11423

РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Лабораторная работа

Физика

Лабораторная работа № 8 РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Овладеть методом расчета шунтов и добавочных сопротивлений. Подобрать шунт и добавочное сопротивление к предложенным приборам. ПРИБОРЫ: 1.Миллиампе

Русский

2013-04-07

963 KB

99 чел.

Лабораторная работа № 8

РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ
ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

  1.  Овладеть методом расчета шунтов и добавочных сопротивлений.
  2.  Подобрать шунт и добавочное сопротивление к предложенным приборам.

ПРИБОРЫ:

1.Миллиамперметр (20-40 mA).

2.Вольтметры: Э-59, Э-515 (60300 В), (7.560 В).

3.Реостаты (5000 Ом, 0,2 А); (30 Ом, 5 А).

4.Амперметр Э-514 (1-2 А).

5.Выпрямитель В-24М.

6.РНШ.

7.Магазин сопротивлений Р-33.

ТЕОРИЯ РАБОТЫ
I. ШУНТЫ

Шунт применяют для расширения пределов измерения электроизмерительных приборов по току, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую – через измерительный механизм. Шунты имеют небольшие сопротивления и применяются, главным образом, в цепях постоянного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.

На рис.1. приведена схема включения амперметра с шунтом Rш. Ток Iном., протекающий через амперметр, связан с измеряемым током I зависимостью:

(1),

где RА – сопротивление измерительного механизма.

Если необходимо, чтобы ток Iном. был в n раз меньше тока I, то сопротивление шунта должно быть:

,

где n = I/ Iном–коэффициент шунтирования.

Рис.1.

Схема подключения шунта к амперметру.

Шунты изготавливают из манганина. Если шунт рассчитан на небольшой ток (до 30 А), то его обычно встраивают в корпус прибора (внутренние шунты). Для измерения больших токов используют приборы с внешними шунтами.

Шунты разделяются по классам точности 0,02; 0,05; 0,1,0; 0,2; 0,5. Число, определяющее класс точности, означает допустимое отклонение сопротивления шунта в процентах от его номинального значения. Серийные шунты выпускаются для токов не более 5000 А. Для измерения токов свыше 5000 А допустимо параллельное соединение шунтов.

II. ДОБАВОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ (РЕЗИСТОРЫ)

Добавочные резисторы служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров различных систем и других приборов (счетчики энергии, фазометры и т.д.).

Добавочный резистор включается последовательно с вольтметром (рис.2.).

Схема подключения добавочного сопротивления к вольтметру.

Ток в цепи, состоящей из вольтметра с сопротивлением RV и добавочного резистора Rд, выражается следующим образом:

(3),

где U – измеряемое напряжение.

Если вольтметр имеет предел измерения Uном. и сопротивление RV, а при помощи добавочного резистора Rд надо расширить его предел измерения в n раз, то учитывая постоянство тока I, протекающего через измерительный механизм вольтметра, можно записать:

,

отсюда:

Добавочные резисторы изготавливаются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы из изоляционного материала. Они применяются в цепях постоянного и переменного тока.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

В ходе лабораторной работы необходимо выполнить следующие задания:

  1.  Рассчитать шунт к предложенному миллиамперметру. Коэффициент шунтирования n задается преподавателем. В качестве шунта использовать магазин Р-33, причем при выборе величины тока, который будет идти в реальной схеме, необходимо учитывать возможности магазина.

Внимание! 

При включении магазина Р-33 в схему нельзя
допускать, чтобы токи через него превосходили
значения, указанные в таблице.

Декады (Ом)

9·0,1

9·1

9·10

9·100

9·1000

9·10000

Допустимая сила тока (А)

0,5

0,5

0,16

0,05

0,016

0,005

Собрать цепь по схеме (рис.3), где   - выпрямитель В – 24М,

Схема I.

mA-шунтированный прибор, А – контрольный амперметр, RН – нагрузка. В качестве нагрузки выбрать один из предложенных реостатов. Сопротивление нагрузки нужно предварительно рассчитать, исходя из возможностей шунтированного прибора и величины э.д.с., выбираемой студентом. Определить Сш - новую цену деления шунтированного миллиамперметра.

Измерить ток I шунтированным миллиамперметром, Iк –контрольным амперметром, сравнить результаты измерений. Объяснить различия в показаниях.

Рассчитать токи: ImA–ток, текущий через миллиамперметр, Iш–ток, текущий через шунт.

Погрешность Rш оценить, используя класс точности магазина Р-33. Результаты измерений и расчетов внести в табл. 1.

Таблица 1

R mA

n

Rш

Rш

Cном

Сш 

I

Iк

I mA

Iш

(Ом)

(Ом)

(Ом)

(mA/дел)

(A/дел)

(А)

(А)

(А)

(А)

  1.  Рассчитать добавочное сопротивление к предложенному вольтметру. Коэффициент n задается преподавателем. Определить Сд - цену деления после расширения предела измерения. В качестве дополнительного сопротивления использовать магазин сопротивлений Р-33.
  2.  Собрать цепь по схеме (рис.4), где в качестве источника питания использовать РНШ, V1–вольтметр с добавочным сопротивлением, V2–контрольный вольтметр. Измерить напряжение U вольтметром V1 с добавочным сопротивлением и Uк–контрольным прибором. Сравнить результаты измерения, объяснить их.

