К лабораторная работа № 50

Отчет

«Исследование электромеханических вольтметров»

	Выполнил студент группы ЭТ – 303 Данилюк И.И.

Санкт-Петербург

Программа работы

1. Определение частотных погрешностей различных вольтметров.

2. Измерение напряжений несинусоидальной формы.

3. Проверка прибора.

Таблица 1

Таблица приборов.

Прибор	Цена деления	Предел измерения	Зав №	Система	Точность
Вольтметр	0,5		С504	ЭС	0,5
Вольтметр	0,5			ЭД	0,2
Вольтметр	0,5			ЭМ	0,5
Вольтметр			Ц4352	ВП	1,5

Уравнения шкал:

1. Для ЭМ вольтметра

2. Для ЭД вольтметра

3. Для ЭС вольтметра

4 Для ВП вольтметра

где a - угол отклонения подвижной части ИМ;

W - удельная противодействующий момент;

В - магнитная индукция;

w - число витков рамки ИМ;

s - площадь рамки;

I, I_cp - действующее и среднее значение измеряемого тока;

I₁, I₂ - действующее значение токов в подвижной и неподвижной катушках ИМ;

L - индуктивность катушки ИМ;

M - взаимная индуктивность катушек ИМ;

y - угол сдвига фаз между токами I₁ и I₂;

Эквивалентные схемы

1. Определение частотных погрешностей различных вольтметров.

Рисунок 1

Собрав схему рис. 1 и подключив к источнику переменного напряжения, частота которого изменяется в пределах 50¸50000 Гц. В качестве образцового вольтметра берется электростатический.

Подключая исследуемые вольтметры, устанавливают заданное напряжение на образцовом вольтметре и, поддерживая его постоянным, записывают показания исследуемых приборов при различных частотах и заносят их в таблицу 2

Таблица 2 Результаты измерений при различных частотах

Измеряют	Вычисляют	Тип ИМ
f, Гц	U0, В	U1, В	U2, В	U3, В
	58,0	58,0	57,5	58,0		-0,862		0-ЭС 1-ЭД 2-ЭМ 3-ВП
	58,0	58,5	57,5	58,0	0,862	-0,862
	58,0	58,5	56,0	59,0	0,862	-3,448	1,724
	58,0	50,0	41,0	59,0	-13,793	-29,310	1,724
	58,0	37,0	28,0	59,0	-36,207	-51,724	1,724
	58,0	21,0	16,0	58,0	-63,793	-72,414	0,000
	58,0	–––	12,0	65,0	––––	-79,310	12,069
	58,0	–––	–––	60,0	––––	––––	3,448
	58,0	–––	–––	57,0	––––	––––	-1,724
	58,0	–––	–––	60,0	––––	––––	3,448
	58,0	–––	–––	65,0	––––	––––	12,069

Пример расчета приведен для ЭМ ИМ на частоте 50 Гц.

По полученным данным строят кривые относительной погрешности, откладывая по оси абсцисс lg f. (рис. 2)

2. Измерение напряжений несинусоидальной формы.

Рисунок 3

Собрав схему рис. 3 и подключив к источнику переменного напряжения не синусоидальной формы. В качестве образцового вольтметра берется электростатический, показания которого не зависят от формы кривой измеряемого напряжения.

Подключая исследуемые вольтметры, устанавливают заданное напряжение на образцовом вольтметре и, поддерживая его постоянным, записывают показания исследуемых приборов при различных форм напряжений и заносят их в таблицу 3.

Таблица 3 Результаты измерений при различных форм напряжения

Форма напряжения	Измеряют	Вычисляют
U0, В	U1, В	U2, В	U3, В		Кф
	60.5	60.0	60.0	60.0	-0,82645	-0,82645	-0,82645	1,11925
	38.0	37.5	37.5	40.0	-1,31579	-1,31579	5,263158	1,0545
	69.0	68.5	68.5	60.0	-0,72464	-0,72464	-13,0435	1,2765
Pv	56.0	17.0	40.0	50.0	-69,6429	-28,5714	-10,7143

,

3. Поверка прибора.

Рисунок 4

Поверка производиться по блок-схеме рис. 4.

Произвести поверку, устанавливая указатель поверяемого прибора на оцифрованные отметки шкалы (как можно точнее) и записывать показания образцового прибора с точностью до 0,5 деления шкалы. (результаты измерения заносят в таблицу 4.

Таблица 4 Поверка прибора

Измеряют	Вычисляют
Uп, B	Uo, B	D, B	d, B	g0, %	gпр, %	K
20.0	19.75	0,25	-0,25	-1,26582	-1,25
30.0	29.25	0,75	-0,75	-2,5641	-2,5
40.0	39.0		-1	-2,5641	-2,5
50.0	49.0		-1	-2,04082	-2
60.0	58.0		-2	-3,44828	-3,33333

D=U_x-U₀=20-19.75=0.25B

d=-D=-0.25B

%

%

Графики поправок и g₀ построены на рис. 5.

4. Пояснения к рисункам.

Рис. 5 ИМ электродинамический системы.

1 – подвижная катушка.

2 – неподвижная катушка.

3 – спиральная катушка.

4 – жестко закрепленная ось.

Рис. 6 ИМ электростатической системы.

1 – подвижная алюминиевая пластинка.

2, 3 – неподвижная алюминиевая пластинка.

Рис. 7 ИМ магнитоэлектрической системы.

1 – магнитопровод.

2 – постоянный магнит.

3 – алюминиевая рамка.

4 – стальной керн.

5 – стальной цилиндр.

Рис. 8 ИМ электромагнитной системы

1 – постоянный магнит.

2 – алюминиевый лепесток.

3 – демпфер.

Рис. 9 ИМ электромагнитной системы

1, 3 – сердечник.

2 – алюминиевый лепесток.

4 – катушка.

Рис. 10 ИМ электростатической системы.

1 – тяга.

2, 4 – неподвижная пластина.

3 – подвес.

Выводы:

1пункт.

Показания ЭС и ВП вольтметров не зависят от частоты напряжения, у ВП вольтметра диапазон рабочих частот меньше, чем у ЭС, а показания ЭД и ЭМ достоверны только при частотах близких к 50 Гц, так как при увеличении измеряемого напряжения у ЭД и ЭМ вольтметров увеличивается входное сопротивление, а ток уменьшаться. Это ведет к меньшему отклонению стрелки вольтметра.

2 пункт.

Показания ЭС, ЭД и ЭМ вольтметров практически не зависят от формы напряжения, ВП вольтметр зависит от формы измеряемого напряжения, так как ВП вольтметр измеряет не действующее значение напряжения, а среднее.

3 пункт.

Поверка выпрямительного вольтметра показала, что найденный класс точности не соответствует классу точности указанному на приборе. Прибор пора нести в ремонт.

Дата добавления: 2015-04-30