ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 47
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, өлшеу шектерінің ең үлкеніне.
2. Егер нөлдік белгі өлшеу диапазонының ішінде болса, өлшеу шектері модульдерінің қосындысына.
3. Егер масштаб айтарлықтай біркелкі болмаса, өлшеу диапазонына сәйкес келетін шкаланың немесе оның бөлігінің ұзындығы.
4. Өлшенетін шаманың номиналды мәні.
5. Егер масштаб шартты нөлмен қабылданса (мысалы, температура үшін) өлшеу шектерінің айырмашылық модулі.
Өлшенетін шамаға тәуелділік сипаты бойынша қателер аддитивті және мультипликативті болып бөлінеді.
Аддитивті қате а өлшем өлшенген шаманың кез-келген мәні үшін тұрақты болып қалатын қате. bx мультипликативті қателігі – кіріс шамасының ағымдағы мәніне пропорционалды түрде өзгеретін қате.
Жалпы абсолютті қате келесі теңдеумен көрсетіледі
a bx.
Өлшеу құралының негізгі және қосымша қателіктерін ажырату әдетке айналған.
Негізгі қателік – бұл қалыпты жағдайда қолданылатын өлшеу құралының қателігі.
Пайдаланудың қалыпты жағдайлары осы аспапты сынау және пайдалану ережелерін регламенттейтін нормативтік құжаттарда көрсетіледі. МЕМСТ 8.395–80 "ГСИ. Тексеру кезінде өлшеудің қалыпты шарттары. Жалпы талаптар " қалыпты шарттар деп тексерілетін өлшеу құралының әсер етуші шамалар жиынтығының әсерінен қателіктің құрамдас бөлігі тексерілетін өлшеу құралының рұқсат етілген негізгі қателігінің 35% - ынан аспайтын жағдайларды қарастырған жөн. Ең көп таралған қалыпты әсер етуші шамалардың номиналды мәндері:
- қоршаған ортаның температурасы +20С;
- салыстырмалы ылғалдылық 60 %;
- атмосфералық қысым 760 мм сын.бағ..
Осы шамалардан басқа, діріл мен магнит өрісі параметрлерінің номиналды мәндерін қалыпқа келтіруге рұқсат етіледі.
Қосымша қателік әсер етуші шамалардың кез-келгенінің оның қалыпты мәнінен ауытқуы салдарынан немесе оның қалыпты мәндер аймағынан тыс шығуы салдарынан негізгі қателікке қосымша пайда болатын өлшеу құралының қателігінің құрамдас бөлігі.
Бұл бірден бірнеше әсер етуші шамалардың өзгеруіне байланысты болуы мүмкін.
Қосымша қате – бұл өлшеу құралы жұмыс жағдайында қолданылатын жағдайларда негізгі қателікке (алгебралық қосу) қосылатын қатенің бөлігі.
Дәлдік дәрежесіне байланысты құрылғылар дәлдік сыныптары бойынша бөлінеді.
Өлшеу құралдарының дәлдік класы – бұл рұқсат етілген негізгі және қосымша қателіктердің шектерімен анықталатын өлшеу құралдарының жалпыланған сипаттамасы. Электромеханикалық құрылғылар үшін дәлдіктің сегіз класы бар: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Құрылғының дәлдік класы рұқсат етілген қателіктің шегін пайызбен көрсетеді және құрылғы шкаласында санмен көрсетіледі. Салыстырмалы қатені берілгеннен ажырату үшін ол құрылғыда шеңбермен қоршалған.
Әдетте 0,1; 0,2; 0,5 класты аспаптар дәл зертханалық өлшеу үшін қолданылады және дәл деп аталады. 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 класты құрылғылар техникалық деп аталады.
Бағыттамалық электр өлшеу аспаптарының қателігі бөлшектер мен жинақтаушы бұйымдар параметрлерінің нақты мәндерінің номиналдыдан ауытқуымен анықталады. Сондықтан өлшем бірлігін қамтамасыз ету мақсатында барлық аспаптар дайындалғаннан кейін тікелей дайындаушы зауытта міндетті тексеруге жатады.
Өлшем бірлігі – бұл өлшеу күйі, онда олардың нәтижелері заңдастырылған бірліктерде көрсетіледі және өлшеу қателіктері берілген ықтималдықпен белгілі болады.
Өлшем құралдарын тексеру – өлшем құралдарының белгіленген техникалық талаптарға сәйкестігін анықтау және растау мақсатында мемлекеттік метрологиялық қызмет органдары орындайтын операциялар жиынтығы.
Пайдалану процесінде әр түрлі себептер бойынша орын алады параметрлерін өзгерту бөлшектерді, аспаптарды, нәтижесінде аспап қателігі болуы мүмкін белгіленген дәлдік шегі. Шын мәнінде, құрылғы техникалық ақауларға айналады. Мұндай аспаптарды пайдалануды болдырмау үшін барлық өлшеу құралдары (Оқу мақсаттары үшін пайдаланылатындардан басқа) міндетті мерзімдік тексеруге немесе калибрлеуге жатады.