Схема II.

  1.  Рассчитать напряжения:

Uv– на вольтметре V1 и Uд - на добавочном резисторе.

Погрешность добавочного сопротивления оценить, используя класс точности магазина Р-33. Результаты измерений и расчетов внести в табл. 2.

Таблица 2.

RV1

n

Rд

Rд

Cном

Cд.

U

Uк

UV

Uд

(Ом)

(Ом)

(Ом)

(в/дел)

(в/дел)

(В)

(В)

(В)

(В)

Примечание:

Отчет по данной работе должен содержать следующие позиции:

1. Вывод формул Rш и Rд.

  1.  Расчет Rш и Rд для конкретных приборов.

Расчет Rн к схеме I (рис.3); расчеты ImA, Iш для табл.1.; расчеты Uv, Uдоб. .для табл.2.

Таблицы 1 и 2.

Объяснение результатов сравнения показаний приборов с расширенными пределами и показаний контрольных приборов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

ЦЕЛЬ ЗАДАНИЯ:

овладеть методикой градуировки миллиамперметра для превращения его в омметр.

ПРИБОРЫ:

  1.  Миллиамперметр Э-59 (или Э-514);
  2.  Магазин сопротивления Р-33;
  3.  Реостат;
  4.  Источник питания ИЭПП;
  5.  Вольтметр Э-59 (илиЭ-515).

Задания

1. Используя теорию лаб. работы “Изучение авометра”, составить описание методики градуировки миллиамперметра для превращения его в омметр.

2. Провести расчеты для подбора величины напряжения, тока, сопротивлений, необходимых для градуировки, и регулировочного сопротивления. Определить номиналы необходимых приборов.

3. Проградуировать прибор. Построить градуировочный график, т.е. график зависимости угла отклонения стрелки миллиамперметра (в делениях шкалы) от сопротивления.

4. Измерить величину сопротивления предложенного резистора.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59296. ЩО ТАКЕ ПРИРОДА 117 KB
  Виховувати бережливе ставлення до рослин і тварин потребу у збереженні та збагаченні природних багатств. Роздавальні картки звірів птахів риб індивідуальні картки зашифровки щоденники спостережень підручники учнівські малюнки...
59297. Проведення народних ігор в початковій школі 51.5 KB
  За ким була хустина той ловить утікаючого що повинен стати на місце доганяю чого. Місце проведення: довільне. Якщо ходієві не вдається зайняти місце він бере найближчого гравця за руку залучає інших і веде за собою цілий ряд за коло.
59299. Свято здоровя в літньому таборі 49.5 KB
  Зараз ми спробуємо поставити виставу €œПригоди Катрусі в країні Невмивайній Катруся і Бруднуля разом ти хто Бруднуля: Я Бруднуля Бруднулькун Знаменитий неуважний З вулиці Вантажної. Тут гарно живеться Катруся: А я сама не знаю як сюди потрапила.
59300. Гра-подорож у країну чистоти у порядку 31.5 KB
  Діти не чистять своє взуття не слідкують за одягом не вміють користуватися носовою хустиночкою. Хочу я напитись чаю Але що це Сам не знаю Самовар мій повний вщерть Утікає напереберть Що зробилось Діти чому в бруднулі всі речі повтікали...
59301. Котилася торба з великого горба 31 KB
  Хід гриподорожі Добрий день любідрузі Яке чудове привітання Добрий день це означає що над нами мирне небо що у нас хороше на серці. Добрий день це означає що всі ми бажаємо один одному добра. Треба дружно привітатись Добрий день Дружно голосно сказати: Добрий день...
59302. КОНКУРС-ЗМАГАННЯ «КОЗАЦЬКІ ЗАБАВИ» 62.5 KB
  Для боротьби ми не збирали ані рушниць ані гармат здоровя повен міх набрали вистачить його для всіх команд. Хлопчик 1 команда: Наша невелика команда і поки молодий у неї вік а Тараса ми вибрали за отамана бо він здоровий чоловік.
59303. Мама, тато і я – спортивна сімя 348.5 KB
  Члени кожної команди женуть мяч ногою від кубика до кубика, обходячи кожний то справа, то зліва. Спочатку вони рухаються в один бік, а потім в інший. Передавати мяч наступним гравцям потрібно також ногою.
59304. CЦЕНАРІЙ КВК ПО ХІМІЇ 67 KB
  Ведучий 1: Доброго дня шановні друзі Сьогодні на острові Хімляндії в Клубі веселих та кмітливих відбудеться зустріч двох команд хіміків і екологів. Ведучий 2. Ведучий 1: То ж запрошуємо на сцену для змагання дві команди.