42482

Расширение пределов измерений приборов магнитоэлектрической системы

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Для того чтобы на основе гальванометра сделать амперметр параллельно гальванометру подключают сопротивление называемое шунтом рис. Так как требовалось расширить предел измерения гальванометра по току в n раз то ; тогда и 5.4 Если цена деления гальванометра по току равна k1 цена деления амперметра стала равной k1n а чувствительность прибора при этом уменьшилась в n раз.

Русский

2013-10-29

94 KB

52 чел.

Лабораторная работа № 5

Расширение пределов измерений приборов

магнитоэлектрической системы

Цель работы: изучить методы расчёта шунтов и добавочных сопротивлений; расширить пределы измерения гальванометра по току и напряжению; экспериментально проверить выполненные расчёты.

Оборудование: гальванометр, два магазина сопротивлений, реостат, амперметр, вольтметр, источник питания постоянного тока, ключ, трёхполюсный переключатель.

5.1. Краткие теоретические сведения

За основу измерительного прибора часто берут чувствительный гальванометр. Подключив к нему различным способом сопротивления, его применяют в зависимости от целесообразности для измерения напряжения или тока. Это возможно, так как по закону Ома напряжение и ток прямо пропорциональны друг другу. Амперметры и вольтметры отличаются внутренними сопротивлениями, ценой деления и шкалами.

Для того чтобы на основе гальванометра сделать амперметр, параллельно гальванометру подключают сопротивление, называемое шунтом (рис. 5.1).

При параллельном соединении напряжение на приборе и шунте одинаково, т.е.

                                      (5.1)

а общий ток равен сумме токов, протекающих через шунт и прибор

                                      (5.2)

Из (5.2) найдём  и подставим его в (5.1):

                                      (5.3)

откуда .

Так как требовалось расширить предел измерения гальванометра по току в n раз, то ; тогда  и

                                                       (5.4)

Если цена деления гальванометра по току равна k1, цена деления амперметра стала равной k1n, а чувствительность прибора при этом уменьшилась в n раз.

Для использования гальванометра в качестве вольтметра к гальванометру последовательно подключают добавочное сопротивление (рис. 5.2).

Пусть Un − напряжение на гальванометре, при котором его стрелка отклоняется на всю шкалу, и требуется этим прибором измерить напряжение U в n раз большее Un, т.е. .

При последовательном подключении к гальванометру добавочного сопротивления  сопротивление полученного вольтметра , а напряжение на нём

                                            (5.5)

или , но ; .

Разделив левую и правую части на , получим искомое сопротивление . ; ;

                                                      (5.6)

Длину проволочных шунтов и добавочных сопротивлений можно определить так:

                                                        (5.7)

где S − площадь поперечного сечения проводника; − удельное сопротивление проводника.

Класс точности шунтов и добавочных сопротивлений должен соответствовать классу точности прибора, пределы измерения которого расширяются. Для изготовления их используют проводники с малым коэффициентом температурного сопротивления и малым коэффициентом термоЭДС (например, манганин).

5.2. Порядок выполнения работы

Задание 1. Расширение предела измерения по току.

  1.  Получить у преподавателя задание: во сколько раз нужно расширить предел измерения гальванометра, т.е. значение числа n.
  2.  Собрать цепь по схеме рис. 5.3, где R0 − магазин сопротивлений Р33; Rш − магазин сопротивлений Р32.

  1.  С помощью ручек сопротивления R0 установить максимальное сопротивление.
  2.  Замкнуть ключ К1. Изменяя значение R0, добиться отклонения стрелки гальванометра на всю шкалу.
  3.  Разомкнуть ключ К2.
  4.  Рассчитать сопротивление шунта (5.4).
  5.  Набрать с помощью ручек Rш найденное значение сопротивления шунта.
  6.  Замкнуть ключ К2 и подрегулировать точное положение стрелки на максимальное деление шкалы.
  7.  Замкнуть ключ К1. Если расчёт и установка шунта выполнены верно, то стрелка гальванометра должна установиться на число делений в n раз меньшем, чем при разомкнутом ключе К1, т.е. при отсутствии шунта.
  8.  Рассчитать длину проволоки, которую можно использовать в качестве шунта для того, чтобы расширить предел измерения гальванометра по току в то же число раз (5.7).

Задание 2. Расширение предела измерения гальванометра по напряжению.

1. Собрать цепь по схеме (рис. 5.4)

2. Рассчитать добавочное сопротивление по формуле (5.6), где все значения оставлены прежними, и выставить его с помощью ручек магазина сопротивлений.

3. Поставить ключ К2 в положение 1.

4. Включить ключ К1 и изменением сопротивления потенциометра добиться максимального отклонения стрелки гальванометра.

5. Перевести ключ К2 в положение 2. Если значение дополнительного сопротивления рассчитано и установлено верно, то показание гальванометра будет в n раз меньше, чем первоначальное.

6. Рассчитать длину добавочного сопротивлении.

Контрольные вопросы

  1.  Что называется ценой деления прибора? чувствительностью?
  2.  Смысл и назначение множителей шунта и добавочного сопротивления?
  3.  Как расширить предел измерения амперметра? вольтметра?
  4.  Каково соотношение между внутренним сопротивлением амперметра и сопротивлением цепи, в которую он включается? Почему?
  5.  Каково соотношение между внутренним сопротивлением вольтметра и сопротивлением участка, на котором измеряется напряжение? Почему?
  6.  Как и почему изменяется чувствительность амперметра при использовании шунта?
  7.  Как и почему изменяется чувствительность вольтметра при подключении добавочного сопротивления?
  8.  Какие требования предъявляются к материалам, используемым для изготовления шунтов? добавочных сопротивлений?
  9.  Почему приборы магнитоэлектрической системы имеют равномерную шкалу?

[8; 9]

40


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52598. MONEY YESTERDAY AND TODAY 48 KB
  When people make more production they need, they want to exchange it for something else. But what to do if the product is big and heavy? So people invent money. We use it to buy and sell goods and make savings. In old time in different countries there were various types money: animal skins and cattle, cocoa beans and salt, shells and stones....