П Р А К Т И Ч Е С К А Я Р А Б О Т А №3
Расчет измерительных масштабирующих преобразователей
Цель работы: изучение способов расширения пределов измерения по току и напряжению электроизмерительных приборов, получение практических навыков расчета и выбора измерительных шунтов и добавочных сопротивлений.
Электроизмерительные шунты
электроизмерительный шунт применяется для расширения предела измерения по току измерительных приборов и представляет собой включаемый в цепь измеряемого тока резистор (Rш), параллельно которому присоединяется прибор (рис.3.1). Для устранения влияния сопротивления контактных соединений шунты снабжаются токовыми и потенциальными зажимами.
Соединяют прибор с выносным шунтом короткими проводами с достаточно большим сечением, чтобы сопротивление их было значительно меньше сопротивления шунта. Провода цепи должны подводиться к шунту, а не к прибору. Если провода цепи присоединить к прибору, то при случайном отсоединении шунта весь ток цепи проходит через прибор, что вызовет немедленный выход его из строя.
Добавочные резисторы
Добавочный резистор применяют для того, чтобы расширить предел измерения напряжения и не допустить влияния температуры на сопротивление вольтметра. Добавочный резистор изготовляют из манганина и включают последовательно с измерительным прибором (рис. 3.4). В качестве добавочных используют точные малогабаритные проволочные и микропроволочные резисторы, а также непроволочные резисторы повышенной стабильности (прецизионные) и высокоточные, изготовленные с допусками до ± 0,1 % и обладающие минимальным температурным коэффи-циентом сопротивления в рабочем интервале температур.
Калиброванные добавочные резисторы делят на классы точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0 и изготовляют на номинальные токи 0,5; 1; 3; 5; 7,5; 15 и 30 мА. Калиброванный резистор может применяться с любым прибором, номинальный ток которого равен номинальному току добавочного резистора. Индивидуальный резистор применяют только с тем прибором, который градуировался с ним
П Р А К Т И Ч Е С К А Я Р А Б О Т А №4
Выбор электроизмерительного прибора
Цель работы:
изучение основных правил выбора электроизмерительных приборов; ознакомление с условными обозначениями, наносимыми на шкалу измерительных приборов; получение практических навыков выбора измерительных приборов.
Общие сведения
Как известно, для электроизмерительных приборов стандартом установлено девять классов точности:
0,02; 0,05; 0,1; 0,2 — образцовые приборы, применяемые в основном для поверки и градуировки рабочих приборов;
0,5; 1,0 — лабораторные приборы массового применения;
1,5; 2,5; 4,0 — технические приборы.
Приборы более низкой точности служат для оценочных измерений и называются обычно указателями или индикаторами. Приборы специального назначения, например, радиоизмерительные, могут иметь класс точности, отличающийся от перечисленных значений.
Для электроизмерительных приборов класс точности, как правило, указывается в виде числа, равного основной приведенной погрешности, т. е. максимальной абсолютной погрешности, выраженной в процентах от максимального значения измеряемой величины при работе в нормальных условиях. Это число наносится на шкалу прибора.
Комбинированный измерительный прибор может иметь различные классы точности для разных измеряемых значений и родов тока. Многопредельный прибор для измерения одного и того же значения может иметь различные классы точности для различных пределов измерений (различных конечных значений шкалы).
Способность прибора реагировать на изменение измеряемого значения характеризует его чувствительность и оценивается отношением изменения Δ α положения указателя относительно шкалы к изменению Δ Х измеряемого значения, вызвавшему это перемещение, т. е. SX = Δ α/ Δ Х, где SX — чувствительность прибора в данной точке шкалы. Чувствительность электроизмерительного прибора имеет размерность, зависящую от характера измеряемого значения. Например, чувствительность прибора к току можно выразить размерностью дел/А или град/А, а чувствительность к напряжению — размерностью дел/В или град/В.
Если шкала прибора равномерная, то во всех точках шкалы одинаковым изменениям измеряемого значения соответствуют одинаковые угловые или линейные перемещения указателя, т. е. чувствительность прибора постоянна.
Цена деления шкалы (постоянная прибора) аналоговых приборов, градуированных просто в миллиметрах, есть значение, обратное чувствительности:
С = 1/ SX.
Числовое значение измеряемого значения равно произведению числа делений, прочитанных по шкале, на цену деления шкалы.
Выбор электроизмерительного прибора
Выбирая прибор для измерения, необходимо убедиться, что его основные показатели соответствуют всем техническим требованиям, предъявленным к нему условиями измерения и эксплуатации. К таким требованиям относятся, например, род тока, значение измеряемой величины (предел измерений), форма кривой, частота тока, условия окружающей среды, механические воздействия и др.
Особо следует остановиться на выборе прибора по классу точности, а именно:
а) не следует задаваться целью получить погрешность измерений во много раз меньшую допускаемой; например, если допускается относительная погрешность 5 или 10 %, то не следует для измерения выбирать вольтметр, обеспечивающий измерение с погрешностью не более 0,1 %;
б) необходимо помнить, что класс точности прибора характеризует его свойства а отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этого прибора, так как могут быть и другие причины, влияющие на общую погрешность измерений;
в) необходимо помнить, что с меньшей относительной погрешностью измеряется значение, которое отсчитывается при положении стрелки прибора ближе к пределу шкалы (для цифровых приборов – при получении измеряемых значений, приближенных к пределу показаний либо измерений), так как относительная погрешность измерения уменьшается с увеличением значения измеряемой величины. Например, для вольтметра со шкалой 0–100 В класса точности 1,5 предельная абсолютная погрешность равна 1,5 В, а относительные погрешности при измерении 25 и 75 В соответственно равны: