. 1.1). Диапазонпоказаний – это область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным

а




0 5 6 7 8 9 10 15


в д _г
Рис. 1.1. Шкала аналоговая:

а – диапазон показаний; б – диапазон измерений;

в – начальное значение шкалы; г – конечное значение шкалы; д – числовая отметка шкалы

значениями шкалы. Диапазон измерений – это область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерений.

Ценаделения– это разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерений. Чтобы определить цену деления

шкалы прибора, изображенного на рис. 1.1, надо найти отношение разности двух соседних числовых отметок к количеству делений между ними:

7 − 6. В

𝐶𝐶 =

₁₀ = 0,1 _дел .

Для многопредельных приборов цену деления можно определить по следующей формуле:

𝐶𝐶 = ^𝑋𝑋Н,

𝛼𝛼_Н

где 𝑋𝑋_Н – верхний (номинальный) предел измерения прибора; 𝛼𝛼_Н –

максимальное количество делений шкалы.

Например, цена деления вольтметра с пределом измерения 30 В и количеством делений 150 определится следующим образом:

_{𝐶𝐶 =} 𝑋𝑋_{Н =} 30

В

= 0,2 .

𝛼𝛼_Н 150

дел

Чувствительность– это число делений шкалы, приходящееся на единицу измеряемой величины:

𝑆𝑆 = ^𝛼𝛼Н = ¹ .

𝑋𝑋_Н 𝐶𝐶

Класс прибора по условиям эксплуатации определяется пятью группами по диапазону рабочих температур и относительной влажности. Группу прибора указывают на шкале соответствующей буквой (А, Б, В_1-3). Например, приборы группы А работают в закрытых сухих отапливаемых помещениях с температурой от +10С до +35С и относительной влажностью воздуха 80%, а приборы группы Б работают в закрытых неотапливаемых помещениях с температурой от -30С до +40С и относительной влажностью 90%. Группа А знака на шкале не имеет.

По степени защиты от внешних магнитных и электрических полей приборы делят на категории I и II. Если прибор не защищён от влияния внешних магнитных полей, то на циферблате соответствующий знак отсутствует. От воздействия внешних полей приборы защищают экранированием измерительного механизма.

Для установки подвижной части в положение, соответствующее отметке механического нуля, служит корректор. Электрические приборы, подвижная часть которых закреплена на подвесе, имеют арретир, предохраняющий подвес и подвижную часть от повреждений при транспортировке. Изоляция всех

изолированных цепей и частей измерительного прибора должна обладать необходимой электрической прочностью относительно корпуса. Она испытывается переменным напряжением синусоидальной формы, приложенным между корпусом прибора и его остальными элементами. Прибор должен выдерживать испытательное напряжение в течение 1 мин.

На приборах переменного тока указывают номинальное значение частоты или диапазон частот, при которых их применяют, например, 20-50- 120 Гц; 45-550 Гц; при этом подчёркнутое значение является номинальным для данного прибора. Если на приборе не указан диапазон рабочих частот, то он предназначен для измерений в установках с частотой 50 Гц.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с приборами и раздаточным материалом, , предназначенными для выполнения данной лабораторной работы. Используя обозначения на панелях приборов, заполнить табл. 1.1.

Таблица 1.1

Технические и эксплуатационные характеристики приборов

№ п/п	Характеристика прибора	Прибор		№ п/п	Характеристика прибора	Прибор
1	Наименование прибора			9	Род тока и число фаз
2	Принцип действия прибора (система прибора)			10	Категории защищённости от влияния внешних магнитных полей
3	Класс прибора по условиям эксплуатации			11	Наличие корректора и арретира
4	Класс точности			12	Прочность изоляции
5	Тип шкалы			13	Номинальная частота или диапазон рабочих частот
6	Пределы измерения			14	Шифр (тип) прибора
7	Цена деления			15	Заводской номер
8	Рабочее положение прибора			16	ГОСТ, которому соответствует прибор

Контрольныевопросы

1. 
   Какие системы и конструкции электроизмерительных приборов изучались в лабораторной работе и каков принцип действия каждой из систем?
   
2. 
   Какие из рассмотренных в работе систем измерительных механизмов можно применять для измерения в цепях переменного тока?
   
3. 
   Как определяется чувствительность прибора? Цена деления шкалы?
   
4. 
   Какие технические и эксплуатационные характеристики указываются на лицевой стороне электроизмерительного прибора?