ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Стр 1 из 10Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

ИрГУПС (ИрИИТ)

КРАСНОЯРСКИЙ ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО дисциплине

Электрические измерения»

студентам дневной и заочной формы обучения по специальности:

23.05.05 - Системы обеспечения движения поездов

Направлению:

1. «Электроснабжение железных дорог» (СОД.1);

2. «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» (СОД.2);

Красноярск 2012

Содержание лабораторных работ:

Лабораторная работа №1 «Измерение силы постоянного электрического тока» (2 часа)

Лабораторная работа №2 «Измерение постоянного напряжения методом компенсации» (4 часа)

Лабораторная работа № 3 «Измерение мощности постоянного электрического тока» (2 часа)

Лабораторная работа №4 «Прямые измерения активного электрического сопротивления» (4 часа)

Лабораторная работа №5 «Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа» (2 часа)

Лабораторная работа №6 «Измерение переменного электрического напряжения» (4 часа)

Лабораторная работа № 1

Измерение силы постоянного электрического тока

1. Задание для домашней подготовки

2. Цель работы

3. Сведения, необходимые для выполнения работы

4. Описание лабораторного стенда

5. Рабочее задание

6. Оформление отчета

7. Контрольные вопросы

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ПОДГОТОВКИ

Повторите вопросы обработки и представления результатов прямых и косвенных измерений и, используя рекомендованную литературу, настоящее описание и Приложение 1 к Практикуму, ознакомьтесь со следующими вопросами:

− Методы измерения силы электрического тока.

− Причины возникновения и способы учета погрешностей при измерении силы электрического тока.

− Принцип действия, устройство и метрологические характеристики магнитоэлектрических измерительных приборов.

− Принцип действия, устройство и метрологические характеристики электронных цифровых вольтметров.

− Принцип действия, устройство и метрологические характеристики магазина сопротивлений.

− Содержание и способы реализации методов измерения , используемых при выполнении работы.

− Устройство и характеристики средств измерений, используемых при выполнении работы.

Цель работы

Ознакомление с прямыми и косвенными измерениями силы постоянного электрического тока; получение сведений о способах учета погрешностей измерений в этих случаях; знакомство с некоторыми средствами измерения силы постоянного электрического тока.

Сведения, необходимые для выполнения работы

Повторите вопросы обработки и представления результатов прямых и косвенных измерений и, используя литературу [4,10,14], настоящее описание и Приложение 1 к Практикуму, ознакомьтесь со следующими вопросами.

• Методы измерения силы электрического тока.

• Причины возникновения и способы з^ета погрешностей при измерении силы электрического тока.

• Принцип действия, устройство и метрологические характеристики магнитоэлектрических измерительных приборов.

• Принцип действия, устройство и метрологические характеристики электронных цифровых вольтметров.

• Принцип действия, устройство и метрологические характеристики магазина сопротивлений.

• Содержание и способы реализации методов измерения, используемых при выполнении работы.

• Устройство и характеристики средств измерений, используемых при выполнении работы.

Измерение силы постоянного электрического тока заключается в нахождении ее значения и определении полярности.

В случае прямых измерений постоянного электрического тока часто используются магнитоэлектрические амперметры. По сравнению с другими эдектромеханическими аналоговыми амперметрами магнитоэлектрические обеспечивают наивысшую точность измерений (класс точности 0,05 - 2,5) и имеют максимальную чувствительность (минимальный ток полного отклонения лежит в пределах 5∙10^-7 А - 10^-6 А). Диапазон измеряемых токов для магнитоэлектрических амперметров находится в пределах от 10^-7 А до 50 А (при измерении токов больше 0,05 А используются внутренние шунты). Для измерения больших постоянных токов (от 50 А до нескольких килоампер) используются магнитоэлектрические амперметры и килоамперметры с наружными шунтами. Для измерения малых токов (в пределах от 10^-5 А до 10^-12 А) часто использзоотся магнитоэлектрические гальванометры.

Измерение постоянного тока с повышенной точностью производится косвенным образом. Для этого образцовый резистор включается в цепь измеряемого тока, и падение напряжения ка нем измеряется с помощью компенсатора или высокоточного цифрового вольтметра. Таким же образом (используя преобразование ток-напряжение) работают электронные аналоговые и цифровые амперметры.

Упрощенная схема измерения постоянного тока с помощью магнитоэлектрического амперметра приведена на рис. 1.1.1. Как видно, основными частями магнитоэлектрического амперметра являются измерительный механизм (ИМ), обладающий собственным омическим сопротивлением R_им и шунт, включенный параллельно ИМ. Шунт служит для расширения пределов измерения амперметра, его сопротивление R_ш должно быть меньше сопротивления ИМ и подбирается так, чтобы

где n = I_пр/I_им - верхний предел измерении, которого необходимо достичь,

I_им - максимально допустимый ток через ИМ.

Рис. 1.1.1 Схема измерения постоянного тока с помощью магнитоэлектрического амперметра

Отметим, что ток, протекающий через ИМ магнитоэлектрического амперметра, не должен превышать некоторой номинальной величины, которая называется током полного отклонения. Значение силы указанного тока обычно лежит в пределах от 1 мкА до 50 мА.

