Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЛР 2-0.DOC новый физика.doc
Скачиваний:
70
Добавлен:
22.05.2015
Размер:
612.35 Кб
Скачать

Лабораторная работа № 2 - 0 электроизмерительные приборы Цель работы

1. Изучить принцип действия электроизмерительных приборов.

2. Научиться определять технические характеристики приборов.

3. Освоить методику определения показаний приборов и погрешностей измерений.

Краткая теория

Электроизмерительные приборы служат для измерения электрических величин. Для измерения силы тока применяются амперметры, напряжения - вольтметры и гальванометры, сопротивления - омметры, мощности - ваттметры. Проектирование и эксплуатация приборов производится в соответствии с нормативной документацией, которая определяет условия применения и эксплуатации прибора, а также точность измерения.

Электроизмерительные приборы по способу преобразования входной величины разделяются на две большие группы: аналоговые и цифровые.

Преобразование измеряемой величины в вид удобный для отсчета в аналоговых приборах происходит непрерывно. В цифровых приборах отсчеты измеряемой величины производятся через некоторые промежутки времени, либо фиксируется определенный уровень входной величины (т.е. измеряемая величина квантуется по времени или уровню). Результат измерений представляется в цифровой форме. Применение приборов той или иной группы зависит от цели и условий конкретной задачи.

1 Аналоговые приборы

Для правильного применения конкретного прибора необходимо знать принцип его действия, назначение, диапазон измеряемых величин. Необходимые для работы прибора сведения можно узнать, если уметь читать условные обозначения, вынесенные на лицевую панель (шкалу) прибора.

Классификация электроизмерительных приборов осуществляется по нескольким признакам. По роду измеряемой величины различают приборы для измерения тока, напряжения, сопротивления, мощности и т.д.; по роду измеряемого тока, т.е. приборы могут работать на постоянном, переменном, трехфазном токе; по условиям эксплуатации (группы А, Б, В1, В2,), группа эксплуатации определяет температурный режим, влажность окружающей среды, рабочее атмосферное давление, рабочее положение. По степени защищенности от влияния внешних электрических и магнитных полей существует четыре группы защиты (I, II, III, IV).

В основе конструкции прибора заложен принцип преобразования электрической величины, действующей на входе прибора, в механическое смещение, поворот стрелки прибора.

По принципу действия аналоговые прибора подразделяются на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, ферродинамические, индукционные, тепловые. Рассмотрим принцип действия наиболее часто применяемых приборов.

1.1 Приборы магнитоэлектрической системы

Механизм прибора (рис.1) состоит из постоянного магнита с магнитопроводом и двумя полюсными наконечниками, и подвижной рамки, закрепленной на неподвижном металлическом цилиндре (сердечнике) с помощью пружин. Рамка представляет собой несколько слоев медной проволоки, намотанной на алюминиевый каркас. Каркас имеет две полуоси (растяжки), вокруг которых может вращаться рамка. К полуосям прикреплены указательная стрелка и один из концов спиральных пружин, другой конец пружин закреплен неподвижно.

Пружины удерживают рамку в первоначальном положении и возвращают ее в первоначальное положение после проведения измерений.

1– постоянный магнит;

2 – магнитопровод;

3 – полюсные наконечники;

4 – подвижная рамка;

5 – сердечник;

6 – магнитный шунт для регулировки чувствительности прибора;

7 – полуоси (растяжки);

8 – опоры;

9 – стрелка-указатель.

При пропускании электрического тока по рамке прибора со стороны магнита на рамку начинает действовать сила Ампера, которая создает вращающий момент:

(1)

где I - ток в рамке; B - магнитная индукция в зазоре; S - площадь рамки;

N- число витков рамки.

С другой стороны при закручивании пружины в ней возникает момент упругих сил, который противодействует моменту сил Ампера.

(2)

где k- коэффициент жесткости пружины; - угол поворота рамки.

Если упругий момент равен моменту сил Ампера, то рамка перестает вращаться, стрелка прибора, по которой снимается отсчет измеряемой величины, останавливается. Из условия равенства моментов следует, что сила тока, протекающего по рамке, пропорциональна углу поворота рамки.

(3)

или

(4)

Коэффициент называется токовой чувствительностью прибора и является величиной постоянной, поэтому шкала такого прибора равномерная.

Достоинствами приборов магнитоэлектрической системы являются высокая чувствительность, точность и равномерность шкалы. Внешние поля слабо влияют на показания приборов данной системы. К недостаткам относятся недостаточная устойчивость к перегрузкам и работа только на постоянном токе.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]