4. Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Перечень приборов, их характеристики.

3. Порядок выполнения работы.

4. Таблицы с результатами измерений и вычислений.

5. Вычисление погрешности.

5. Контрольные вопросы

1. Классификация термометров расширения.

2. Классификация электрических термометров.

3. Потенциометр, принцип действия.

4. Автоматический потенциометр, принцип действия.

5. Термоэлектрический преобразователь, устройство, принцип действия.

Рисунок 3.2.1 – Схема потенциометра постоянного тока.

Рисунок 3.2.2 – Автоматический потенциометр Рисунок 3.2.3 – Термопары.

Лабораторная работа №4.

Тема: расширение пределов измерения приборов магнитоэлектрической системы.

Цель: определение внутреннего сопротивления и тока полного отклонения стрелки прибора магнитоэлектрической системы. Расчёт сопротивления шунта к амперметру и добавочного резистора к вольтметру. По данным расчёта подобрать шунт и добавочный резистор.

1. Теоретические положения

Приборы магнитоэлектрической системы. Для непосредственного отсчёта значений токов, напряжений и сопротивлений в измерительных приборах, например в авометрах, используют стрелочные измерители тока. Виды измерений при этом разные, а индикатор, по отклонению стрелки которого оценивают ту или иную электрическую величину, один. В качестве таких индикаторов обычно используют приборы так называемой магнитоэлектрической системы, обладающими по сравнению с электроизмерительными приборами других систем более высокой чувствительностью и имеющие равномерную шкалу.

Внешний вид одного из приборов магнитоэлектрической системы – микроамперметра М24 и схематическое устройство измерительного механизма этой системы показаны на рисунке 4.1.1. Основным элементом измерительного механизма является рамка. Её обмотка намотана изолированным проводом на прямоугольном каркасе из тонкого картона, пропитанного лаком или фольги. Удерживаясь на полуосях – кернах, рамка может поворачиваться в зазоре между полюсами сильного постоянного магнита и цилиндрическим сердечником. В этом зазоре создаётся равномерное магнитное поле, являющееся непременным условием равномерности шкалы прибора. На рамке закреплена лёгкая стрелка. Выводами обмотки рамки служат тонкие спиральные пружины, удерживающие её в исходном положении, при котором стрелка находится напротив нулевой отметки шкалы.

Когда в обмотке рамки появляется постоянный ток, вокруг неё возникает магнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянного магнита. При этом рамка стремится повернуться на полуосях так, чтобы полюсы её магнитного поля оказались напротив полюсов постоянного магнита противоположной полярности. Чем больше ток, текущий через рамку, тем сильнее её магнитное поле, тем больше усилие, поворачивающее её, а вместе с ней и стрелку вокруг оси. Как только ток в рамке и её магнитное поле исчезают, рамка со стрелкой возвращаются в исходное (нулевое) положение. Таким образом, магнитоэлектрический прибор является не чем иным, как преобразователем постоянного тока в механическое усилие, поворачивающее рамку. О силе этого тока судят по углу поворота рамки.

Независимо от типа прибор магнитоэлектрической системы является измерителем только постоянного (или постоянной составляющей пульсирующего) тока. Чтобы он стал измерителем переменных токов и напряжений, а также сопротивлений, зти измеряемые величины необходимо преобразовывать в пропорциональные им постоянные или пульсирующие токи.

Достаточно полную информацию о приборе дают символические обозначения на его шкале. Изображение подковообразного магнита с зачернённым прямоугольником между его полюсами (рисунке 4.1.2,а) – это обозначение прибора магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой. Рядом – прямая горизонтальная чёрточка, говорящая о том, что прибор предназначен дляизмерения постоянного тока. Число внутрипятиконечной звезды (рисунке 4.1.2,б) указывает максимально допустимое (в киловольтах), которое может выдержать изоляция прибора.

Ещё одно число характеризует класс точности прибора. Класс точности – это численное значение наибольшей погрешности прибора, выраженное в процентах от конечного (наибольшего) значения шкалы. Например, микроамперметр на 100 мкА класса точности 1,5 при измерении может дать ошибку 1,5 мкА (1,5% от 100 мкА). Для радиолюбительских измерений можно использовать микроамперметры классов точности 1 – 2,5.

На шкале прибора может быть изображён и знак в виде двух взаимно перпендикулярных линий (рисунок 4.12,в) или П-образной скобы. Первый из них указывает на то, что прибор предназначен для работы в вертикальном положении, второй – в горизонтальном. Если же этих знаков нет, прибор может работать, как в вертикально положении так и в горизонтальном положении шкалы.

Существует два основных технических параметра, по которым судят о возможном применении прибора: ток полного отклонения стрелки Iи, т.е. ток, при котором стрелка отклоняется до конечной отметки шкалы, и сопротивление рамки Rи. О значении первого из этих параметров говорит сама шкала. Так, если это микроамперметр (в центре шкалы – буквы А) и возле конечной отметки шкалы стоит число 100, то ток полного отклонения стрелки равен 100 мкА. Значение второго параметра, выраженное в Омах, часто указывают в средней части шкалы. Чем меньше ток полного отклонения стрелки, тем, как правило, больше сопротивление рамки прибора.

В распоряжении может оказаться прибор магнитоэлектрической системы, использовавшийся ранее в вольтметре или амперметре переменного тока, частотомере или каком-либо другом измерительном приборе. Если основные параметры прибора (Iи и Rи) соответствуют заданным, такой прибор также можно использовать.