| Магнитоэлектричский прибор | Электростатический прибор | |||||||||||
 
| Электромагнитный Прибор | Тепловой прибор | |||||||||||
 
| Электродинамический прибор | Защита от магнитных полей |
Символьные обозначения класса точности некоторых электроизмерительных приборов, указания по назначению приборов для цепей постоянного, переменного или для постоянного и переменного токов, рабочая установка прибора и другая информация, которая обычно необходима для правильной эксплуатации прибора и которая наносится на его шкалу изготовителем, приведена в таблице 1.3.
Таблица 1.3.
Символьные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов.
 1.5
| Класс точности | Прибор постоянного тока | |
 
| Смотри дополнительные указания | Прибор переменного тока | |
  
| Измерительная цепь изолирована от корпуса прибора и испытана напряжением 2 кВ | Прибор постоянного и переменного тока | |
     
*
| Зажим: – общий; – положительный; – отрицательный. |
| Установка прибора: – горизонтальная; – под углом; – вертикальная. |
Таблица 1.4.
Условные обозначения некоторых элементов электрических и электронных схем.
| Источник постоянного тока | Вольтметр | ||
| Резистор: – регулируемый – нерегулируемый; | Милливольтметр | ||
| Потенциометр | Омметр | ||
| Диод | Осциллограф | ||
| Индуктивность: – без сердечника; – с сердечником | Амперметр | ||
| Конденсатор: – регулируемый; – нерегулируемый. | Микроамперметр | ||
 