Өлшем құралдарын калибрлеу – метрологиялық сипаттамалардың нақты мәндерін және (немесе) мемлекеттік метрологиялық бақылауға және қадағалауға жатпайтын өлшем құралдарын қолдануға жарамдылығын айқындау және растау мақсатында орындалатын операциялар жиынтығы.
Аспапты тексеру немесе калибрлеу сол бір физикалық шаманы өлшеу кезінде салыстырып тексерілетін аспаптың және жұмыс эталонының көрсеткіштерін тікелей салыстыру арқылы жүргізіледі. Олардың арасындағы көрсеткіштердің айырмашылығы тексерілетін құрылғының абсолютті қатесіне тең.
Тексеру немесе калибрлеу кезінде тексерілетін құрылғы мен жұмыс стандартының қателіктерінің арасындағы оңтайлы қатынасты таңдау маңызды. Әдетте, жұмыс стандарты оның рұқсат етілген қателігінің шегі тексерілетін құрылғының дәлдік класынан бес немесе одан да көп есе асатын етіп таңдалады. Бұл асып кету үш есеге тең болуы үшін шамалы қателіктің өлшеміне сүйене отырып рұқсат етіледі.
Жоғарыда аталған барлық қателер аспаптық өлшеу қателіктеріне жатады, олардың себептері бағалаудың дәл еместігі, дизайн жетілмегендігі және жұмыс кезінде СИ жүйесінің өзгеруі болып табылады. Олардан басқа, өлшеу әдісінің жетілмегендігінен, қолданылатын формулаларды шығару кезінде жеңілдететін болжамдар мен болжамдарды қолданудан, өлшеу кезінде болып жатқан процестер туралы білімнің толық еместігінен болатын өлшеу қателіктері бар.
Электрлік өлшеулер үшін әдістемелік қателіктердің пайда болуының негізгі себебі электр өлшеу құралдарын қосқан кезде электр тізбегінің параметрлерінің өзгеруі болып табылады. Сондықтан амперметрдің кедергісі аз болуы керек, өйткені амперметр қосылғанға дейін тізбектегі I ток тең
мұндағы –Uтізбекке қолданылатын кернеу; R–бүкіл тізбектің кедергісі. Амперметр тізбегіне қосылған кезде I ' тогы өрнекпен анықталады
мұндағы RА–амперметр кедергісі. Тек RA<кезінде I’ Iболады.
Вольтметр, керісінше, ішкі қарсылыққа ие болуы керек. Шынында да, R кедергісіндегі кернеудің төмендеуін өлшеу керек деп санаймыз (сурет. 2.7) RВ кедергісі бар вольтметрдің көмегімен. Вольтметр қосылғанға дейін кернеудің r-ге төмендеуі тең
мұндағы R0 – қалған бөліктің кедергісі. Қалған бөліктің кедергісі
Құрылғыларда ішкі қарсылықтың болуы оларды қуатталған тізбекке қосқан кезде олар осы тізбектен белгілі бір қуат тұтынатындығына әкеледі. Құрылғы тұтынатын қуат неғұрлым көп болса, тізбектің көмекші элементтері соғұрлым көп қуат есептелуі керек: шунттар, қосымша қарсылықтар және т. б. бұл сипаттамаларды амперметрлер мен вольтметрлердің жылжымалы бөлігінің толық ауытқу тогы мен кернеуі арқылы анықтауға болады
;
мұндағы Rим–электр өлшеу құралының ішкі кедергісі; UКи IК– өлшеу механизмінің толық ауытқуының кернеуі мен тогы, сәйкесінше
Сур. 2.7. Вольтметрді тізбекке қосу
Жұмысты орындау бойынша әдістемелік нұсқаулар
1. Зертханалық жұмысқа өзін-өзі дайындау кезінде электрлік өлшеу құралдарының жұмыс принциптері, электрлік өлшеу құралдарының қателіктері туралы негізгі теориялық ақпаратты зерттеңіз.
2. Жұмысты бастамас бұрын өлшеу қондырғысымен, өлшеулерді орындау әдістемесімен танысыңыз; жұмыс дәптеріне өлшеу қондырғысының құрамына кіретін өлшеу құралдарының негізгі метрологиялық сипаттамаларын жұмыс дәптеріне енгізіңіз; жұмыс дәптерінде кесте құрыңыз. 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.
3. Зертханалық жұмыстың мақсаттары мен міндеттерін көрсете отырып, жұмысты орындауға рұқсат алыңыз.
4. Сандық вольтметрді СЕТЬ ауыстырғышпен қосыңыз, айнымалы кернеуді өлшеу диапазонын 10 В орнатыңыз, құрылғыны 10 минут қыздырыңыз.
