Лабораторная работа — Свойства, характеристики и особенности измерительных приборов в электрической цепи № 200376

Дисциплина: «Электротехника»
Лабораторная работа — Свойства, характеристики и особенности измерительных приборов в электрической цепи № 200376
Цена 250 р.

Цель работы
Ознакомиться со свойствами, характеристиками и особенностями
измерительных приборов в электрической цепи. Получить понятие и
представление о возможных погрешностях измерений. Ознакомиться со
способами рационального использования приборов.

Объект и средства исследования
Схема электрической цепи показана на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема электрической цепи

Приемником электроэнергии служит нагревательное устройство, которое обладает активно-индуктивным характером в цепи синусоидального тока. Для питания цепи используется регулируемый источник электроэнергии синусоидального напряжения стандартной частоты 50 Гц.

Программа работы
1. Ознакомиться с характеристиками электроизмерительных приборов и занести их в таблицу «Спецификация приборов».
2. Проанализировать электрические цепи. Указать ошибки, допущенные при подключении приборов. Выбрать правильно собранную цепь.
3. Выполнить прямые измерения в электрической цепи.
4. Определить абсолютные и относительные погрешности измерений для разных приборов при разных пределах измерений.
5. Выполнить косвенные измерения. Определить параметры приемника и определить погрешности косвенных измерений.
6. Сформулировать выводы и рекомендации по использованию электроизмерительных приборов.

Характеристики измерительных приборов
Характеристики приборов, используемых в работе, занесены в таблицу 1.

Выполнение прямых измерений
Для выполнения прямых измерений включить источник электроэнергии и, изменяя напряжение регулятора, установить температуру нагревательного устройства t = 180 ºC.
Установить необходимые пределы измерения приборов. Значения пределов измерений занести в таблицу 2.
Определить показания приборов в делениях шкалы. Определить результат измерения в единицах измеряемых величин. Результаты занести в таблицу 2.
Изменить пределы измерения приборов и повторить измерения при других пределах измерений.
Результат измерения определяется ценой деления прибора и отклонением стрелки прибора:

A = CA n,
где CA – цена деления при установленном пределе измерения прибора,
n – показание прибора в делениях шкалы.

Выполнение работы:
1. Класс точности измерительного прибора – это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых установлены в стандартах на отдельные виды средств измерений.
Для того чтобы заранее оценить погрешность, которую внесет данное средство измерений в результат, пользуются нормированными значениями погрешности. Под ними понимают предельные для данного типа средства измерений погрешности.
На шкале измерительного прибора маркируют значение класса точности измерительного прибора в виде числа, указывающего нормированное значение погрешности. Выраженное в процентах, оно может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т. д.
Если на шкале измерительного прибора цифра класса точности не подчеркнута, например “0,5”, это означает, что прибор нормируется приведенной погрешностью нуля δо = 0,5 %. У таких приборов для любых значений х граница абсолютной погрешности нуля постоянна.
Однако будет грубейшей ошибкой полагать, что амперметр класса точности 0,5 обеспечивает во всем диапазоне измерений погрешность результатов измерений ±0,5 %. Значение погрешности δо увеличивается обратно пропорционально х, то есть относительная погрешность δ(х) равна классу точности измерительного прибора лишь на последней отметке шкалы (при х = хк). При х = 0,1хк она в 10 раз больше класса точности. При приближении х к нулю δ(х) стремится к бесконечности, то есть такими приборами делать измерения в начальной части шкалы недопустимо.
Системы измерительных приборов – это классификация электроизмерительных приборов (электромеханического действия) по физическому принципу действия измерительного механизма, то есть по способу преобразования электрической величины в механическое действие подвижной части.
Тип системы измерительных приборов, как и род тока, в цепях какого тока можно применять данный прибор, обозначают условными знаками на шкале прибора.
Не вдаваясь в излишние подробности, заранее установим, что в нашем случае все приборы для измерения величин переменного однофазного тока, электромагнитной и электродинамической систем измерения.
Электромагнитная система характерна тем, что вращательный момент на стрелке прибора создаётся между неподвижной катушкой с током и подвижным ферромагнитным сердечником, с этой стрелкой соединенным.
В приборах же электродинамической системы вращательный момент создаётся между двумя катушками с током: подвижной и неподвижной. Вращательный момент пропорционален произведению токов в катушках. Электродинамическое усилие основано на взаимодействии обоих токов с полями (закон Ампера). Аналогов такой системы в двигателях не существует, в связи с малыми вращающими моментами.
Приступая к измерениям, необходимо прежде всего подобрать приборы с учетом их пределов измерений.
Пределы измерения — это минимальное (нижний предел) и максимальное (верхний предел) значения шкалы прибора. Чаще всего предел измерения один, но может быть два. Например, 25 сантиметровая линейка имеет один предел (верхний). Он равен 25 см. У термометра два предела: верхний предел измерения температуры равен +50 °С; нижний предел измерения — -40 °С.
Область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы средства измерений, называется диапазон измерений.
В большинстве измерительных приборов, как например и в нашем случае, диапазон измерений прибора регулируется. Это происходит путем изменения значения верхнего предела измерения с помощью соответствующих переключателей на приборе.
Теперь рассмотрим подробнее представленные нам приборы:
“Амперметр”. Мы имеем амперметр однофазного переменного тока, электромагнитной системы измерения, класса точности измерений ±0,5%, с регулируемым верхним пределом измерения на 3 уровня: это 10, 20 и 50А. Соответственно, диапазон его измерения будет от 0 до 10, 20 и 50А. На его шкале отмечено 50 делений.
Вычислим цену деления прибора, и занесем результат в таблицу.
Цена деления – это значение наименьшего деления шкалы прибора.
Чтобы определить цену деления шкалы, необходимо имеющийся у нас конкретный верхний диапазон измерения прибора разделить на число делений его шкалы.