Файл: Отчет по лабораторной работе 1 Дисциплина Метрология, стандартизация и сертификация.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 51

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Подразделение

Направление

Исследование метрологических характеристик и поверка вольтметра с электромагнитной системой

Отчет по лабораторной работе №1

Дисциплина «Метрология, стандартизация и сертификация»

Выполнил студент группы З-5А12 Ковалев Алексей Геннадьевич


«18» марта 2023 г.

Проверил Кравченко Евгений Владимирович

«___» ___________2023 г.

Томск – 2023

Цель работы: изучении принципа действия вольтметра с электромагнитной системой, символьных обозначений электроизмерительных приборов, освоении методики проведения поверки вольтметра.

Задачами лабораторной работы являются:

  1. изучение основных символьных обозначений, наносимых на электроизмерительные приборы;

  2. изучение принципа действия вольтметра с электромагнитной системой;

  3. проведение поверки вольтметра.

Принцип действия вольтметра с электромагнитной системой

Приборы электромагнитной системы основаны на взаимодействии магнитного поля катушки с подвижным ферромагнитным сердечником. Узел для создания вращающего момента состоит из катушки, по которой протекает измеряемый ток, и сердечника, закрепленного на оси указателя. Конструкция электромагнитного вольтметра показана на рисунке 1.



Рисунок 1 - Конструкция электромагнитного вольтметра

Электромагнитная энергия системы определяется выражением:



где – сопротивление обмотки катушки.

Ток I, проходя по катушке, обладающей индуктивностью L, намагничивает подвижный сердечник. Он втягивается внутрь катушки, создавая вращающий момент. Вращающий момент поворачивает сердечник в такое положение, при котором электромагнитная энергия системы будет максимальной.


Вращающий момент определяется выражением:



т.к. величина напряжения U не зависит от пространственного положения сердечника (α), а определяется параметрами цепи.

С осью сердечника скреплены стрелка и спиральная пружина, создающая противодействующий момент:



где k – коэффициент жесткости пружины.

Из условия равенства вращающего и противодействующего моментов следует:



Из уравнения выше следует, что отклонение указателя пропорционально квадрату измеряемого напряжения, т.е. шкала не является линейной.

Катушку вольтметра с электромагнитной системой изготавливают из большого числа витков тонкой медной проволоки, достаточного для полного отклонения указателя.

Диапазон измерения электромагнитных вольтметров до 600 мВ, класс точности 1,5 и ниже.

Ход работы

Для снятия метрологических характеристик электромагнитного вольтметра необходимо собрать схему, приведенную на рисунке 2.



Рисунок 2 - Схема экспериментальной цепи

  1. Повернули регулятор автотрансформатора против часовой стрелки до упора.

  2. Соединили проводником контакты К1 выхода автотрансформатора с измерительным контактом вольтметра К3.1 панели «Приборы магнитоэлектрические».

  3. Соединили проводником контакты К2 выхода автотрансформатора с измерительным контактом вольтметра К4.1 панели «Приборы магнитоэлектрические».

  4. Соединили контакт К3.2 вольтметра с контактом К1.1 Активной нагрузки панели Блока нагрузок.

  5. Соединили контакт К4.2 вольтметра с контактом К2.1 Активной нагрузки панели Блок нагрузок.

  6. Установили переключатель режима работы мультиметра в положение измерения переменного напряжения, предел измерения 200 В. Подключили общий измерительный контакт мультиметра к общему измерительному контакту К1.2 Активной нагрузки панели Блока нагрузок.

  7. Подключили контакт измерения V Ω Hz К2.2 Активной нагрузки панели Блок нагрузок.

  8. Включили электропитание лабораторной установки (установили переключатели сетевых автоматов АВ1 и АВ2 вверх), включили мультиметр.

  9. Плавно поворачивая регулятор Автотрансформатора по часовой стрелке, подобрали значение напряжения, при котором стрелка вольтметра установилась напротив заданной отметки шкалы в соответствии с вариантом.

Расчет метрологических характеристик

Абсолютная погрешность для прямого и обратного хода соответственно вычисляется по формулам:

= ­– ,

= ­– ,

где -отсчет по рабочему эталону при увеличении показаний прибора, В;

-отсчет по рабочему эталону при уменьшении показаний прибора, В;

-значение напряжения, соответствующее отметке шкалы, В.

Вариация прибора вычисляется по формуле:




Предел допускаемой основной абсолютной погрешности определяется по формуле:

,

где - верхний предел поверяемого вольтметра, В;

- нижний предел поверяемого вольтметра, В;

- класс точности.

Пример расчета для прямого хода и обратного хода для отметки шкалы 100 В:







Для отметки шкалы 110 В:







Для отметки шкалы 120 В:







Для отметки шкалы 130 В:







Для отметки шкалы 140 В:







Для отметки шкалы 150 В:







Для отметки шкалы 160 В:









Ниже в таблице 1 представлены полученные данные.

Таблица 1 - Полученные данные


Отметка шкалы, В
Отсчет по рабочему эталону, В
, В
Вариация

Прямой ход
Обратный ход
Прямой ход
Обратный ход

100
99,1
99,9
-0,9
-0,1
-0,8

110
112,4
110,8
2,4
0,8
1,6

120
123,2
121,8
3,2
1,8
1,4

130
133,9
132,4
3,9
2,4
1,5

140
142,4
142
2,4
2
0,4

150
152,5
150,9
2,5
0,9
1,6

160
161,9
161,2
1,9
1,2
0,7

Графическое представление определяемых зависимостей



Рисунок 3 - График зависимости абсолютной погрешности прямого и обратного хода от измеряемой величины



Рисунок 4 - График зависимости эталонного напряжения прямого и обратного хода от измеряемой величины

Протокол

Поверки вольтметра типа В96П с электромагнитной системой. Класс точности прибора 1,5. Предел измерения прибора 300 В. Отсчет проводился по рабочему эталону типа MY64 с пределом измерения 200 В.

Отметки шкалы, В
Отсчет по рабочему эталону, В
Абсолютная погрешность, В
Вариация прибора

Прямой ход
Обратный ход
Прямой ход
Обратный ход

100
99,1
99,9
-0,9
-0,1
-0,8

110
112,4
110,8
2,4
0,8
1,6

120
123,2
121,8
3,2
1,8
1,4

130
133,9
132,4
3,9
2,4
1,5

140
142,4
142
2,4
2
0,4

150
152,5
150,9
2,5
0,9
1,6

160
161,9
161,2
1,9
1,2
0,7

Смотрите также файлы