5. Келесі әрекеттерді орындау арқылы электромагниттік жүйенің вольтметрін өлшеңіз:
5.1. Коммутатор мен сандық вольтметрлерді ЛАТР ретінде қолданылатын айнымалы кернеу көзіне параллель қосыңыз.
5.2. Латрдың кернеу реттегішінің тұтқасының сол жақта тұрғанын тексеріңіз; егер тұтқа бұл күйде болмаса, оны қажетті күйге қойыңыз.
5.3. ЛАТР-ді 220 В айнымалы ток желісіне 50 Гц жиілікте қосыңыз.
5.4. Кернеуді ЛАТР реттеу тұтқасын пайдаланып өлшеу диапазонының төменгі мәніне вольтметр көрсеткісін орнатыңыз.
5.5. Кестеге сандық вольтметр көрсеткіштерін енгізіңіз. 2.1.
5.6. Кернеуді ЛАТР реттеу тұтқасын пайдаланып, шкаланың келесі сандық мәніне вольтметр көрсеткісін орнатыңыз, сандық вольтметрдің көрсеткіштерін алып тастаңыз және оларды кестеге салыңыз. 2.1.
Кесте 2.1. Вольтметрдің дәлдігін тексеру нәтижелері
1.1. п. 5.6 операциясын бағыттаушы вольтметрінің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне жеткенше қайталаңыз.
1.2. ЛАТР кернеуін реттеу тұтқасымен бағыттаушы вольтметрінің көрсеткіштерін шкаланың алдыңғы сандық мәніне дейін азайтыңыз, сандық вольтметрдің көрсеткіштерін алып тастаңыз және оларды 2.1-кестеге салыңыз.
1.3. п. 5.8 операциясын бағыттаушы вольтметрінің өлшеу диапазонының төменгі мәніне жеткенше қайталаңыз.
1.4. ЛАТР кернеу реттегішінің тұтқасын сол жаққа бұраңыз және ЛАТР-ді айнымалы ток желісінен ажыратыңыз.
1.5. Шкаланың әр цифрланған мәні үшін абсолютті және келтірілген қатені есептеп, абсолютті қатенің екеуінің ең үлкен мәнін алып, оларды 2.1-кестеге енгізіңіз.
2. Келесі әрекеттерді орындау арқылы вольтметрдің ішкі кедергісін анықтаңыз:
2.1. Стрелкалық вольтметр мен амперметрді ЛАТР-дың бос терминалдарына кезекпен қосыңыз.
2.2. Амперметрге максималды өлшеу диапазонын орнатыңыз.
2.3. ЛАТР ді 220 В айнымалы ток желісіне 50 Гц жиілікте қосыңыз.
2.4. ЛАТР кернеуді реттеу тұтқасын пайдаланып, өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне вольтметр көрсеткісін орнатыңыз.
2.5. 2.2-кестеге вольтметр мен амперметрдің көрсеткіштерін енгізіңіз.
Кесте 2.2. Вольтметрдің ішкі кедергісін анықтау нәтижелері
мұндағы I - амперметрдің дәлдік сыныбы бойынша бағаланатын токты өлшеудің абсолютті қателігі; U – вольтметрдің дәлдік класы бойынша бағаланатын кернеуді өлшеудің абсолютті қателігі
2. Келесі әрекеттерді орындау арқылы вольтметрдің өлшеу диапазонын екі есе кеңейту үшін қосымша кедергі мәнін анықтаңыз:
2.1. Стрелкалық вольтметрді және кедергі дүкенін ЛАТРдың бос терминалдарына кезекпен қосыңыз және оларға параллель сандық вольтметрді қосыңыз.
2.2. Қарсылық дүкенінде вольтметрдің бұрын өлшенген ішкі кедергісіне сәйкес келетін қарсылық мәнін орнатыңыз.
2.3. ЛАТР-ді 220 В айнымалы ток желісіне 50 Гц жиілікте қосыңыз.
2.4. ЛАТР кернеу реттегішінің тұтқасын баяу бұрап, сандық вольтметр бойымен берілген кернеудің шамасын екі еселенген вольтметрдің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз.
2.5. Қарсылық дүкені орнатқан қарсылық мәнін электромеханикалық вольтметрдің көрсеткісін өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне өзгерту арқылы орнатыңыз.
2.6. Қарсылық дүкенінің көрсеткіштерін алып тастаңыз және оны 2.3-кестеге салыңыз.
Кесте 2.3. Вольтметрге қосымша кедергі мәнін анықтау
1.5. ЛАТР кернеу реттегішінің тұтқасын сол жаққа бұраңыз және ЛАТР-ді айнымалы ток желісінен ажыратыңыз.
2. Келесі әрекеттерді орындау арқылы коммутациялық вольтметрдің жұмыс жиілік диапазонын анықтаңыз:
2.1. Төмен жиілікті генераторды айнымалы токқа қосыңыз, оны қосыңыз және 10 минут қыздырыңыз.
2.2. Генератордың басқару элементтерін пайдаланып, шығу кернеуінің деңгейін нөлге, ал шығу кернеуінің жиілігін 50 Гц етіп орнатыңыз.
2.3. Төмен жиілікті сигнал генераторына параллель және сандық вольтметрлерді қосыңыз.
2.4. Генератордың басқару элементтерін пайдаланып, шығыс кернеуінің деңгейін бағыттаушы вольтметрдің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз.
2.5. Кестеге вольтметр көрсеткіштерін енгізіңіз. 2.4.Поверните ручку регулятора напряжения ЛАТРа в крайнее левое положение и отсоедините ЛАТР от сети переменного тока.
2.5. 2.4-кестеге вольтметр көрсеткіштерін енгізіңіз.
Кесте 2.4. Вольтметрдің жиілік диапазонын анықтау
2.5. Генератордың шығыс кернеуінің жиілігін 100 Гц-ке және шығыс кернеуінің деңгейі көрсеткі вольтметрінің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз.
2.6. 2.4-кестеге вольтметрлердің жаңа көрсеткіштерін енгізіңіз..
2.7. Генератордың шығыс кернеуінің жиілігін 200 Гц және шығыс кернеуінің деңгейі көрсеткі вольтметрінің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз.
2.8. 2.4-кестеге вольтметрлердің жаңа көрсеткіштерін енгізіңіз.
2.9. Генератордың шығыс кернеуінің жиілігін 100 Гц-ке өзгертіңіз, шығыс кернеуінің деңгейін бағыттаушы вольтметрдің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз, 2.4-кестеге вольтметр көрсеткіштерін енгізіңіз.
2.10. 8.10-тармақтың жұмысын генератордың шығу кернеуінің жиілігіне жеткенше 1400 Гц-ке дейін қайталаңыз.
3. Нәтижелерді мұғалімге көрсетіңіз және одан зертханалық жұмысты аяқтауға рұқсат алыңыз. Осыдан кейін барлық құрылғылардың қуатын өшіріңіз, қуат сымдарын розеткадан шығарыңыз.
4. Стрелканың салыстырмалы қатесінің берілген кернеудің жиілігіне тәуелділігін құрыңыз және өлшеу қателігі вольтметрдің дәлдік класынан аспайтын өлшенген кернеудің жиілік диапазоны түсінілетін жиіліктің жұмыс аймағын анықтаңыз.
Есеп қорытындыларының мазмұны
Міндеттерді орындау нәтижелері бойынша есеп қорытындыларында ұсынылуы тиіс:
1) вольтметрдің қолдануға жарамдылығы туралы қорытынды;
2) вольтметрдің ішкі кедергісін өлшеу нәтижесі;
3) қосымша кедергіні анықтау нәтижесі;
4) жұмыс жиілік диапазоны;
5) өлшенетін кернеу жиілігінің электромагниттік жүйенің вольтметрінің қателігіне әсері туралы қорытынды.
Бақылау сұрақтары
1. Электр өлшеу құралдарының қандай түрлерін білесіз?
2. Әр түрлі жүйелер құрылғыларының артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?
3. Қателіктердің қандай түрлері бар?
4. Құрылғының дәлдік класын не анықтайды және калибрлеу кезінде оны қалай анықтауға болады?
5. Мен өз құрылғыларымды тұтынуды ескеруім керек пе?
6. Ток пен кернеуді өлшеу шегін қалай кеңейтуге болады?
7. Электростатикалық вольтметр тұтынатын қуат қандай жағдайда минималды және нөлге тең?
8. Магнитоэлектрлік жүйенің өлшеу механизмдерінің жұмыс принципін айтыңыз.
9. Көрсеткі аспаптарының дәлдік сыныбы қалай белгіленеді?
10. Өлшеу ауқымын анықтаңыз.
2. Егер нөлдік белгі өлшеу диапазонының ішінде болса, өлшеу шектері модульдерінің қосындысына.
3. Егер масштаб айтарлықтай біркелкі болмаса, өлшеу диапазонына сәйкес келетін шкаланың немесе оның бөлігінің ұзындығы.
4. Өлшенетін шаманың номиналды мәні.
5. Егер масштаб шартты нөлмен қабылданса (мысалы, температура үшін) өлшеу шектерінің айырмашылық модулі.
Өлшенетін шамаға тәуелділік сипаты бойынша қателер аддитивті және мультипликативті болып бөлінеді.
Аддитивті қате а өлшем өлшенген шаманың кез-келген мәні үшін тұрақты болып қалатын қате. bx мультипликативті қателігі – кіріс шамасының ағымдағы мәніне пропорционалды түрде өзгеретін қате.
