Меню

Градуировка шкалы вольтметра переменного тока

Градуирование амперметра и вольтметра (стр. 4 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4

3.3 Градуирование вольтметра.

Для градуирования вольтметра будем собирать электрическую цепь в соответствии со схемой 3.

Значения R1, R2, . Ri соответствуют рассчитанным далее значениям сопротивлений.

схема 3.

Сопротивление участка цепи, необходимое для градуирования вольтметра, рассчитывается согласно формуле (8):

,

где rb — это внутреннее сопротивление вольтметра. Полное сопротивление цепи равно:

R=Ri+(Ro-Ri)+r’, где r’ — внутреннее сопротивление источника тока, а Ri — сопротивление соответствующего участка цепи.

Ток в цепи определяется по закону Ома (9):

Сопротивление источника тока оказывает столь малое влияние на результат вычислений, что им можно пренебречь.

Напряжение на участке вычисляем по формуле (10):

(10)

Преобразовав выражение (10) получаем выражение (11):

,

=

максимальное значение может быть — 0,005 Ом, и в расчёте можем не учитывать. Тогда напряжение участка рассчитается по формуле (12):

. (12)

Преобразовав формулу (12), искомое сопротивление для градуирования вольтметра находим по формуле (13):

(13)

7.Для градуирования вольтметра подсчитаем значения сопротивления при напряжениях от 0 до 4В, кратные 0,5В. Значение напряжения и соответствующее ему значение делений шкалы вольтметра при данном сопротивлении R1i записал в таблицу 2. Длину проволоки подсчитываем исходя из удельного сопротивления. Вольтметр решаем градуировать с шагом 0,5В. Результаты расчётов заносим в таблицу 2:

Вычисленное значение напряжения, Ui

Длина проволоки, м

На диаграмме графически представлена полученная зависимость напряжения от сопротивления.

Зависимость между задаваемым сопротивлением и напряжением участка линейная.

8.На проволоке сделаем отметки расчётных длин, согласно таблице. Снимем крышку вольтметра, положим на заводскую шкалу лист бумаги и отметим нулевое положение стрелки.

С помощью зажимов произведем замер напряжения на участке соответствующем показанию — 4В. Зафиксируем положение стрелки прибора. То же самое проделываем и с другими известными по таблице длинами, отмечая на вольтметре показания стрелки. В результате эксперимента получаем проградуированную шкалу вольтметра. При сравнении полученной шкалы вольтметра с заводской шкалой получаем минимальные отличия.

В своей работе я в первую очередь посвятил изучению основных теоретических вопросов, ответил на вопрос, что такое электрический ток и каковы необходимые условия возникновения электрического тока, что такое электродвижущая сила и каково её назначение. Познакомился с законами Ома для участка и полной цепи, законами последовательного и параллельного соединения, изучил методы измерения силы тока и напряжения электрического тока с помощью амперметра и вольтметра, рассмотрел зависимость силы тока от напряжения и сопротивления. Далее, используя доступные методы, измерил ЭДС и внутреннее сопротивление тока, осуществил градуирование амперметра и вольтметра.

Представленные в виде таблиц и графиков результаты расчётов, измерений значений силы тока и напряжения, способствующие градуированию амперметра и вольтметра, подтверждают основные теоретические выкладки, согласно которым сила тока обратно пропорциональна общему сопротивлению в цепи, а напряжение на участках прямо пропорционально сопротивлению этого участка.

Сравнив результаты полученных исследований и данные на заводской шкале приборов, можно с уверенностью сказать о том, что использованный мной метод с небольшой погрешностью позволяет достаточно точно проградуировать шкалу амперметра и вольтметра.

Кроме того, я выяснил, что для обеспечения стабильности, эффективности и безопасности при функционировании систем энергоснабжения и электрооборудования чрезвычайно большое значение имеют своевременные комплексные электроизмерения и электроиспытания.

Электроизмерения, выполненные в строгом соответствии с принятыми технологическими нормами и установленными сроками, позволяют в значительной степени повысить уровень пожаробезопасности объектов различного назначения, предотвратить вероятность поражения электрическим током потребителей электроэнергии и обслуживающего персонала. Комплексные электроизмерения дают возможность привести в соответствие с проектно-технической документацией параметры и характеристики действующего или вводимого в строй электрооборудования, а также осуществить проверку правильности электромонтажа.

Читайте также:  Сохранение частоты переменного тока

Список используемой литературы

. Физика.8кл.:Учебник для общеобразоват. учеб. заведений.-М: Дрофа, 2010 год. , , . Учебник: Физика 10кл.-

М: Просвещение, 2012 год.

Физика и астрономия: Учеб. для 8 класса общеоразоват. учреждений / , , и др.; Под ред. , . – М.: Просвещение, 2011.» http://elektrolaboratoriyavpermi. ru/vidyizmereniy. html http://lifeandlight. ru/svet-i-chelovek/istoriya-osveshheniya/istoriya-razvitiya-electro-osvescheniya. html#ixzz2omVEDYpU http://dic. academic. ru/dic. nsf/ruwiki/121236

Схема 1 Напряжение источника тока

Нулевое положение амперметра Отметки длин для градуирования

Градуирование амперметра — значение 1,6А

Градуирование амперметра — значение 0,8А

Граудирование вольтметра — значение 1В

Градуирование вольтметра — 1,5В Градуирование вольтметра — 3В

Проградуированные шкалы вольтметра и амперметра.

Источник



О градуировке электронных вольтметров.

Из изложенного выше следует, что для измерения разных параметров напряжения сигнала применяют различные вольтметры, которые реагируют либо на пиковое, либо на средневыпрямленное, либо на среднеквадратическое значения напряжения измеряемого сигнала. Вид измеряемого параметра определяется типом применяемого в вольтметре преобразователя. При измерении пикового значения используют вольтметр с пиковым преобразователем, для измерения средневыпрямленного значения используют вольтметр с преобразователем средневыпрямленных значений, а для среднеквадратического значения используют вольтметр с квадратичным преобразователем. Тем не менее, шкалы большинства электронных вольтметров переменного тока градуируют, как правило, в среднеквадратических значениях напряжения гармонического сигнала (синусоидальной формы). В указанном случае только показания вольтметра с преобразователем среднеквадратического значения равны измеряемому параметру для любой формы измеряемого сигнала. Показания вольтметров с другими типами преобразователей определяются соотношением:

UVi = сгр i × Ux; (7.11)

где UVi показание соответствующего вольтметра; сгр i – градуировочный коэффициент этого вольтметра; Ux – параметр напряжения, на который реагирует этот вольтметр. Следовательно, Ux можно определить

В таблице 7.2 приведены значения градуировочных коэффициентов для наиболее распространённых видов градуировки электронных вольтметров.

Для вольтметров с открытым входом показание вольтметров определяют:

Для вольтметров с закрытым входом:

Таким образом, чтобы определить значение параметра, который измеряет данный вольтметр, необходимо о нём знать:

1) тип преобразователя;

2) вид градуировки;

Значения градуировочных коэффициентов для некоторых видов градуировки электронных вольтметров

№ п/п Тип преобразователя Показание вольтметра прямопропорционально параметру напряжения сигнала произвольной формы Наиболее часто встречающаяся градуировка Градуировочный коэффициент Cгр i
Среднеквадратических значений Средне-квадратическому В среднеквадра- тических значениях гармонического (синусоидального) сигнала
Средневыпрямлен- ных значений Средневыпрямленному
Пиковых значений Пиковому
В пиковых значениях

Методическая погрешность.

При измерении напряжения вольтметр подключают параллельно к исследуемой цепи. Если вольтметр имеет бесконечно большое входное сопротивление, то режим работы исследуемой цепи не нарушается и показание вольтметра будет верно отражать параметры напряжения исследуемой цепи. Реальные вольтметры имеют конечное значение входного сопротивления ZV , поэтому показание реального вольтметра будет отличаться от идеального.

Разница между показаниями реального и идеального вольтметров является методической погрешностью измерения напряжения вольтметром. На рисунке 7.5 приведена эквивалентная схема измерения напряжения реальным вольтметром V.

Исследуемая цепь представлена эквивалентным источником с внутренним сопротивлением Zi и ЭДС Е.

У идеального вольтметра ZV ® ¥ . В этом случае показание вольтметра равно ЭДС источника Е.

Показание реального вольтметра UV равно модулю падения напряжения на сопротивлении ZV

Отсюда можно найти методическую погрешность измерения напряжения:

DE = UV — E. (7.14)

Методическая погрешность может быть как положительной, так и отрицательной, так как Zi может носить индуктивный характер, а ZV – емкостной, поэтому на высокой частоте возможен резонанс и тогда UV > Е.

Источник

Градуировка амперметра и вольтметра

Характеристика стрелочных электроизмерительных приборов, основные правила их подключения. Изучение устройства и принципа работы стрелочного амперметра. Определение сопротивления шунта. Градуировка вольтметра в цепи с известными электрическими параметрами.

Рубрика Физика и энергетика
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 13.11.2014
Размер файла 611,0 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Лабораторная работа

Градуировка амперметра и вольтметра

Теоретическая часть

1) изучение устройства стрелочных электроизмерительных приборов и правил их подключения;

2) ознакомление с маркировкой на лицевой панели;

3) градуировка амперметра(с шунтом и без него) и вольтметра.

К электроизмерительным приборам относятся амперметры, вольтметры, ваттметры, гальванометры, омметры, осциллографы, фазометры и многие другие. Амперметр предназначен для измерения силы электрического тока, вольтметр- падения напряжения и ваттметр- мощности в электрической цепи.

При выпуске из производства и после ремонта они нуждаются в градуировке, а в процессе эксплуатации- в периодической метрологической проверке. Проверка осуществляется государственной метрологической службой с выдачей свидетельства о работоспособности прибора и нанесением специального клейма. Градуировка и проверка прибора предполагают установление соответствия между его шкалой и измеряемой величиной, а также погрешностью. Существуют два основных способа градуировки:

1) способ сравнения показания градуируемого прибора с показаниями эталонного прибора, как правило, более высокого класса точности;

2) способ включения градуируемого прибора в электрическую цепь с известными электрическими параметрами.

Результаты градуировки представляют в виде градуировочного графика, по оси абсцисс которого обычно откладывают деление шкалы градуируемого прибора, а по оси ординат- значение измеряемой величины. При помощи этого графика можно определить цену деления шкалы “c”- значение измеряемой величины, соответствующее наименьшему делению шкалы (или чувствительность “s”- число делений шкалы, приходящееся на единицу измеряемой величины). В случае линейной шкалы цена деления равна тангенсу угла наклона градуировочного графика. Цена деления эталонного прибора равна отношению предела измерения к числу к числу делений шкалы. Для многопредельных приборов предел измерения указан на соответствующем переключателе.

Принцип действия стрелочных приборов основан на преобразование измеряемой электрической величины (заряда, силы тока, напряжения, сопротивления и т.д.) в механическую(линейное или угловое смещение стрелки вдоль шкалы прибора). Например, в амперметрах магнитоэлектрической системы измеряемый ток пропускают через проволочную рамку 1 со стрелкой, поворачивающуюся в поле постоянного магнита 2 на оси с пружиной 3(рис. 1).

В амперметрах электромагнитной системы ток пропускают через катушку индуктивности 1, которая втягивает ферромагнитный сердечник 2 со стрелкой (рис. 2).

Существуют также приборы других систем: электродинамической, ферродинамической, электростатической, индукционной, термоэлектрической, выпрямительной, электронной, тепловой и т.д. Данные о назначении прибора, его принадлежности к определенной системе, подключений в цепь постоянного или переменного тока, класс точности, внутреннем сопротивлении, а также о других параметрах указаны в паспорте к прибору и специальными символами на лицевой панели прибора (рис. 3).

Для расширения предела измерения к прибору подключают дополнительный резистор, ограничивающий силу тока через его измерительный механизм. Резистор, включенный параллельно прибору, называется шунтом, а резистор, включенный последовательно с прибором- добавочным сопротивлением.

электроизмерительный амперметр вольтметр градуировка

2. Практическая часть

2.1 Градуировка амперметра и определение сопротивления шунта

Упражнение 1. Градуировка амперметра способом сравнения

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Градуировка — вольтметр

Вольтметры переменного напряжения градуируются, как правило, в действующих значениях синусоидального напряжения. При градуировке вольтметра в амплитудных или средних значениях на шкале выходного прибора имеется соответствующее обозначение. [46]

Для этой цели нужен источник тока с напряжением на 10 — 15 % выше конечного значения напряжения градуируемого прибора. При градуировке вольтметра постоянного тока используют батареи сухих элементов или выпрямитель, а при градуировке вольтметра переменного тока пользуются как источником энергии электросетью, применяя при необходимости понижающий или повышающий трансформатор или автотрансформатор. Кроме того, нужно иметь переменные резисторы: R ( рис. 30 — 15, о) с сопротивлением примерно 2 — 3 раза меньшей величины, чем добавочное сопротивление градуируемого вольтметра, и Rz с сопротивлением, в 10 — 20 раз меньшим. [48]

Наименее точные результаты дает метод измерения по первичному напряжению трансформатора. В этом случае требуется градуировка вольтметра по нагрузочной характеристике ( при включенном разряднике) при напряжении, близком к испытательному. [50]

При измерении напряжения электронными вольтметрами неизбежны погрешности — основная и дополнительная. Основная погрешность определяется при градуировке вольтметра в определенных условиях и вносится в его паспорт. Дополнительные погрешности возникают юри условиях работы, отличающихся от установленных при градуировке. Главной дополнительной погрешностью является частотная, которая появляется за счет явления резонанса во входной цепи и наличия проводов, соединяющих входные зажимы вольтметра с измеряемым объектом. [51]

Но сопротивление катушки прибора по сравнению с сопротивлениями добавочных резисторов весьма мало, поэтому в любительских приборах его обычно не учитывают. Окончательную же подгонку резисторов производят опытным путем при градуировке вольтметра путем замены их, подключая к ним последовательно или параллельно другие резисторы. [53]

Амплитудный вольтметр V2, установленный в пульте, с емкостным делителем напряжения ДН, установленным на испытательном поле, позволяет измерять амплитудные значения испытательных напряжений до 100 кв при частоте 50 гц непосредственно на испытываемой обмотке. С применением амплитудного вольтметра V2 с емкостным делителем напряжения отпадает необходимость градуировки вольтметра шаровым разрядником при контрольных испытаниях. [55]

Малая чувствительность и небольшое входное сопротивление ограничивают область применения термовольтметров. В основном они используются как образцовые приборы для измерения действующего значения напряжения и градуировки вольтметров других систем на звуковых и высоких частотах, вплоть до 50 Мгц. [56]

Для этой цели нужен источник тока с напряжением на 10 — 15 % выше конечного значения напряжения градуируемого прибора. При градуировке вольтметра постоянного тока используют батареи сухих элементов или выпрямитель, а при градуировке вольтметра переменного тока пользуются как источником энергии электросетью, применяя при необходимости понижающий или повышающий трансформатор или автотрансформатор. Кроме того, нужно иметь переменные резисторы: R ( рис. 30 — 15, о) с сопротивлением примерно 2 — 3 раза меньшей величины, чем добавочное сопротивление градуируемого вольтметра, и Rz с сопротивлением, в 10 — 20 раз меньшим. [57]

Переключателем 18 устанавливается необходимый предел регулировки, а переключатель 33 позволяет, не меняя полярности напряжения на образцовом приборе, менять ее на градуируемом. Посредством этого же переключателя 33 достигается последовательное включение образцового и градуируемого приборов при градуировке амперметров и параллельное включение при градуировке вольтметров . [58]

Источник