2.4.Обработка результатов опыта.
2.4.1. Вычислить по результатам измерения абсолютную погрешность в нескольких точках шкалы поверяемого вольтметра.
U = Uп - Uо
2.4.2. Вычислить относительную погрешность поверяемого вольтметра
U
О = ----- 100%,
Uо
Вычислить поправку (поправка равна абсолютным погрешностям, взятым с обратным знаком).
U = -U
2.4.3. Определить класс точности поверяемого вольтметра и сравнить его с классом точности, нанесенного на шкале поверяемого вольтметра педварительно вычислив приведённую погрешностьпр.
Umax
пр = ------ 100%,
Uн
2.4.4. Построить график поправок U = f(Uп). При построении графика на горизонтальной оси откладывают значения измеренной величины (показания Uп), на вертикальной оси значение поправки U с учетом их знака. Полученные точки соединяют прямыми линиями.
2.5. Вопросы для самопроверки.
2.5.1. Что такое класс точности измерительного прибора?
2.5.2. Какие варианты способа сличения показаний поверяемого и образцового приборов Вам известны?
2.5.3. Как проверяют соответствие поверяемого прибора указанному на шкале классу точности?
2. 5. 4. Возможно ли проведение поверки вольтметра класса 0,5 с помощью вольтметра класса 0,2?
2. 5. 5. Понятие о логометрах.
2. 5. 6.Требования предъявляемые к электроизмерительным приборам непосредственной оценки. Чувствительность. Постоянная прибора. Шкалы приборов.
2.5.7.Магнитоэлектрические приборы. Принцип действия, устройство, свойства и область применения. Причины погрешностей и способы их уменьшения. Технические характеристики
Лабораторная работа n3 поверка ваттметра электродинамической системы
3.1.Цель работы.
3.1.1. Изучить схему поверки ваттметра;
3.1.2. Определить класс точности поверяемого ваттметра;
3.1.3. Изучить методы поверки измерительных приборов.
3.2.Основные теоретические положения
(см. лабораторную работу N1)
Измерительный механизм ваттметра электродинамической системы. Внутри неподвижной катушки вращается укрепленная на оси бескаркасная рамка из изолированной проволоки; ток в нее поступает по спиральным пружинкам, так же как в приборах магнитоэлектрической системы. Взаимодействие токов подвижной обмотки и неподвижной создает необходимый вращающий момент. Механизм такого рода снабжается воздушным или магнитоиндукционным успокоителем.
Уравнение шкалы механизма электродинамической системы имеет вид:
1 dМ
= ----- I1 I2 -------.
W d
Взаимная индуктивность М зависит от расположения подвижной катушки относительно неподвижной обмотки, и величина dМ/d является некоторой функцией угла между плоскостями, в которых расположены катушки. Учитывая это, полученное выше уравнение шкалы можно написать в таком виде:
1
= ------ I1 I2 f().
W
Электродинамические приборы используют в качестве амперметров, вольтметров и ваттметров.
Если катушки измерительного механизма электродинамической системы включить в цепь, как показано на рис. 3.1., то пользуясь обозначениями на рисунке, имеем:
U
I2 = ----- ,
Rв
Rв = R +Rд.
Тогда:
1 dМ dМ
= ------ U I1 ----- = К Р -----,
W Rв d d
где К = const, Р - мощность.
Чтобы шкала прибора была равномерной, необходимо иметь:
dM
---- = const
d
Это достигается путем выбора размеров и формы катушек и их начального взаимного положения.
При включении ваттметра в цепь переменного тока уравнение шкалы прибора:
1 dМ
= ------- U I cos( - ) ------,
W Zв d
где Zв - модуль полного сопротивления параллельной цепи ваттметра;
- угол сдвига между I2 и U, возникающий вследствие реактивности параллельной цепи и являющийся угловой погрешностью ваттметра.
Для того чтобы было пропорционально мощности переменного тока, стремятся сделать угол возможно малым. Хотя электродинамические ваттметры применимы как на постоянном токе, так и на переменном, градуируются же и поверяются они на, как правило, на постоянном токе.
Цена деления ваттметра определяется по формуле:
Uн Iн
Ср = -------,
Ан
где Uн, Iн - установленные пределы измерения, соответственно, по напряжению и по току;
Ан - полное число делений шкалы.
Для правильного включения ваттметра, один из зажимов параллельной и последовательной цепей отмечается значком (*). Эти зажимы включаются согласованно, как показано на рис. 3.1., со стороны источника питания и называют генераторными.
Рис. 3.1.
Электродинамические ваттметры выпускаются классов 0,2 и 0,5 и применяются в качестве переносных лабораторных приборов, при этом их показания остаются одинаковыми как на постоянном, так и на переменном токе.
В данной работе изучается косвенный метод поверки ваттметров электродинамической системы.
3.3. Проведение опыта.
3.3.1. Поверка ваттметра косвенным методом.
3.3.1.1. В данной работе поверка ваттметра осуществляется на основе вычислений, использующих результаты измерений тока и напряжения на активной нагрузке.
3.3.1.2. Соберите схему рис. 3.2.
Рис. 3.2.
3.3.1.3. Для расчета величины активной мощности используйте формулу:
Р = U I,
сравнив с расчетом по формуле:
Р = I2 R
3.3.2. Поверка ваттметра при помощи измерителя угла рассогласования (сдвига по фазе между током и напряжением).
3.3.2.1. В данном разделе изучается косвенный метод поверки ваттметра при помощи фазометра. Для индуктивной нагрузки с известным активным сопротивлением определяется ток, напряжение и угол рассогласования и на базе полученных данных вычисляется значение активной мощности.
3.3. Обработка результатов опыта.
3.3.1. Измерьте величину напряжения и тока при активной нагрузке и занесите данные в Табл.3.1.
Таблица 3.1.
|
Опытные данные |
Расчетные значения |
||||
Nп/п
|
Рп,Bт
|
U,B |
I,A |
Расчетное значение Po=U*I,Вт |
, Вт |
о.п.,% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.3.2. Сделайте расчет мощности по формулам:
Р = U I,
3.3.3. Сравните результаты косвенного расчета мощности с результатами измерения при помощи ваттметра. Вычислить абсолютную погрешность
= Рп – Ро
3.3.4. Определите класс точности поверяемого ваттметра по формуле:
Рmax
О.П. = ------ 100 %,
Рн
, где Рmax – наибольшая абсолютная погрешность;
Рн – нормирующее значение (верхний предел измерения ваттметра).
3.4. Вопросы для самопроверки.
3.4.1. Приведите уравнение шкалы прибора электродинамической системы для измерения мощности в цепях постоянного и переменного напряжения.
3.4.2. Укажите область применения электродинамических приборов, их преимущества и недостатки.
3.4.3. Нарисуйте схему включения ваттметра.
3.4.4. Определите цену деления ваттметра при:
Uн = 300В, Iн = 1А, Ан = 150;
Uн = 450В, Iн = 5А, Ан = 150;
Uн = 150В, Iн = 2А, Ан = 300.
3.4.5. Расскажите назначение , устройство и принцип действия фазометра.