Жалпы абсолютті қате келесі теңдеумен көрсетіледі
a bx.
Өлшеу құралының негізгі және қосымша қателіктерін ажырату әдетке айналған.
Негізгі қателік – бұл қалыпты жағдайда қолданылатын өлшеу құралының қателігі.
Пайдаланудың қалыпты жағдайлары осы аспапты сынау және пайдалану ережелерін регламенттейтін нормативтік құжаттарда көрсетіледі. МЕМСТ 8.395–80 "ГСИ. Тексеру кезінде өлшеудің қалыпты шарттары. Жалпы талаптар " қалыпты шарттар деп тексерілетін өлшеу құралының әсер етуші шамалар жиынтығының әсерінен қателіктің құрамдас бөлігі тексерілетін өлшеу құралының рұқсат етілген негізгі қателігінің 35% - ынан аспайтын жағдайларды қарастырған жөн. Ең көп таралған қалыпты әсер етуші шамалардың номиналды мәндері:
- қоршаған ортаның температурасы +20С;
- салыстырмалы ылғалдылық 60 %;
- атмосфералық қысым 760 мм сын.бағ..
Осы шамалардан басқа, діріл мен магнит өрісі параметрлерінің номиналды мәндерін қалыпқа келтіруге рұқсат етіледі.
Қосымша қателік әсер етуші шамалардың кез-келгенінің оның қалыпты мәнінен ауытқуы салдарынан немесе оның қалыпты мәндер аймағынан тыс шығуы салдарынан негізгі қателікке қосымша пайда болатын өлшеу құралының қателігінің құрамдас бөлігі.
Бұл бірден бірнеше әсер етуші шамалардың өзгеруіне байланысты болуы мүмкін.
Қосымша қате – бұл өлшеу құралы жұмыс жағдайында қолданылатын жағдайларда негізгі қателікке (алгебралық қосу) қосылатын қатенің бөлігі.
Дәлдік дәрежесіне байланысты құрылғылар дәлдік сыныптары бойынша бөлінеді.
Өлшеу құралдарының дәлдік класы – бұл рұқсат етілген негізгі және қосымша қателіктердің шектерімен анықталатын өлшеу құралдарының жалпыланған сипаттамасы. Электромеханикалық құрылғылар үшін дәлдіктің сегіз класы бар: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Құрылғының дәлдік класы рұқсат етілген қателіктің шегін пайызбен көрсетеді және құрылғы шкаласында санмен көрсетіледі. Салыстырмалы қатені берілгеннен ажырату үшін ол құрылғыда шеңбермен қоршалған.
Әдетте 0,1; 0,2; 0,5 класты аспаптар дәл зертханалық өлшеу үшін қолданылады және дәл деп аталады. 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 класты құрылғылар техникалық деп аталады.
Бағыттамалық электр өлшеу аспаптарының қателігі бөлшектер мен жинақтаушы бұйымдар параметрлерінің нақты мәндерінің номиналдыдан ауытқуымен анықталады. Сондықтан өлшем бірлігін қамтамасыз ету мақсатында барлық аспаптар дайындалғаннан кейін тікелей дайындаушы зауытта міндетті тексеруге жатады.
Өлшем бірлігі – бұл өлшеу күйі, онда олардың нәтижелері заңдастырылған бірліктерде көрсетіледі және өлшеу қателіктері берілген ықтималдықпен белгілі болады.
Өлшем құралдарын тексеру – өлшем құралдарының белгіленген техникалық талаптарға сәйкестігін анықтау және растау мақсатында мемлекеттік метрологиялық қызмет органдары орындайтын операциялар жиынтығы.
Пайдалану процесінде әр түрлі себептер бойынша орын алады параметрлерін өзгерту бөлшектерді, аспаптарды, нәтижесінде аспап қателігі болуы мүмкін белгіленген дәлдік шегі. Шын мәнінде, құрылғы техникалық ақауларға айналады. Мұндай аспаптарды пайдалануды болдырмау үшін барлық өлшеу құралдары (Оқу мақсаттары үшін пайдаланылатындардан басқа) міндетті мерзімдік тексеруге немесе калибрлеуге жатады.
Өлшем құралдарын калибрлеу – метрологиялық сипаттамалардың нақты мәндерін және (немесе) мемлекеттік метрологиялық бақылауға және қадағалауға жатпайтын өлшем құралдарын қолдануға жарамдылығын айқындау және растау мақсатында орындалатын операциялар жиынтығы.
Аспапты тексеру немесе калибрлеу сол бір физикалық шаманы өлшеу кезінде салыстырып тексерілетін аспаптың және жұмыс эталонының көрсеткіштерін тікелей салыстыру арқылы жүргізіледі. Олардың арасындағы көрсеткіштердің айырмашылығы тексерілетін құрылғының абсолютті қатесіне тең.
Тексеру немесе калибрлеу кезінде тексерілетін құрылғы мен жұмыс стандартының қателіктерінің арасындағы оңтайлы қатынасты таңдау маңызды. Әдетте, жұмыс стандарты оның рұқсат етілген қателігінің шегі тексерілетін құрылғының дәлдік класынан бес немесе одан да көп есе асатын етіп таңдалады. Бұл асып кету үш есеге тең болуы үшін шамалы қателіктің өлшеміне сүйене отырып рұқсат етіледі.
Жоғарыда аталған барлық қателер аспаптық өлшеу қателіктеріне жатады, олардың себептері бағалаудың дәл еместігі, дизайн жетілмегендігі және жұмыс кезінде СИ жүйесінің өзгеруі болып табылады. Олардан басқа, өлшеу әдісінің жетілмегендігінен, қолданылатын формулаларды шығару кезінде жеңілдететін болжамдар мен болжамдарды қолданудан, өлшеу кезінде болып жатқан процестер туралы білімнің толық еместігінен болатын өлшеу қателіктері бар.
Электрлік өлшеулер үшін әдістемелік қателіктердің пайда болуының негізгі себебі электр өлшеу құралдарын қосқан кезде электр тізбегінің параметрлерінің өзгеруі болып табылады. Сондықтан амперметрдің кедергісі аз болуы керек, өйткені амперметр қосылғанға дейін тізбектегі I ток тең
мұндағы –Uтізбекке қолданылатын кернеу; R–бүкіл тізбектің кедергісі. Амперметр тізбегіне қосылған кезде I ' тогы өрнекпен анықталады
мұндағы RА–амперметр кедергісі. Тек RA<
Вольтметр, керісінше, ішкі қарсылыққа ие болуы керек. Шынында да, R кедергісіндегі кернеудің төмендеуін өлшеу керек деп санаймыз (сурет. 2.7) RВ кедергісі бар вольтметрдің көмегімен. Вольтметр қосылғанға дейін кернеудің r-ге төмендеуі тең
мұндағы R0 – қалған бөліктің кедергісі. Қалған бөліктің кедергісі
Құрылғыларда ішкі қарсылықтың болуы оларды қуатталған тізбекке қосқан кезде олар осы тізбектен белгілі бір қуат тұтынатындығына әкеледі. Құрылғы тұтынатын қуат неғұрлым көп болса, тізбектің көмекші элементтері соғұрлым көп қуат есептелуі керек: шунттар, қосымша қарсылықтар және т. б. бұл сипаттамаларды амперметрлер мен вольтметрлердің жылжымалы бөлігінің толық ауытқу тогы мен кернеуі арқылы анықтауға болады
;
мұндағы Rим–электр өлшеу құралының ішкі кедергісі; UКи IК– өлшеу механизмінің толық ауытқуының кернеуі мен тогы, сәйкесінше
Сур. 2.7. Вольтметрді тізбекке қосу
Жұмысты орындау бойынша әдістемелік нұсқаулар
1. Зертханалық жұмысқа өзін-өзі дайындау кезінде электрлік өлшеу құралдарының жұмыс принциптері, электрлік өлшеу құралдарының қателіктері туралы негізгі теориялық ақпаратты зерттеңіз.
2. Жұмысты бастамас бұрын өлшеу қондырғысымен, өлшеулерді орындау әдістемесімен танысыңыз; жұмыс дәптеріне өлшеу қондырғысының құрамына кіретін өлшеу құралдарының негізгі метрологиялық сипаттамаларын жұмыс дәптеріне енгізіңіз; жұмыс дәптерінде кесте құрыңыз. 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.
3. Зертханалық жұмыстың мақсаттары мен міндеттерін көрсете отырып, жұмысты орындауға рұқсат алыңыз.
4. Сандық вольтметрді СЕТЬ ауыстырғышпен қосыңыз, айнымалы кернеуді өлшеу диапазонын 10 В орнатыңыз, құрылғыны 10 минут қыздырыңыз.
5. Келесі әрекеттерді орындау арқылы электромагниттік жүйенің вольтметрін өлшеңіз:
5.1. Коммутатор мен сандық вольтметрлерді ЛАТР ретінде қолданылатын айнымалы кернеу көзіне параллель қосыңыз.
5.2. Латрдың кернеу реттегішінің тұтқасының сол жақта тұрғанын тексеріңіз; егер тұтқа бұл күйде болмаса, оны қажетті күйге қойыңыз.
5.3. ЛАТР-ді 220 В айнымалы ток желісіне 50 Гц жиілікте қосыңыз.
5.4. Кернеуді ЛАТР реттеу тұтқасын пайдаланып өлшеу диапазонының төменгі мәніне вольтметр көрсеткісін орнатыңыз.
5.5. Кестеге сандық вольтметр көрсеткіштерін енгізіңіз. 2.1.
5.6. Кернеуді ЛАТР реттеу тұтқасын пайдаланып, шкаланың келесі сандық мәніне вольтметр көрсеткісін орнатыңыз, сандық вольтметрдің көрсеткіштерін алып тастаңыз және оларды кестеге салыңыз. 2.1.
Кесте 2.1. Вольтметрдің дәлдігін тексеру нәтижелері
Бағыттаушы вольтметр көрсеткіші, UС, В | Сандық вольтметрдің көрсеткіші, UЦ, В | Абсолюттік қателік, В | Салыстырмалы қателік, % | Келтіріл-ген қателік, % | ||||
Артқан кезде | Кеміген кезде | Артқан кезде | Кеміген кезде | |||||
| | | | | | | ||
| | | | | | | ||
| | | | | | |
1.1. п. 5.6 операциясын бағыттаушы вольтметрінің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне жеткенше қайталаңыз.
1.2. ЛАТР кернеуін реттеу тұтқасымен бағыттаушы вольтметрінің көрсеткіштерін шкаланың алдыңғы сандық мәніне дейін азайтыңыз, сандық вольтметрдің көрсеткіштерін алып тастаңыз және оларды 2.1-кестеге салыңыз.
1.3. п. 5.8 операциясын бағыттаушы вольтметрінің өлшеу диапазонының төменгі мәніне жеткенше қайталаңыз.
1.4. ЛАТР кернеу реттегішінің тұтқасын сол жаққа бұраңыз және ЛАТР-ді айнымалы ток желісінен ажыратыңыз.
1.5. Шкаланың әр цифрланған мәні үшін абсолютті және келтірілген қатені есептеп, абсолютті қатенің екеуінің ең үлкен мәнін алып, оларды 2.1-кестеге енгізіңіз.
2. Келесі әрекеттерді орындау арқылы вольтметрдің ішкі кедергісін анықтаңыз:
2.1. Стрелкалық вольтметр мен амперметрді ЛАТР-дың бос терминалдарына кезекпен қосыңыз.
2.2. Амперметрге максималды өлшеу диапазонын орнатыңыз.
2.3. ЛАТР ді 220 В айнымалы ток желісіне 50 Гц жиілікте қосыңыз.
2.4. ЛАТР кернеуді реттеу тұтқасын пайдаланып, өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне вольтметр көрсеткісін орнатыңыз.
2.5. 2.2-кестеге вольтметр мен амперметрдің көрсеткіштерін енгізіңіз.
Кесте 2.2. Вольтметрдің ішкі кедергісін анықтау нәтижелері
U, В | I, А | R, Ом | , % | R, Ом |
| | | | |
-
ЛАТР кернеу реттегішінің тұтқасын сол жаққа бұраңыз және ЛАТР-ді айнымалы ток желісінен ажыратыңыз. -
Ом Заңы бойынша вольтметрдің ішкі кедергісін анықтаңыз. -
Вольтметрдің ішкі кедергісін өрнектің көмегімен анықтаудың салыстырмалы қатесін бағалаңыз
мұндағы I - амперметрдің дәлдік сыныбы бойынша бағаланатын токты өлшеудің абсолютті қателігі; U – вольтметрдің дәлдік класы бойынша бағаланатын кернеуді өлшеудің абсолютті қателігі
-
Ішкі қарсылықты өлшеудің абсолютті қатесін бағалаңыз және алынған мәнді 2.2-кестеге енгізіңіз.
2. Келесі әрекеттерді орындау арқылы вольтметрдің өлшеу диапазонын екі есе кеңейту үшін қосымша кедергі мәнін анықтаңыз:
2.1. Стрелкалық вольтметрді және кедергі дүкенін ЛАТРдың бос терминалдарына кезекпен қосыңыз және оларға параллель сандық вольтметрді қосыңыз.
2.2. Қарсылық дүкенінде вольтметрдің бұрын өлшенген ішкі кедергісіне сәйкес келетін қарсылық мәнін орнатыңыз.
2.3. ЛАТР-ді 220 В айнымалы ток желісіне 50 Гц жиілікте қосыңыз.
2.4. ЛАТР кернеу реттегішінің тұтқасын баяу бұрап, сандық вольтметр бойымен берілген кернеудің шамасын екі еселенген вольтметрдің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз.
2.5. Қарсылық дүкені орнатқан қарсылық мәнін электромеханикалық вольтметрдің көрсеткісін өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне өзгерту арқылы орнатыңыз.
2.6. Қарсылық дүкенінің көрсеткіштерін алып тастаңыз және оны 2.3-кестеге салыңыз.
Кесте 2.3. Вольтметрге қосымша кедергі мәнін анықтау
Берілген өлшеу шегі, В | Қосымша кедергі, Ом | |
Есептік | Тәжірибелік | |
| | |
1.5. ЛАТР кернеу реттегішінің тұтқасын сол жаққа бұраңыз және ЛАТР-ді айнымалы ток желісінен ажыратыңыз.
