Результаты измерений

Теория

Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.
Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин.
Классификация электроизмерительных приборов:
По измеряемой величине:
- Амперметр – прибор для измерения силы тока в цепи. Подключается последовательно.
- Вольтметр – прибор для измерения напряжения или ЭДС в цепи. Подключается параллельно.
- Омметр и др.
По роду тока:
-Постоянный ()
-Переменный ()
-Переменный и постоянный ()
-Трехфазный ()
По рабочему положению:
- Вертикальное расположение ()
- Горизонтальное расположение()
-Наклонное положение ()
Система прибора – принцип действия измерительного прибора.
Шунт –Устройство, которое позволяет электрическому току протекать в обход какого либо участка схемы.
Класс точности – это обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений. Классы точности регламентируются стандартами на отдельные виды средств измерения с использованием метрологических характеристик и способов их нормирования.
Дополнительное сопротивление подключается последовательно с вольтметром с целью увеличения его внутреннего сопротивления и расширение предела измерения.

Методика

Рис.1
Собрав цепь, как показано на рис. 1, производится расчет шунта.

Iпред

Iном

Iш

Iпред

A

Рис. 2. Схема включения амперметра с шунтом

Пусть амперметром с внутренним сопротивлением R_вн, рассчитанным на ток I_ном, необходимо измерить ток I_пред, который превосходит I_ном. Это можно осуществить с помощью шунта (рис. 1). Поскольку I_пред >> I_ном, то избыточный ток I_пред -I_ном должен пройти через шунт, сопротивление которого и нужно рассчитать. Так как амперметр и шунт находятся под одним напряжением, то можно записать:
I_номR_вн=(I_пред -I_ном) R_ш, откуда , (1)
Погрешность
, (2)
Коэффициент шунтирования находится из отношения: . (3)
Погрешность:
. (4) Рис. 3
Собрав цепь, как показано на рис. 3, производится расчет дополнительного сопротивления.

Rдоп

Iном

V

Uпред

Рис. 4. Схема включения вольтметра с шунтом.
При подключении R_доп номинальный ток изменяться не должен, следовательно
, откуда , (5)
Погрешность
. (6)

Ход работы

1.Получили измерительные приборы и методические указания

Упражнение 1:

2. Собрали цепь как показано на рис.1 (без шунта)
3.Движком реостата установили такой ток, что стрелка вольтамперметра отклонилась до предела; при этом вольтамперметр и миллиамперметр показывали номинальный ток.
4. Занесли показания в таблицу 1.
5.Рассчитали абсолютную погрешность приборов, через класс точности.
6.Рассчитали сопротивление шунта по формуле (1)
7.Рассчитали погрешность сопротивления шунта по формуле (2)
8.Подключили шунт, как показано на рис.1, убедились, что предельное значение силы тока, данное преподавателем, оказалось примерно равно значению силы тока на вольтамперметре.
9.Рассчитали коэффициент шунтирования по формуле (3), погрешность по формуле (4).
10. Определили цену деления прибора с шунтом и занесли в таблицу (1)

Упражнение 2:

11.Собрали цепь как показано на рис.3

12.Используя вольтамперметр в качестве вольтметра с расширением предела измерения, рассчитали дополнительное сопротивление к прибору по формуле (5)
13.Рассчитали погрешность дополнительного сопротивления по формуле (6)

14.Для проверки расчетов собрали цепь как показано на рис.3.

15.Движком реостата установили такой ток, что стрелка вольтамперметра отклонилась до предела.

16.Подключили контрольный вольтметр как показано на рис.3, убедились, что показания вольтметра ≈U_пред.

Результаты измерений

Наименование прибора	Род тока	Рабочее положение	Система прибора	Класс точности	ном. ток, напряж.	Цена деления
с шунтом	Без шунта
Вольтамперметр				2.5	3 мА		0.1
Миллиамперметр				1.5	50 мА
Контрольный вольтметр				2.5	1В		0.1

I_пред=30мА
U_пред=1В

Вычисления:

 

Абсолютные погрешности приборов:
, где К –класс точности прибора, Х – номинальная величина, тогда
Для вольтамперметра:
,
,
,
, где U_ном=I_ном*R_вн=0,003*25=0,075В.
Для миллиамперметра:

Для контрольного вольтметра:
.

Вычисление R шунта по формуле (1),(2), К_ш(3),(4):

,
, тогда R_ш=2,80±0,09 Ом
.
.
К_ш=(100±3)*10^-1

 

Вычисление дополнительного сопротивления(5),(6):

,
.
R_доп=308±7 Ом.

Вывод:

Приобрел навыки в чтении технических характеристик приборов. Научился собирать электрические цепи. Рассчитал, а после, проверил экспериментально сопротивление R_доп, R_ш. Научился определять абсолютную приборную погрешность при помощи класса точности. Получил:
R_ш=2,80±0,09 Ом.
R_доп=308±7 Ом.
К_ш=10,0±0,3

 

 

 

Поделиться:

Читайте также:

I. Результаты опытных посевов лесных полос гнездовым способом весной 1949 и 1950 годов
VI. Обработка результатов измерений.
Аналоговые приборы для электрических измерений.
В следующей жизни душа помнит то, что хорошо было бы запомнить в предыдущей —что все результаты создаются мыслью и что проявление является результатом намерения.
В чем выражаются основные результаты промышленной политики
Виды и методы измерений
ВИДЫ ИЗМЕРЕНИЙ. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ
Военная экспансия и ее результаты
ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОДНОКРАТНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ
ВЫЧИСЛЕНИЕ СЛУЧАЙНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СЕРИИ ИЗМЕРЕНИЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Воспользуйтесь поиском по сайту: