Погрешности и класс точности приборов
ПОРЯДОК СБОРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
1. Перед началом сборки по заданной принципиальной схеме полезно начертить монтажную схему: указать клеммы, имеющиеся на приборах, соединить их в соответствии с принципиальной схемой линиями, обозначающими проводники, причем на каждой клемме соединять по возможности не более двух проводников. Пример на рисунке 1.
2. В процессе сборки реостаты следует установить на самое большое сопротивление; движки потенциометров устанавливать так, чтобы снимаемое напряжение равнялось нулю. Ключи должны быть разомкнуты.
3. Электроизмерительные приборы включать с соблюдением полярности. В многопредельных приборах выставлять максимальные пределы измерения.
|
Рис. 1 Принципиальная схема Монтажная схема |
4. При сборке избегать перекрещивания проводников.
5. Прежде, чем подключить цепь к источнику тока, необходимо показать ее преподавателю или лаборанту.
ЗНАКОМСТВО С ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ
Цель работы: ознакомление с электроизмерительными приборами различных систем и вспомогательными электрическими приборами.
Оборудование: электроизмерительные приборы различных систем, вспомогательные электрические приборы, плакаты, таблицы.
Вопросы теории
Устройство приборов магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, электростатической систем. Чувствительность, цена деления, погрешность, класс точности прибора. Устройство вольтметров и амперметров, их включение в цепь. Устройство многопредельных приборов. Обозначения на шкалах электроизмерительных приборов. Вспомогательные электрические приборы: магазины сопротивлений, реостаты и потенциометры (их устройство и особенности подключения), переключатели и коммутаторы, автотрансформаторы. Обозначения на электрических схемах. Техника безопасности и правила сборки электрических цепей.
|
|
|
Указания к теоретической подготовке
Существует несколько систем электроизмерительных приборов, различающихся по конструкции и принципу действия. Коротко рассмотрим наиболее распространенные из них.
Магнитоэлектрическая система
Схема устройства приборов этой системы дана на рис.1. В поле постоянного магнита (1) с полюсными наконечниками (4) вращается рамка(3), состоящая из нескольких витков тонкого изолированного провода, намотанного на неподвижный стальной сердечник (2). На оси рамки закреплена (5) стрелка-указатель (или легкое зеркальце в приборах со световым пятном). Поворот стрелки-указателя обусловлен взаимодействием рамки, по которой течет ток, с магнитным полем постоянного магнита.
|
|
|
| Рис. 1. |
Угол поворота рамки в магнитном поле пропорционален току в рамке. Шкала прибора равномерна по всей длине. Область применения приборов магнитоэлектрической системы весьма обширна. Их используют в качестве амперметров и вольтметров постоянного тока, как при технических, так и при контрольных лабораторных измерениях. Из всех электроизмерительных приборов с непосредственным отчетом они дают наибольшую точность измерения и являются наиболее экономичными в смысле потребления энергии.
Электромагнитная система
|
Рис. 2. |
Приборы этой системы (рис. 2) имеют неподвижную катушку (1), через которую протекает измеряемый ток. Внутрь катушки втягивается железный сердечник (2), закрепленный эксцентрично на вращающейся оси (3). С этой осью скреплена стрелка-указатель (4). Угол поворота стрелки определяется величиной тока в неподвижной катушке. Шкала прибора неравномерная, сжатая в начале. Приборы электромагнитной системы применяют для измерения как постоянного, так и переменного тока или напряжения. Они просты по конструкции и недороги, однако, точность приборов этой системы по сравнению с приборами магнитоэлектрической системы невысокая.
Электродинамическая систем а
|
|
|
В приборе (рис.3) имеются две (в самом простом случае) катушки: подвижная (1) и неподвижная (2).
|
Рис. 3. |
Измеряемый ток течет в обеих катушках, которые взаимодействуют между собой, подвижная катушка втягивается внутрь неподвижной. С осью подвижной катушки связана стрелка-указатель. Приборы этой системы используют для измерений как постоянного, так и переменного тока. Шкала приборов неравномерная, точность измерений невысокая.
Электростатическая система
|
Рис. 4. |
В результате электрического взаимодействия (рис.4) заряженных неподвижных (1) и подвижных (2) пластин, имеющихся в приборе, в пространство между неподвижными пластинами втягиваются подвижные, механически соединенные со стрелкой прибора. Начальная часть шкалы прибора сжата, остальная ее часть почти равномерна. Чаще всего такие приборы используются для измерения высоких постоянных и переменных напряжений. Электростатические вольтметры обладают малой чувствительностью и невысокой точностью. Их важным достоинством является высокое (теоретически бесконечное) сопротивление, поэтому они не вносят искажений в исследуемую цепь.
Реостат и потенциометр
Одним из элементов наиболее часто используемого электротехнического оборудования является реостат.
|
|
|
Реостат (рис.5) представляет собой два проводника с малым (R1) и большим (R2) сопротивлениями, соединенных между собой скользящим контактом. Высокое сопротивление проводника R2 обусловлено малой площадью поперечного сечения, большим значения с и большой длиной проводника, так как эти параметры связаны между собой следующей зависимостью:
.
Проводник намотан на цилиндр, поэтому сопротивления R2 будет пропорционально количеству витков, по которым идет ток, то есть, длине проводника до скользящего контакта 2.
Если устройство используют для регулирования тока (по закону Ома: 
), то его подключают в цепь с помощью верхней клеммы 2, связанной со скользящим контактом, и одной из нижних клемм: 1 или 3. При этом иногда, подключив реостат в цепь, например, клеммами 1 и 2, клемму 2 накоротко замыкают с клеммой 3 (рис. 6).
При использовании данного устройства в качестве потенциометра, т.е. для регулирования напряжения (рис. 7), нижние клеммы 1 и 3 подключают к источнику тока, а верхнюю и одну из нижних клемм к цепи, в которой нужно менять значение подаваемого напряжения.
Погрешности и класс точности приборов
Абсолютная погрешность определяется разностью между полученными при измерении значениями величины Х и действительным значением величины Х0 (например, измеренной с помощью образцового прибора):
DX = X - X0 
(1).
Относительная погрешность измерения определяется соотношением:
e=DX / X (2),
чтобы получить относительную погрешность в процентах, ее увеличивают в сто раз.
Часто вместо обычной относительной погрешности используют так называемую приведенную относительную погрешность электроизмерительного прибора eпр : eпр = DX / Xпр. (3),
где Xпр - предельное значение измеряемой величины по шкале прибора.
По величине вносимой погрешности электроизмерительные приборы делят на 8 классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4. Класс точности численно определяет величину максимальной приведенной относительной погрешности при отклонении стрелки прибора на всю шкалу. Из сопоставления (2) и (3) следует: e = eпр Xпр / X = k Xпр / X (4),
где k - класс точности прибора.
Если учесть, что для большинства электроизмерительных приборов значение DХ практически постоянно для любого участка шкалы, то из (3) следует, что минимальная относительная погрешность будет при отсчете показаний прибора в конце шкалы. По известной величине e, eпр или k из формул (2) и (3) можно определить абсолютную погрешность DX: DX = 0,01× e× X = 0,01× eпр× Хпр= 0,01·k·Xпр.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 54; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!