42197

Вивчення будови, принципу дії амперметрів та вольтметрів. Визначення їх метрологічних характеристик

Лабораторная работа

Физика

Якщо статична характеристика лінійна у=кх то коефіцієнт к називається чутливістю вимірювального приладу; ціна поділки ЗВ ; ціна одиниці найменшого розряду числа в показах цифрового приладу ; 2 похибки ЗВ: Абсолютна відносна приведена похибки ЗВ; Похибки поділяються на статичні які виникають при вимірюванні постійних величин динамічні які виникають при вимірюванні змінних величин. До числа характеристик похибок відноситься також варіація вихідного сигналу або варіація показів вимірювального приладу.8485]: метод порівняння з...

Украинкский

2013-10-27

93 KB

22 чел.

Лабораторна робота № 4

Вивчення будови, принципу дії амперметрів та вольтметрів. Визначення їх метрологічних характеристик

4.1 Мета роботи

Визначити основні метрологічні характеристики засобів вимірювання і отримати практичні навики при повірці електромеханічних амперметрів та вольтметрів різних систем.

4.2 Програма роботи

В процесі підготовки до заняття студенту потрібно вивчити і опрацювати дані методичні вказівки і рекомендовану літературу. Підготувати відповіді на контрольні запитання, а також оформити звіт.Проводячи ряд вимірювань струму та напруги, навчитись розрізняти прямі та інші види вимірювань, методику визначення дійсної вимірюваної величини. Провести повірку амперметрів та вольтметрів різних систем методом порівняння. Дослідити основні метрологічні характеристики запропонованих технічних засобів. Здійснити обробку результатів досліджень.Зробити висновки згідно проведеної роботи.

4.3 Основні  теоретичні положення.

З точки зору загальних методів вимірювання в метрології розрізняють прямі, непрямі, сукупні та сумісні вимірювання. Найпростіші і найбільш точні серед них є прямі вимірювання.

Прямим вимірюванням називається, вимірювання, при якому шукане значення величини знаходять безпосередньо з експериментальних даних.

Всі вимірювання виконуються за допомогою технічних засобів, які мають нормовані похибки і називаються засобами вимірювання. Технічні характеристики, які описують ці властивості та впливають на результати і похибки вимірювань, називають метрологічними. Найважливіші з них регламентуються міждержавним стандартом ГОСТ 8.009-72 “ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений”.

До основних метрологічних характеристик належать:

1) характеристики функції перетворення ЗВ:

Статична характеристика встановлює залежність  y = f(x) інформаційного параметра вихідного сигналу від інформаційного параметра х вхідного сигналу.

Якщо статична характеристика лінійна у=к·х, то коефіцієнт к називається чутливістю вимірювального приладу;

  •  ціна поділки ЗВ ;
  •  ціна одиниці найменшого розряду числа в показах цифрового приладу ;

2) похибки ЗВ:

Абсолютна, відносна, приведена похибки ЗВ;

Похибки поділяються на статичні, які виникають при вимірюванні постійних величин, динамічні, які виникають при вимірюванні змінних величин.

Статичні похибки поділяються на систематичні та випадкові.

До числа характеристик похибок відноситься також варіація вихідного сигналу або варіація показів вимірювального приладу.

3) динамічні характеристики ЗВ ;

Динамічна характеристика ЗВ знімається при перехідних процесах, які відбуваються при експлуатації приладів і характеризується постійною часу Т .

4) чутливість ЗВ ;

За метрологічним призначенням ЗВ розділяють на еталони і робочі.

Робочі еталони призначені для передачі розміру одиниць від державного еталона до робочого ЗВ.

Для визначення деяких метрологічних характеристик ЗВ проводиться повірка.

Всі прилади у відповідності з ГОСТ–8513–84 періодично підлягають повірці. Повіркою називається визначення за допомогою еталона похибки ЗВ і встановлення його придатності до експлуатації. Повірка вимірювальних приладів здійснюється одним і двох методів [5, с.84-85]:

  •  метод порівняння з державним еталоном, який відтворює вимірювану величину ;
  •  метод порівняння приладу, що повіряється і деякого робочого еталону при вимірюванні однієї і тієї ж величини.

Основним технічно-нормативним документом, який встановлює вимоги до умов, методів і засобів повірки аналогових амперметрів і вольтметрів є ГОСТ 8.497-83 “Амперметры, вольтметры, ваттметры, варметры. Методы и средства поверки”.

Згідно цього ГОСТу при повірці аналогових амперметрів і вольтметрів виконуються наступні операції: зовнішій огляд прилада; перевірка працездатності; визначення впливу нахилу на покази приладу; перевірка електричної міцності ізоляції і визначення опору ізоляції; визначення основної похибки і варіації показів; визначення величини неповернення стрілки до нуля.

Робочі ЗВ повіряються робочими еталонами, найчастіше методом порівняння. Суть цього методу полягає в тому, що одне і теж значення величини вимірюється одночасно двома приладами: еталоном і приладом, що повіряється. Отримані значення порівнюються і за ними визначається похибка приладу. Вона порівнюється з допустимою основною похибкою приладу, що повіряється. Після цього робиться висновок про придатність його до експлуатації.

Опис схеми повірки амперметра та вольтметра

В роботі потрібно здійснити повірку методом порівняння амперметра та вольтметра рисунки 4.1, 4.2, 4.3.

Рисунок 4.1Схема повірки вольтметра типу Є378 методом порівняння

Рисунок 4.2 — Схема повірки амперметра типу Є378 методом порівняння

Рисунок 4.3 — Схема повірки вольтметра типу М285К методом порівняння

В схемах рисунків 4.1 і 4.3 – Vn – вольтметр, що повіряється; V0 – зразковий прилад (для схеми 4.1: вольтметр магнітоелектричної системи типу Э59 класу 0,5; для схеми 4.3: вольтметр магнітоелектричної системи типу М243 класу 0,2). В схемі рисунка 4.2, Ап – амперметр, що повіряється; А0 – взірцевий амперметр феродинамічної системи типу Д57, класу 0,1.

Для зміни напруги та струму на вході схем включаються: лабораторний автотрансформатор (ЛАТР) схеми 4.1, 4.2; реостат на 160 Ом, схема 4.3. Для обмеження струму в колі (рисунок 4.2) використовується додатковий опір на 2 Ома.

На вхід схеми 4.1, 4.2 подається змінна напруга 220В, 50Гц; а схеми 4.3 постійна напруга  20 В з джерела постійної напруги  

4.4 Порядок виконання роботи

Повірка амперметрів і вольтметрів

    4.4.1 Здійснити повірку амперметра або вольтметра. Для цього зібрати схему що зображена на рисунку 4.1 (згідно завдання викладача). Встановити стрілку на нульову позначку, а потім, плавно збільшуючи значення вимірюваної величини підвести її до першої оцифрованої поділки шкали. Записати в протокол повірки покази взірцевого приладу та приладу, що повіряється. Згодом, так само порівнюють покази на всіх оцифрованих відмітках шкали приладу, що повіряється, спочатку при плавному збільшенні вимірюваної величини від нуля до максимуму, а згодом при зменшенні її від максимуму до нуля. Згідно даних формул обчислюють дійсне значення виміряної величини, абсолютні, відносні та приведені похибки і варіацію. Всі вимірювання та обчислення вносяться в протокол повірки.

Метрологічні характеристики

   4.4.2 Зібрати одну із схем рисунків 4.1, 4.2, 4.3 (згідно завдання викладача) і визначити ціну поділки приладів. Змінюючи вхідну величину, побудувати статичну характеристику приладу αu= f (Uвх)  або αI = f (Івх) та визначити згідно неї чутливість приладу.

   Визначити час заспокоєння коливань рухомої частини приладу, що повіряється (цей час не повинен перевищувати 4 секунди). Для цього встановити значення вимірюваної величини, яке б відповідало середній відмітці шкали, виключити джерело живлення і знову його включити, засікаючи при цьому по секундоміру час від моменту включення до моменту, коли відхилення стрілки від положення рівноваги буде менше 1 %. Це дозволяє наближено оцінити постійну часу передаточної характеристики:     Т =  tзасп / 3 .

Протокол повірки оформляється згідно форми:

Протокол повірки

(амперметру, вольтметру) типу ____________, класу ________, ____________ системи, заводський № _____________, завод виготовлювач _______________, рік виготовлення ______, з межами вимірювання ________ для _________ струму (напруги).

Умови повірки:

Температура навколишнього середовища __________, спосіб монтажу _____________, частота змінного струму _________.

Повірка проводилась на межі ________ в діапазоні ___________ з допомогою взірцевого приладу типу ___________, класу ________, системи _________, заводський № ____________ завод виготовлювач _____________, рік виготовлення _________, межа вимірювання ________.

Ціна поділки приладу, що повіряється __________, взірцевого приладу _________.

Нормоване значення діапазону вимірювання ____________.

Результати повірки приладу:

Таблиця 4.1 — Таблиця повірки приладів

Покази приладу, що пові-ряємо,

В (А)

Покази робо-чого ета-лону

В (А)

Похибки

Варіація приладу, що пові-ряється

Абсо-лютна

В  (А)

Від-носна,

%

Приве-дена,

%

Пря-мий

хід

Зворот-ній

хід

   4.4.3 Зробити висновок, в якому вказати метрологічні характеристики приладів з якими проводились дослідження та про придатність повіреного приладу для використання.

4. 5 Обробка результатів. Основні формули для обчислення

Точність вимірювання визначається як різниця між виміряним значенням  і дійсним значенням  вимірюваної величини. Ця різниця називається абсолютною похибкою приладу

     

( 4.1 )

Разом з абсолютною похибкою точність характеризують відносними безрозмірними величинами – відносною та приведеною похибками.

Відносна похибка – це відношення абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної величини:

   

( 4.2 )

Приведена похибка – це відношення абсолютної похибки до нормуючого значення N (верхня межа вимірювання, довжина шкали, діапазон вимірювання).

       

( 4.3 )

Ціна поділки приладу визначається за формулою

  

( 4.4 )

де А – межа вимірювання,

    n – число поділок шкали.