При измерениях с помощью магнитоэлектрического амперметра реализуются прямые измерения методом непосредственной оценки. Погрешность этих измерений определяется инструментальной погрешностью амперметра и методической погрешностью измерений.

Инструментальная погрешность определяется классом точности, который для магнитоэлектрических вольтметров лежит, как уже указывалось, в пределах от 0,05 до 2,5.

Методическая погрешность зависит от соотношения между собственным омическим сопротивлением R_им амперметра, сопротивлением цепи R и внутренним сопротивлением R_вн источника ЭДС (рис. 1.1.1). Сопротивление R_им может достигать десятков ом, поэтому при измерениях тока с помощью магнитоэлектрических амперметров методическую погрешность всегда принимают во внимание.

Применительно к рассматриваемому случаю найти значение абсолютной методической погрешности можно по формуле:

, (1.1.1)

относительную методическую погрешность - по формуле:

, (1.1.2)

где I_д - действительное значение измеряемого тока.

При наличии двух независимых источников погрешности - неисключенной методической ∆_мет и инструментальной ∆_инст - оценить значение результирующей погрешности можно по формуле:

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Лабораторный стенд представляет собой LabVIEW компьютерную модель, располагающуюся на рабочем столе персонального компьютера. На стенде (рис. 1.1.2) находятся модели магнитоэлектрического вольтамперметра, цифрового мультиметра, магазина сопротивлений и УИП.

Рис.1.1.2 Модель лабораторного стенда на рабочем столе компьютера при выполнении лабораторной работы № 1.1 (1-магнитоэлектрический вольтамперметр, 2-электронный цифровой мультиметр,

3-магазин сопротивлений, 4-УИП).

При выполнении работы модели средств измерений используются для решения описанных ниже задач.

Модель магнитоэлектрического милливольтамперметра (см. Приложение 1) используется в работе как амперметр при моделировании процесса прямых измерений силы постоянного электрического тока методом непосредственной оценки.

Модель электронного цифрового мультиметра (см. Приложение 1) используется при моделировании процесса прямых измерений постоянного напряжения методом непосредственной оценки. Модель магазина сопротивлений (см. Приложение 1) используется при моделировании работы многозначной меры электрического сопротивления.

Модель УИП (см. Приложение 1) используется при моделировании работы регулируемого источника стабилизированного постоянного напряжения.

Схема соединения приборов при выполнении работы показана на рис.1.1.3.

Рис. 3.1.3 Схема соединения приборов при выполнении работы №3.1

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

5.1. Изучите описание работы и рекомендованную литературу. Продумайте свои действия за компьютером.

5.2. Запустите программу лабораторного практикума и выберите лабораторную работу № 1.1 «Измерение силы постоянного электрического тока» в группе работ «Измерение электрических величин». На рабочем столе компьютера автоматически появится модель лабораторного стенда с моделями средств измерений и вспомогательных устройств (Рис. 1.1.2) и окно, созданного в среде MS Excel, лабораторного журнала, который служит для формирования отчета по результатам выполнения лабораторной работы.

5.3. Ознакомьтесь с расположением моделей отдельных средств измерений и других устройств на рабочем столе. Включите модели средств измерений и опробуйте их органы управления. Плавно изменяя напряжение на выходе УИП, проследите за изменением показаний вольтамперметра и цифрового мультиметра. Поменяйте сопротивление магазина и диапазон измерений амперметра и также проследите за изменениями показаний вольтамперметра и цифрового мультиметра при изменении напряжения на выходе УИП.

5.4. Приготовьте к работе проверенную на отсутствие вирусов, отформатированную 3,5-дюймовую дискету и вставьте её в дисковод.

5.5. Рассчитайте значение сопротивления R, при котором ток в цепи (рис. 1.3.3) составит 15 мА, если напряжение на выходе УИП составит 5В (при расчете учтите внутреннее сопротивление вольтамперметра и УИП).

5.6. Подготовьте к работе модель УИП:

− тумблер переключения поддиапазонов УИП установите в положение «0 – 15 В»;

− включите тумблер «СЕТЬ»;

− с помощью ручки плавной регулировки выходного напряжения установите, ориентируясь на стрелочный индикатор, нулевое напряжение на выходе УИП.

5.7. Подготовьте к работе магазин сопротивлений, установив с помощью восьмидекадного переключателя сопротивление магазина, равным значению, рассчитанному в п. 5.5.

5.8. Подготовьте к работе модель электронного цифрового мультиметра:

− С помощью кнопки «ВКЛ» включите прибор;

− Установите режим измерения постоянного напряжения (на передней панели модели загорится соответствующий красный индикатор);

− Включите автоматический выбор пределов измерения (на передней

панели модели загорится соответствующий красный индикатор).

5.9. Подготовьте к работе модель магнитоэлектрического вольтамперметра:

− Установите переключатель пределов измерений и переключатель множителя пределов в положение, при котором обеспечивается наилучшее качество измерений.

− постепенно повышая напряжение на выходе УИП, добейтесь того, чтобы вольтамперметр показал 15 мА.

5.10. Приступите к выполнению заданий лабораторной работы.

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 370; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!