Файл: Методичка 51-54-57.docx

где I – ток в контуре.

из последнего выражения получим уравнение градуировочной характеристики

3. Одной из разновидностью второй группы омметров является мегомметр, предназначенный для измерения сопротивления изоляции, которое весьма велико. Для надежного измерения сопротивления источник питания его должен обладать относительно высоким напряжением (500 В и выше).

Сопротивление изоляции является нелинейной величиной, зависящей от напряжения и времени его приложения. Кроме того на него влияют температура, влажность, загрязнение, материал и срок службы. Снижение сопротивления изоляции ниже установленных норм может привести к пожару и получению электрических травм. Поэтому Правила технической эксплуатации и Правила устройства электроустановок требуют измерения сопротивления изоляции электроустановок при вводе их в эксплуатацию и затем периодически в процессе эксплуатации. В низковольтных установках ( до 1000 В) следует измерять сопротивление при напряжениях 500 или 1000 В, в высоковольтных ( 1000 и свыше вольт) при напряжении 2500 В. Перед измерением необходимо отключить все источники электроэнергии и разрядить все емкости. За результат измерения принимают установившееся показание прибора.

Принципиальная схема современного мегомметра (относящегося к группе приборов, показания которых не зависят от напряжения источника питания) изображена на рис.5. Основной частью прибора является логометр (logos – отношение) PR механический момент, в котором создается не пружиной, а второй рамкой c током, расположенной под углом к первой рамке. По этой причине при отсутствии напряжения стрелка прибора может находится в любом месте шкалы. Благодаря специальной форме воздушного зазора угол отклонения α подвижной части логометра определяется отношением токов и в одной и второй рамках прибора то есть

α =I₂ / I₁ ,

а так как по закону Ома в соответствии с рис.5 токи равны: I₂ = U / (R3 + R2); I₁ = U / R1 , то

α =R1/( R3 + R2 ).

Таким образом, угол отклонения зависит только от измеряемого сопротивления R3 и не зависит от добавочных сопротивлений R1и R2, так как они служат для настройки пределов измерения и остаются неизменными. Напряжение U при делении токов сокращается, так что теоретически показание прибора не зависят от напряжения, однако снижение напряжения сильно снижает чувствительность прибора, что увеличивает его погрешность. Источником напряжения служит электромашинный генератор G с ручным приводом. Его следует вращать со скоростью 120 об / мин, что определяет допустимое напряжение.

В рассматриваемом приборе объединены две схемы. Это дает возможность измерять одним прибором относительно низкие сопротивления в килоомах и высокие – в мегаомах, переходя от одной схемы к другой при помощи двухполюсного переключателя S. Шкала прибора снабжена двумя рядами отметок: прямой в кОм и обратной в МОм. Измеряемое сопротивление в обоих случаях присоединяется к зажимам З (Земля) и Л (Линия). Имеется еще зажим Э (Экран), который дает возможность с помощью охранного кольца отвести токи утечки (поверхностные токи) от измерительного прибора. Что позволяет измерять только объемное сопротивление изоляции.

Практические указания к выполнению работы.

Для выполнения первого пункта программы необходимо:

1. Использовать стандартные приборы – мосты постоянного тока типа МО–62, Р333 или др.

2.Изучить схему и переписать в протокол метрологические характеристики прибора. Они приведены на крышке прибора.

3. Подключить измеряемое сопротивление R1 к прибору согласно схеме рис.1. Его действительные значения R1_д задаются преподавателем.

4. Переключатель схемы измерения «ПС» установить в положение «2з» (2-х зажимная схема подключения) и (или) в положение «4з» (4-х зажимная схема) по указанию преподавателя. Для 4-х зажимной схемы подключения выбрать провода одинакового сопротивления.

5. При кратковременном нажатии кнопки «грубо» последовательным вращением рукояток переключателей «отношений N» и плеча сравнения «х 100 Ом», «х 10 Ом», «х 1 Ом», «х 0,1 Ом», «х 0,01 Ом» так, чтобы каждый раз изменялось направление тока установить стрелку гальванометра на нуль. Затем при нажатой кнопке «точно» переключателями «х 1 Ом», «0,1 Ом», «х 0,01 Ом» уточнить установку нуля. Замечание: положение переключателя «х 100 Ом» не должно быть нулевым, так как в этом случае увеличивается погрешность. В случае нулевого положения необходимо изменить переключатель «отношений N ».

6. Записать в таблицу1 значение сопротивления

R2 = ( х₁100 +х₂10 +х₃1 +х₄0,1 +х₅0,01) Ом, а так же множителя R4/R3 переключателя «отношений N». Здесь обозначены через х₁, х₂, х₃, х₄, х₅ показания рукояток переключателей плеча сравнения_.

Таблица1

7. Измерить 4-х зажимной схемой сопротивление последовательно соединенных двух проводов R_пр, которыми подключали сопротивление R1 к 2-х зажимной схеме. Вычесть его значение из сопротивления R1 для случая, когда оно меньше 0,5 Ома и рассчитать относительную погрешность для этой разности.

8. Рассчитать погрешности измерений, сравнить их друг с другом и с погрешностью прибора, объяснить их значения, сделать вывод.

Для выполнения второго пункта программы необходимо:

1. Рассчитать и построить график градуировочной характеристики прибора РА, то есть зависимости значения сопротивления R2 от тока, протекающего через R2, если элементы цепи имеют следующие значения:

напряжение источника – 10 В,

сопротивление реостата R1=500 Ом и его движок установлен на максимальное значение,

сопротивление прибора РА R_A=500 Ом,

ток полного отклонения прибора (его наибольший предел измерения по току) – 10 мА,

прибор магнитоэлектрической системы.

Характеристику рассчитать для токов: 1, 2, 5, 8 и 10 мА.

2.Используя градуировочную характеристику построить шкалу омметра, для чего на рис.4 сверху нанести верхний ряд чисел- значений R2.

Для выполнения третьего пункта программы необходимо:

1. Вращая генератор проверить правильность установки указателя прибора на крайние отметки шкалы при замкнутых накоротко и разомкнутых зажимах «Л» и «З» на каждом пределе измерения: «кОм» и «Мом».

2. Проверить показание в средней точке шкалы, подключив к мегомметру магазин сопротивлений.

3. Измерить напряжение разомкнутых зажимах «Л» и «З» мегомметра.

4. Измерить сопротивление изоляции между обмотками измерительного трансформатора напряжения.

5. Результаты экспериментов занести в таблицу 2, прокомментировать их и объяснить разницу показаний вольтметров.

Таблица 2

Ознакомиться с приборами, записать их паспортные данные в таблицу перечня приборов. Все собранные схемы предоставлять для проверки преподавателю. Перед разборкой схем дать руководителю на подпись протокол работы. После его подписания разобрать схему и положить приборы на стеллаж. Оформить отчет в соответствии с указанием по подготовке к проведению лабораторных работ (см. раздел 2).