Выбор электроизмерительного прибора

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 (R_ш), 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. S_X = Δ α/ Δ Х, где S_X — 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/ S_X.

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: