Вимірювання струмів і напруг компенсаторами (потенціометрами) постійного та змінного струмів

Тема

Повірка зразкового амперметра з застосуванням компенсатора постійного струму

2 Мета

2.1.Повіріти градуювання шкали амперметра за допомогою потенціометра

2.2.Дати висновок про відповідність повіряємого амперметра класу точності

3 Технічне забезпечення

Таблиця 6.1.

Назва	Тип	Кіл	Номінальні значення	Ціна поділки	Клас точності	Система механізма
Прилад вимірю-вальний універ-сальний	Р4833
Джерело постій-ного струму	ИПД
Магазин опорів	Р33
Амперметр	М235
Зразкова котуш-ка опору
Рубильник

4 Стислі відомості

4.1. Повірка амперметра полягає у порівнянні показань амперметру I_А з дійсним значенням струму I, що протікає крізь амперметр. Послідовно з повіряємим амперметром вмикається зразковий резистор з опором R_о. По цьому колі пропускається струм, а напруга U_о на потенційних виводах R_о вимірюється компенсатором. Дійсне значення струму знаходиться як відношення результату виміру U_о до опору R_о .

5 Завдання

5.1. Зібрати схему рис.6.1. та показати її для перевірки викладачу.

5.2. Зробити повірку числових відміток шкали амперметру: 30, 60, 90, 120, 150 поділок. Для цього регулюванням декад магазина опорів Р33 встановити струм, при якому покажчик амперметра стане на потрібу відмітку шкали і компенсатором виміряти значення U_о, для всіх поділок (30, 60, 90, 120, 150 поділок).

5.3. Визначити абсолютні похибки DI, наведені похибки g_пр у %, а також поправки - DI для повіряємого амперметра. Результати спостережень та розрахунків записати до табл.6.2.

Рисунок 6.1 – Схема повірки амперметра за допомогою компенсатора

Таблиця 6.2.

Встановити	Виміряти	Обчислити
Спостереження	Показан-ня пові-ряємого амперметру	Значення	Дійсне значення	Дійсне значення	Похибки	Поправка
I	R0	U0	I0	Абсол.	Звед.	DI
	Поділ.	МА	Ом	мВ	мА	мА	%	мА

6 Порядок виконання

6.1. Зібрати схему, розімкнути рубильник потенційні затискачі зразкової котушки опору під’єднати до клем Х, mU, ввімкнути прилад у мережу.

6.2. Натиснути кнопки “П”, “СЕТЬ”, “НЭ”, “Г”, “БП”.

.3. Натиснути кнопку ▲I 1 й виконати установку робочого струму першого контура потеніометра. Для цього встановити стрілку гальванометра на нуль обертанням ручок “РАБОЧИЙ ТОК” 1 I та 1 I , спочатку при натисненій кнопці , а після цього при натисненій кнопці .

6.4. Натиснути кнопку ▲I 2 й виконати установку робочого струму другого контура потенціометра. Для цього встановити стрілку

гальванометра на нуль обертанням ручок “РАБОЧИЙ ТОК” спочатку при
натиснутій кнопці , а після цього при натиснутій кнопці .

6.5. Розрахувати напруги U₀, що будуть зміряні потенціометром на зразковій котушці R₀ на означених поділках шкали й записати до табл. 6.2 (U₀ = I × R₀).

6.6. Замкнути рубильник S, регулюючи опір кола магазином опорів Р33, встановити стрілку амперметру на 30 поділок, натиснути кнопку і встановити стрілку гальванометра на нуль обертанням ручок декадних перемикачів спочатку при натисненій кнопці , а після цього при натисненій кнопці . Значення напруги, що вимірюється, у мВ буде рівно сумі показань декад. Повторити всі виміри для інших поділок амперметра.

6.7. Зробити висновок про відповідність амперметра його класу точності. Скласти звіт.

7 Контрольні питання

7.1. В чому полягає компенсаційний засіб виміру ЕРС та струму?

7.2. Яку перевагу має компенсаційний засіб вимірювання?

7.3. Як виконується повірка приладу?

Вимірювання струмів і напруг компенсаторами (потенціометрами) постійного та змінного струмів

Для проведення вимірювань з високими вимогами щодо точності і чутливості застосовують компенсатори (потенціометри) постійного струму. Компенсатори постійного струму реалізують метод порівняння з мірою.

Структура компенсатора постійного струму наведена на рисунку 5.79, де:

Е_N — нормальний елемент, ЕРС якого стабільна і відома з високою точністю. Нормальний елемент є мірою ЕРС у складі даного засобу вимірювання;

R_N— зразковий резистор, значення опору якого вибирається залежно від робочого струму компенсатора і температури;

R_X — резистор, значення опору якого відомо з великою

точністю і може змінюватися ступенями відповідно до десяткової системи числення;

GВ — робоче джерело, призначене для створення робочого струму в резисторах R_X, R_N,

R₁ — резистор, за допомогою якого встановлюють необхідний робочий струм.

Вимірювання невідомої напруги U_х здійснюється за два етапи. На першому етапі встановлюється значення робочого струму за допомогою резистора R₁. Для цього перемикач SW необхідно поставити в позицію 1. Опір R₁ плавно змінюють доти, поки гальванометр не покаже нуль, тобто ЕРС (Е_N ) врівноважується напругою U_N=1 R_N. У такому разі виконується рівність Е_N =I·R_N з якої випливає, що

І= Е_N / R_N. (5.88)

На другому етапі вимірювання перемикач переводять у позицію 2 і вимірювану напругу U_X зрівноважують напругою на резисторі R_X змінюючи ступенями опір R_X. Зрівноважування здійснюється послідовно, крок за кроком, починаючи від найстаршої декади і закінчуючи наймолодшою, коли гальванометр покаже нуль. Тоді

U_X =І R_X = Е_N R_X / R_N. (5.89)

Таким чином, вимірювана напруга визначається через ЕРС нормального елемента Е_Nі співвідношення опорів R_X і R_N, які також мають велику стабільність і відомі з великою точністю. ЕРС робочого джерела і R₁ мають бути стабільними короткотерміново — тільки впродовж вимірювання.