ЛР Техническая характеристика электроизмерительных приборов. ЛР Метрология. Практическое задание Рис Шкала измерительного прибора

• Название: Практическое задание Рис Шкала измерительного прибора
• Анкор: ЛР Техническая характеристика электроизмерительных приборов
• Дата: 25.10.2021
• Размер: 72.59 Kb.
• Имя файла: ЛР Метрология.docx
• Тип: Документы; #255870

Практическое задание



Рис.1. Шкала измерительного прибора
1.  Знак μА означает, что данный прибор является микроамперметром.

2.  Максимальное значение шкалы равно 100. Это означает, что предел измерения данного прибора 100 мкА.

3.  Определить цену деления можно, разделив номинальное (максимальное) значение шкалы (100 мкА) на количество делений шкалы (50): С = 100 мкА/50 = 2мкА/дел.

4.  Знак «–» означает, что прибор предназначен для работы на постоянном токе.

5. Знак означает, что измерительный механизм прибора имеет магнитоэлектрическую систему.

6. Знак означает, что изоляция прибора испытана напряжением 2000 В.

7. Знак означает, что прибор устанавливается вертикально.

8. Число «1,5» определяет класс прибора. То есть относительная погрешность прибора составляет 1,5 %. Прибор соответствует 6 классу точности и относится к группе технических приборов.

Рассчитать дополнительное сопротивление, сопротивление шунта, потребляемые мощности: шунта; дополнительного сопротивления и измерительных приборов. При заданных данных:

№ вар.	Предел измерения		Необходимо измерить		Внутреннее сопротивление
	Амперметра, А	Вольтметра, В	Силу тока, А	Напряжение, В	RА (ампер- метра), Ом	RV (вольт- метра), Ом
2	60	450	6000	5500	65	4000

Решение:

1. Изучим надписи, имеющиеся на шкале прибора. Охарактеризуем прибор:
Микроамперметр магнитоэлектрической системы. Класс точности К= 1,5. Прибор предназначен для измерения постоянного тока до 100 мкА (I_НОМ=100 мкА).
Нормальное положение - вертикальное. Испытательное напряжение 2 кВ.

2.Определим абсолютную погрешность измерения для данного прибора:

∆I = К ∙ I_НОМ/100 = 1,5 ∙ 100/100= 1,5 мкА= 1,5 ∙ 10^-6 А ;
3. Определим сопротивление шунта к амперметру с током полного отклонения I₀= I_НОМ = 60А, внутренним сопротивлением R_А= 65 Ом, для измерения тока I= 6000 А.
Решение:
Кратность измеряемого тока
n= I /I₀= 6000/60 = 100 .

сопротивление шунта
R_Ш= R_А/ (n - 1) = 65 / (100 - 1) = 0,656 Ом.

потребляемая мощность шунта
P= (I- I₀ )²∙ R_Ш=(6000- 60 )²∙0,656 = 23146041,6 Вт;

потребляемая мощность амперметра
P_А= I₀²∙ R_А=60²∙ 65 = 234000 Вт.

4. Рассчитаем дополнительное сопротивление к вольтметру с пределом измерения

U_НОМ = 450 В, внутренним сопротивлением R_V= 4000 Ом, для измерения напряжения
U = 5500 В.
Решение:
Кратность измеряемого напряжения
n= U/U_НОМ = 5500/ 450 = 12,2 В

дополнительное сопротивление к вольтметру
R_Д= R_V (n - 1) = 4000∙ (12,2 - 1) = 44800 Ом.

потребляемая мощность дополнительного сопротивления
P= (U- U_НОМ)²∙ /R_Д=(5500- 450)²/44800 = 569,2 Вт;

потребляемая мощность вольтметра
P_V=U_НОМ² ∙/R_V=450²/4000 = 50,6 Вт.

4. Вывод: Потребляемая мощность шунта амперметра значительно превышает потребляемую мощность дополнительным сопротивлением вольтметра.

5. Классификация электроизмерительных приборов, их достоинства и недостатки.