| Фотоэлемент | Цифровой прибор | |
| Заземление |
1.3.1 Основные характеристики электроизмерительных приборов.
К основным характеристикам электроизмерительных приборов относятся: уравнение преобразования (градуировочная характеристика, отображенная шкалой прибора), чувствительность, порог чувствительности (цена деления), погрешность показаний прибора (класс точности). Уравнение преобразования y = F(х) – функциональная зависимость между выходным y и входным x сигналами. В стрелочных приборах это обычно зависимость деления шкалы n от значения измеряемой величины I, т.е. n = f(I).Это уравнение связывает n и I зависит от принципа действия и конструктивных особенностей прибора. Идеальной функцией преобразования является линейная.
Чувствительность S характеризует способность прибора реагировать на изменения входного сигнала, определяется из уравнения преобразования и представляет собой в случае стрелочных приборов отношение числа делений шкалы Δn к изменению измеряемой величины ΔI, вызвавшему это перемещение:
(1.3)
При линейном преобразовании
(1.4)
Порог чувствительности представляет собой изменение входного сигнала, вызывающее наименьшее изменение выходного сигнала, которое может быть обнаружено с помощью данного прибора. В стрелочных приборах мерой порога чувствительности служит цена деления, равная значению измеряемой величины, которое вызывает отклонение указателя на одно деление шкалы. В приборах с линейным уравнением преобразования цена деления
(1.5)
и, следовательно, для них
(1.6)
Всякое измерение производится с некоторой ошибкой. Для стрелочных приборов существуют ошибки двух типов:
– связанные с конструкцией прибора, определяемые классом точности прибора ε. Каков бы ни был отсчет, конструкция прибора такова, что абсолютная погрешность Dа1 составляет величину
(1.7)
где апр – верхний предел избранного диапазона (калибр прибора);
– связанные с точностью отсчета положения стрелки на шкале, которое может быть отсчитано с точностью до половины цены деления шкалы Δа2.
Таким образом, абсолютная погрешность измерения при учете двух типов ошибок составит
Δа = Δа1 + Δа2
Для того чтобы правильно сделать отсчетизмеряемой величинысо стрелочного прибора, следует:
– проверить нулевое положение стрелки прибораи, если это необходимо, при помощи регулировочного винта установить стрелку на нуль;
– для многопредельных приборов выбрать нужный для отсчета предел измерения и режим постоянного или переменного тока;
– сделать отсчет, располагая глаз по нормали к шкале, а в случае зеркальной шкалы, совмещая стрелку прибора с ее изображением в зеркале.
–
1.3.2. Шунты, добавочные сопротивления и их применение
Шунтом (рис.1.4) называется сопротивление, подключаемое параллельно амперметру, вследствие чего через амперметр проходит только часть измеряемого тока. Если необходимо измерить амперметром ток в k раз больший максимально возможного для этого прибора, то необходимо включить шунт с сопротивлением Rш, удовлетворяющим равенству
, (1.9)
где: k – коэффициент шунтирования 
; I – сила тока в цепи; Ia – сила тока, проходящего через амперметр; R0 – внутреннее сопротивление амперметра.
|
Если U-новый предел измерений вольтметра, Uv-прежний предел измерений вольтметра, то учитывая, что через вольтметр и добавочное сопротивление протекает один и тот же ток, получаем 
. Откуда: Rд=Rv(k – 1), где k=U/Uv.
1.4. Выполнение работы
1.4.1. Изучить приборы, находящиеся на рабочем месте, и записать основные характеристики приборов и других элементов электрических цепей.
1.4.2. Градуировка микроамперметра.
 |
Соберите электрическую схему, приведенную на рис. 1.6 и подключите её к источнику постоянного тока.
После этого:
– подготовьте таблицу для записи экспериментальных результатов по форме:
| I изм.пр, мкА | ||||||||||||
| I эталон.пр, мкА | ||||||||||||
| Абс. погрешн. | ||||||||||||
| Отнсит. погрешн. |
– определите цену деления шкалы микроамперметра;
– вращая ручку сопротивления R1, установить стрелку микроамперметра на "0". На цифровом табло прибора В7-21А также должно высвечиваться нулевое значение силы тока; внесите эти данные в таблицу;
– медленно вращая ручку сопротивления R1, установить стрелку микроамперметра на деление, соответствующее силе тока 5мкА и определите значение силы тока по эталонному цифровому прибору; данные внесите в таблицу;
– повторите измерения, каждый раз увеличивая силу тока на 5мкА до конца шкалы микроамперметра;
– заполните таблицу, рассчитайте абсолютные и относительные погрешности измерений в каждой точке, постройте градуировочную кривую микроамперметра Iизм.пр=f(Iэталон.пр.).
1.4.3 Расширение предела измерения микроамперметра и его градуировка.
 |
Соберите схему, приведенную на рис.1.7.
 |
– подготовьте таблицу для записи экспериментальных результатов по форме:
| U изм.пр, В | ||||||||||||
| U эталон.пр, В | ||||||||||||
| Абс. погрешн. | ||||||||||||
| Относит. погрешн. |
– последовательно с нагрузкой R2включите исследуемый прибор μA, работающий в режиме вольтметра, и образцовый вольтметр ЭП (В7-21А);
– схему подключите к источнику, клеммы которого обозначены на панели = U;
– снимите зависимость n(I)-числа делений шкалы mA от силы тока (ЭП);
– постройте график n(I). Нанесите на график погрешности измерений. Определите цену деления и чувствительность mA.
– Проведите измерения сопротивлений Rш, R2 и R1+R' при помощи прибора B7-21A;
– определите коэффициент шунтирования kи, зная сопротивление шунта, вычислить внутреннее сопротивление амперметра R мкА.
1.4.4 Градуировка вольтметра по постоянному напряжению
В качестве вольтметра используется тот же стрелочный прибор, что и при выполнении предыдущего задания, но к нему подключается добавочное сопротивление Rд = R2.
 |
Соберите схему, приведенную на рис.1.8.
–
 |
снимите зависимость числа делений прибора n от напряжения Uмежду точками ab n=n(U);
– постройте градуировочный график;
– определите цену деления и чувствительность прибора по напряжению.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается смысл измерения физической величины?
2. Перечислите назначение и способы включения переменного сопротивления в электрическую цепь.
3. Можно ли измерить силу тока в 2А с помощью использованного в работе стрелочного микроамперметра? Если да, то как?
4. Что означает класс точности электроизмерительного прибора?
5. Как определить абсолютную погрешность измерения стрелочного прибора? цифрового прибора?
6. Какие физические явления используются для преобразования силы тока в момент силы, момента силы в перемещение стрелки, напряжения в силу тока?
7. Что такое чувствительность и цена деления прибора?
8. Перечислите основные характеристики электроизмерительных приборов?
9. Каков принцип действия приборов магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем?
10. Объяснить смысл условных обозначений на использованном стрелочном приборе.