2. Келесі әрекеттерді орындау арқылы коммутациялық вольтметрдің жұмыс жиілік диапазонын анықтаңыз:
2.1. Төмен жиілікті генераторды айнымалы токқа қосыңыз, оны қосыңыз және 10 минут қыздырыңыз.
2.2. Генератордың басқару элементтерін пайдаланып, шығу кернеуінің деңгейін нөлге, ал шығу кернеуінің жиілігін 50 Гц етіп орнатыңыз.
2.3. Төмен жиілікті сигнал генераторына параллель және сандық вольтметрлерді қосыңыз.
2.4. Генератордың басқару элементтерін пайдаланып, шығыс кернеуінің деңгейін бағыттаушы вольтметрдің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз.
2.5. Кестеге вольтметр көрсеткіштерін енгізіңіз. 2.4.Поверните ручку регулятора напряжения ЛАТРа в крайнее левое положение и отсоедините ЛАТР от сети переменного тока.
-
Определите рабочий диапазон частот стрелочного вольтметра, выполнив следующие операции:-
Подсоедините генератор низкой частоты к сети переменного тока, включите его и дайте прогреться в течение 10 мин. -
Установите с помощью органов управления генератора уровень выходного напряжения, равный нулю, а частоту выходного напряжения, равную 50 Гц. -
Подключите параллельно стрелочный и цифровой вольтметры к генератору сигналов низкой частоты. -
Установите с помощью органов управления генератора уровень выходного напряжения, равный верхнему значению диапазона измерения стрелочного вольтметра.
-
2.5. 2.4-кестеге вольтметр көрсеткіштерін енгізіңіз.
Кесте 2.4. Вольтметрдің жиілік диапазонын анықтау
f, Гц | UC, В | UЦ, В | , % |
| | | |
| | | |
2.5. Генератордың шығыс кернеуінің жиілігін 100 Гц-ке және шығыс кернеуінің деңгейі көрсеткі вольтметрінің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз.
2.6. 2.4-кестеге вольтметрлердің жаңа көрсеткіштерін енгізіңіз..
2.7. Генератордың шығыс кернеуінің жиілігін 200 Гц және шығыс кернеуінің деңгейі көрсеткі вольтметрінің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз.
2.8. 2.4-кестеге вольтметрлердің жаңа көрсеткіштерін енгізіңіз.
2.9. Генератордың шығыс кернеуінің жиілігін 100 Гц-ке өзгертіңіз, шығыс кернеуінің деңгейін бағыттаушы вольтметрдің өлшеу диапазонының жоғарғы мәніне тең етіп орнатыңыз, 2.4-кестеге вольтметр көрсеткіштерін енгізіңіз.
2.10. 8.10-тармақтың жұмысын генератордың шығу кернеуінің жиілігіне жеткенше 1400 Гц-ке дейін қайталаңыз.
3. Нәтижелерді мұғалімге көрсетіңіз және одан зертханалық жұмысты аяқтауға рұқсат алыңыз. Осыдан кейін барлық құрылғылардың қуатын өшіріңіз, қуат сымдарын розеткадан шығарыңыз.
4. Стрелканың салыстырмалы қатесінің берілген кернеудің жиілігіне тәуелділігін құрыңыз және өлшеу қателігі вольтметрдің дәлдік класынан аспайтын өлшенген кернеудің жиілік диапазоны түсінілетін жиіліктің жұмыс аймағын анықтаңыз.
Есеп қорытындыларының мазмұны
Міндеттерді орындау нәтижелері бойынша есеп қорытындыларында ұсынылуы тиіс:
1) вольтметрдің қолдануға жарамдылығы туралы қорытынды;
2) вольтметрдің ішкі кедергісін өлшеу нәтижесі;
3) қосымша кедергіні анықтау нәтижесі;
4) жұмыс жиілік диапазоны;
5) өлшенетін кернеу жиілігінің электромагниттік жүйенің вольтметрінің қателігіне әсері туралы қорытынды.
Бақылау сұрақтары
1. Электр өлшеу құралдарының қандай түрлерін білесіз?
2. Әр түрлі жүйелер құрылғыларының артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?
3. Қателіктердің қандай түрлері бар?
4. Құрылғының дәлдік класын не анықтайды және калибрлеу кезінде оны қалай анықтауға болады?
5. Мен өз құрылғыларымды тұтынуды ескеруім керек пе?
6. Ток пен кернеуді өлшеу шегін қалай кеңейтуге болады?
7. Электростатикалық вольтметр тұтынатын қуат қандай жағдайда минималды және нөлге тең?
8. Магнитоэлектрлік жүйенің өлшеу механизмдерінің жұмыс принципін айтыңыз.
9. Көрсеткі аспаптарының дәлдік сыныбы қалай белгіленеді?
10. Өлшеу ауқымын анықтаңыз.