Приборы различаются по следующим признакам:

1. 
   Поконструкции – аналоговые и цифровые.
   
2. 
   По родуизмеряемой величины – амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры и многие другие.
   
3. 
   Породу тока – для работы на переменном токе, на постоянном токе или на обоих.
   
4. 
   По принципу работы измерительного механизма – магнитоэлектрические, электромагнитные, электростатические, электродинамические, ферродинамические и др.
   
5. 
   По способу предъявления информации– показывающие, регистрирующие, интегрирующие.
   

Принцип работы электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы заключается во взаимодействии магнитного поля легкой подвижной катушки, по которой протекает измеряемый ток, с магнитным полем неподвижного постоянного магнита. Подвижная катушка механически соединена со стрелкой прибора.

Достоинством приборов этой системы являются:

• 
  Высокая чувствительность и точность измерения
  
• 
  Равномерная шкала
  
• 
  Малое потребление мощности.
  

Существенным недостатком можно считать невозможность работы в цепях переменного тока (без использования выпрямителей).

6. 
   Основные характеристики изученного электроизмерительного прибора, его принцип действия.
   

Принцип работы электроизмерительных приборов электромагнитной системы заключается во взаимодействии ферромагнитного сердечника, соединенного со стрелкой, с магнитным полем неподвижной катушки, по которой протекает измеряемый ток.

Достоинством приборов этой системы являются:

• 
  Простота и надежность конструкции
  
• 
  Возможность использования в цепях постоянного и переменного тока
  
• 
  Низкая чувствительность ко внешним магнитным полям
  

Недостатки приборов электромагнитной системы:

• 
  Малая чувствительность
  
• 
  Неравномерная шкала.
  

7. 
   Расширение пределов измерений вольтметра и амперметра.
   

А) Для расширения пределов измерения амперметра применяют шунты, шунты имеют очень малое сопротивление (десятые, сотые доли ома) и включаются параллельно обмотке амперметра.

Б) Для расширения пределов измерения вольтметров применяют добавочные сопротивления, которые имеют большое сопротивление (десятки килоом), и которые включают последовательно с обмоткой вольтметра.

8. 
   Расчет погрешностей измерений.
   

Погре́шность измерения — отклонение измеренного значения величины от её истинного (действительного) значения. Погрешность измерения является характеристикой точности измерения.

Погрешность результата одного измерения, обусловленная неточностью отсчета, представляет собой абсолютную погрешность отсчета, и численно равна половине цены деления шкалы прибора:

.

Точность результата измерения зависит от погрешности, обусловленной неточностью отсчета, и от погрешности, обусловленной неточностью прибора. Абсолютная погрешность результата измерения есть сумма абсолютной погрешности отсчета и абсолютной погрешности прибора:

.

Абсолютную погрешность прибора можно найти, зная относительную погрешность этого прибора (ее значение в процентах указано на шкале прибора в виде десятичной дроби):

. Поскольку, по мере увеличения значения измеряемой величины относительная погрешность измерения значительно уменьшается, то при измерениях нужно выбирать такие пределы, чтобы значение измеряемой величины находилось во второй половине шкалы прибора.

9. 
   Закон Джоуля-Ленца.
   

количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.

Q=I²Rt

Печатные издания

1.Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2015.

2.Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия 12-е изд., пер. и доп. Учебник и практикум для СПО, – М.: Юрайт, 2017г.

3.Мурашкина Т.И. (отв. ред.) Метрология. теория измерений. 2-е изд., испр. и доп. Учебник и практикум для СПО. – М.: Юрайт, 2017г.

4.Райкова Е.Ю. Стандартизация, метрология, подтверждение соответствия. Учебник для СПО. – М.: Юрайт, 2017г.

5. Тартаковский Д.Ф. Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник для вузов -М.: Высш. шк., 2015

6. Марусина М.Я., Метрологическое обеспечение измерений, испытаний и
контроля – СПб: Университет ИТМО, 2020. – 70 с.