 |
Расширение пределов измерения тока и напряжения аналоговыми электроизмерительными приборами
|
|
|
|
Расширение пределов измерения электрических токов и напряжений электроизмерительными приборами производится путём подключения к ним дополнительных элементов: шунтов RШ и добавочных резисторов RД соответственно, или их комбинаций. При этом увеличиваются не только сами пределы измерения тока и напряжения, но и основная погрешность измерения, которая определяется не только классом точности прибора, но и допустимым отклонением величин сопротивлений дополнительных элементов, при этом также изменяются величины внутреннего сопротивления на разных пределах измерения тока RА и напряжения RВ.
В данном задании необходимо составить и привести схемы принципиальные электрические двухпредельных амперметра и вольтметра на основе одного аналогового электроизмерительного прибора с линейной шкалой (например, магнитоэлектрического), и рассчитать для заданных пределов измерений токов и напряжений (IПР и UПР) величины параметров, перечисленных ниже.
3.1. Сопротивления дополнительных элементов (RШи RД) и мощности, рассеиваемые на них.
3.2. Цену деления шкалы для каждого предела измерения.
3.3. Суммарную относительную приведённую погрешность измерения для каждого предела измерения по заданным классу точности прибора и допустимым относительным значениям отклонений сопротивлений дополнительных элементов dШ и dД от рассчитанных номинальных значений RШ и RД.
3.4. Внутреннее сопротивление измерителя для каждого предела измерения токов RА и напряжений RВ.
Для различных вариантов задания (определяемым по двум последним цифрам шифра) в табл. 3 приведены параметры используемых электроизмерительных приборов (предельный ток IП или напряжение UП, внутреннее сопротивление RП, число делений шкалы NД и класс точности gТ) и другие параметры, величины которых заданы: пределы измерений токов (IПР1 и IПР2) и напряжений (UПР1 и UПР2), относительные значения допустимых отклонений сопротивлений шунтов dШ и добавочных резисторов dД от рассчитанных номинальных значений RШ и RД.
|
|
|
Методические рекомендации
Если при расчете сопротивлений шунтов в простейшей схеме амперметра (содержащей только шунты) будут получены величины сопротивлений RШ < 0,1 Ом (их практическая реализация весьма затруднительна), то необходимо несколько усложнить схему измерителя таким образом, чтобы новые значения сопротивлений RШ удовлетворяли условию RШ МИН ³ 0,1 Ом.
При определении суммарной приведенной погрешности измерений для каждого предела следует считать класс точности прибора gТ и допустимые отклонения сопротивлений дополнительных элементов dШ и dД взаимно независимыми величинами, использовать известную формулу Бесселя (и табл. в Приложении 3). Необходимо получить для искомой погрешности выражение через взвешенную сумму квадратов заданных относительных величин gТ, dШ, dД (при этом весовые коэффициенты, после упрощений, выражаются просто через отношения известных и рассчитанных величин RП, RШ и RД, некоторыми из этих отношений можно затем пренебречь в силу их малости) и лишь потом подставить в полученное выражение численные значения.
Литература: [1, § 3.3], [6, § 5.2], [4, § 4.3].
Таблица 1
Исходные данные к заданию 1
| Последняя цифра шифра | Параметры используемого электроизмери-тельного прибора | Численные значения заданных параметров измерителя I и U для различных значений предпоследней цифры шифра | |||||||||||||
| нечётные 1,3,5,7,9 | чётные 2, 4, 6, 8 | ||||||||||||||
| Iп, мкА | Uп, мВ | Rп, Ом | Nд, дел |  %
|  А/А
|  В/В
|  %/%
| А/А
| В/В
| %/%
| А/А
| В/В
| %/%
| ||
| - | 0.5 | 0.3 | 3.0 | 1.0 | 0.6 | 1.5 | 0.5 | 0.9 | 4.5 | ||||||
| 3.0 | 6.0 | 2.0 | 1.5 | 7.5 | 1.0 | 4.5 | |||||||||
| - | 1.0 | 0.5 | 5.0 | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 0.5 | 2.0 | 2.5 | 1.0 | |||||
| 1.5 | 2.0 | 5.0 | 5.0 | 1.0 | 7.5 | 0.5 | |||||||||
| - | 1.5 | 0.3 | 3.0 | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 2.0 | 2.5 | 1.0 | |||||
| 3.0 | 6.0 | 2.0 | 5.0 | 5.0 | 0.5 | 7.5 | 1.0 | ||||||||
| - | 2.0 | 0.4 | 2.0 | 1.0 | 0.6 | 4.0 | 2.0 | 2.0 | 1.0 | ||||||
| 1.0 | 8.0 | 2.0 | 1.2 | 2.0 | 8.0 | 2.0 | |||||||||
| - | 2.5 | 1.0 | 5.0 | 2.0 | 2.5 | 7.5 | 1.0 | 0.5 | 2.0 | ||||||
| 5.0 | 2.0 | 7.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | ||||||||||
| - | 2.0 | 0.2 | 2.0 | 2.0 | 0.4 | 4.0 | 1.0 | 0.6 | 0.6 | 1.0 | |||||
| 1.0 | 2.0 | 1.2 | 2.0 | 2.0 | 1.0 | ||||||||||
| - | 1.5 | 0.2 | 2.0 | 1.0 | 0.4 | 0.4 | 2.0 | 0.6 | 6.0 | 2.0 | |||||
| 0.8 | 8.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.8 | 2.0 | |||||||||
| - | 1.0 | 0.25 | 2.5 | 2.0 | 0.5 | 1.0 | 0.75 | 1.0 | 2.0 | ||||||
| 0.75 | 7.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 2.5 | 2.0 | ||||||||
| - | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 1.5 | 5.0 | 1.0 | 0.5 | 2.5 | 2.0 | ||||||
| 5.0 | 2.0 | 7.5 | 2.0 | 2.5 | 1.0 | ||||||||||
| - | 2.0 | 0.3 | 3.0 | 1.0 | 0.6 | 6.0 | 2.0 | 0.9 | 9.0 | 1.0 | |||||
| 1.2 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | 3.0 | 2.0 |
|
|
|
|
|
|