Варіація приладу визначається як найбільша різниця показів приладу при повірці, одержаних при прямому та зворотному ході, на одній і тій же оцифрованій відмітці.

4. 6 Контрольні запитання

4.6.1 Які існують методи вимірювання?

4.6.2 Як визначається клас точності приладу?

4.6.3 Від чого залежить позначення класу точності на засобі вимірювання?

4.6.4 Які метрологічні характеристики Ви знаєте?

4.6.5 Як визначається приведена похибка і нормуюче значення?

4.6.6 Як визначається абсолютна і відносна похибки?

4.6.7 Що таке варіація?

4.6.8 В чому полягає суть методу порівняння?

4.6.9 Яка різниця між прямими і непрямими вимірюваннями?

4.6.10 Як ціна поділки шкали приладу залежить від чутливості приладу?

PAGE   \* MERGEFORMAT 32


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22669. Совершенствование процедуры аттестации госслужащих МКУ ЦБ МУО Орджоникидзевского района город Уфа 1.59 MB
  Аттестация государственных служащих декларируется современным законодательством в качестве обязательной нормы для определения уровня профессиональной подготовки и соответствия государственного служащего занимаемой должности государственной службы, а также для решения вопроса о присвоении ему квалификационного разряда.
22670. Релігієзнавство як галузь гуманітарного знання 65.5 KB
  Релігія і в наші часи продовжує залишатися суттєвим елементом духовного життя суспільства. Мільйони наших сучасників сприймають її, як природне завершення особистого життєвого досвіду, з хвилюванням читають Біблію, Коран як книги, що написані спеціально для них
22671. Досліди Франка і Герца по визначенню потенціалів іонізації 536 KB
  Докази квантування рівнів енергії електронів в атомі були отримані в дослідах Франка і Герца 1913. Порція енергії 49 еВ передається атому ртуті а енергія електрона зменшується на ту ж величину. При подальшому збільшенні потенціалу U зона зіткнень електронів з атомами ртуті зсувалась до катода К і електрони вже встигали набрати достатньо енергії після зіткнення для подолання UЗ ділянка CD. Знаючи початкову і кінцеву енергію електрона тобто його енергію до і після непружнього співудару можна вирахувати положення збуджених рівнів...
22672. Методи реєстрації і спектрометрії ядерних випромінювань 196.5 KB
  Під ядерним випромінюванням розуміють частинки що утворюються в наслідок ядерних перетворень. Частинки випромінення поділяють на 3 групи: 1. Заряджені частинкиер альфачастинки осколки ділення. Нейтральні частинкинейтрони.
22673. Нелінійна поляризованість. Явище генерації гармонік 50.5 KB
  Теорія лінійної поляризованості всановлює залежність показника заломлення від частоти. Нелінійна квадратична поляризованість вміщує різні комбінаційні частоти початкових електромагнітних хвиль. Отже породжені єю вторинні хвилі мають тіж самі різні комбінаційні частоти і росповсюджуються з різними швидкостями в відповідності до закону дисперсії. Інтерференція може відбуватися лише між хвилями однакової частоти випроміненими в різних точках середовища.
22674. Хвильові властивості частинок. Хвилі де Бройля 42 KB
  Хвилі де Бройля. Згідно гіпотези де Бройля для частинки речовини виконується співвідношення: E= =2 p=mV – імпульс частинки  довжина хв. де Бройля співвідношення де Бройля.де Бройля що описує вільний рух матеріальної частинки має вид : А – амплітуда плоскої монохроматичної хвилі радіус вектор частинки t – час.
22675. Рівняння Шредінгера. Інтерпретація хвильової функції 65.5 KB
  В квантовій механіці рівняння Шредінгера відіграє ту ж роль що і рівняння руху Ньютона в класичній механіці і рівняння Максвела в електродинаміці.Розглянемо тримірне хвильове рівняння і застосуємо його до хвиль де Броля. Найбільш важливим частковим випадком рішення хвильового рівняння є рішення виду: 2. Оскільки [потенціальна енергія ] рівняння 3 набуває вигляду стаціонарне рівняння Шреденгера оскільки вважалося що а значить і не залежать від часу.
22676. Співвідношення невизначеності Гейзенберга та приклади його проявів 63.5 KB
  Дві фізичні величини не можуть мати одночасно певні значення в жодному стані якщо їх оператори не комутують. В довільному стані фізичні величини відповідні цим операторам мають середнє значення визначені інтегралами: . З цієї формули випливає що якщо в деякому стані імпульс має певне значення =0 то координата х в цьому стані невизначена зовсім і навпаки. Згідно отриманій нерівності мікрочастинка не може знаходитись у стані строгого спокою який характеризується значеннями .
22677. Енергетичний спектр атома водню. Правила відбору 67 KB
  Сукупність спектральних ліній – спектральні серії. Пізніше були досліджені серії в ультрафіолетовій і інфракрасній обл. Перша лінія кожної серії відповідає мінімальному значеню n і має мінімальну частоту. По мірі збільшення n лінії кожної спектральної серії згущуються частота їх зростає.