Методические указания к выполнению лабораторной работы. Описание магнитоэлектрического вольтметра

Описание магнитоэлектрического вольтметра

Вольтметр выполнен в виде макета по схеме (рис. 3). Основными элементами вольтметра является магнитоэлектрический микроам­перметр и добавочный резистор R1. Для экспериментального определения поправки на ответв­ление тока в цепь вольтметра в схему введен контрольный шунт - R _ш. Контрольный шунт подключается параллельно входу вольтметра с помощью переключателя S1 ("Контрольный шунт").

Рис.3. Схема магнитоэлектрического вольтметра.

1. Градуировка магнитоэлектрического вольтметра. Градуиров­ка выполняется путем сравнения показаний α _х градуируемого воль­тметра (в делениях) с показаниями V_о образцового вольтметра (в вольтах). В качестве образцового вольтметра используется мультиметр измерительной станции MS-9160. Схема градуиров­ки показана на рис. 4. Одновременно с градуировкой производится проверка точности работы встроенного вольтметра источника питания измерительной станции.

Рис. 4. Схема градуировки вольтметра

1. Включить мультиметр и источник питания измерительной станции.

2. Переключить мультиметр в режим измерения напряжения (“ V ”). Выбрать кнопкой «DC Ω / AC (•)» режим измерения постоянного напряжения (на экране мультиметра не индицируется «AC»).

3. Убедиться, что кнопка «V/A» источника питания отжата (индицируется напряжение регулируемого источника). Установить ручкой «Voltage» напряжение регулируемого источника равным 0В.

4. Образцовый и градуируемый вольтметры од­новременно подключить параллельно к клеммам регулируемого выхода источника питания измерительной станции.

5. Убедиться, что контрольный шунт градуируемого вольтметра отключен.

6. Изменением выходного напряжения источника питания следует установить стрелку градуируе­мого вольтметра последовательно на каждое оцифрованное деление шкалы, одновременно снимая показания мультиметра V₀ и показания встроенного вольтметра источника питания станции V _ип. Напряжение на вольтметрах изменяется с помощью ручки регулирования выходного напряжения «Voltage». Результаты измерений записать в Таблицу 1.

Таблица 1

Отсчет по шкале α x, дел.	Показания образцового вольтметра V0, В	Показания вольтметра источника питания Vип, В	Погрешность измерения напряжения δUип, %
…

7. Рассчитать погрешность измерения напряжения встроенного вольтметра источника питания в каждой точке по формуле

8. По результатам измерений построить график градуировки. По оси абсцисс откладывать отсчет по шкале градуируемого вольтметра в делениях, а по оси ординат – показания образцового вольтметра в вольтах.

Перед построением графика необходимо рассчитать его масштаб по осям абсцисс и ординат. Масштаб рассчитывается для каждого предела измерения отдельно по методике, изложенной в Приложении 1. Для расчета предел допускаемой погрешности (класс точности) d, % определить по шкале вольтметра. Класс точности образцового вольтметра мультиметра выбирается равным 0.5%. Учесть, что масштаб имеет размерность. В данном случае размерность будет [дел/мм] или [В/мм], но ее для удобства построения графика необходимо перевести в [дел/см] или [В/см] соответственно.

2. Измерение сопротивлений вольтметров. Измерение производится косвенным методом по схеме, показанной на рис.5 и рис.6. В работе необходимо измерить сопротивление градуируемого магнитоэлектрического вольтметра. Для измерения сопротивления вольтметра используется образцовый резистор R₀, уже встроенный в лабораторный градуируемый вольтметр. Измерение производится в два этапа. Сначала градуируемый вольтметр подключается непосредственно к клеммам регулируемого источника питания (так же, как и в предыдущем пункте работы, рис.4), а значение напряжения с помощью регулируемого источника устанавливается равным или близким верхнему пределу измерения (50 дел). Это напряжение источника питания U₁. Затем вольтметр подключается к источнику напряжения через образцовый резистор R₀ и измеряется напряжение U₂ на клеммах вольтметра,согласно рис.7. Часть напряжения источника питания (измеренного в первом случае - U₁) падает на сопротивлении R₀, поэтому измеренное напряжение U₂ будет меньше U₁. По полученным результатам измерений U₁ и U₂ с учетом значения R₀ вычисляется сопротивление R _B вольтметра.

Рис. 5. Схема измерения U1	Рис. 6. Схема измерения U2

Рис. 7. Схема включения при измерении U₂

Из эквивалентной схемы можно получить, что

После выполнения измерений следует вычислить погрешность измерения d R _В сопротивления вольтметра, пользуясь методикой вычисления погрешности косвенного измерения, изложенной в Приложении 2. Погрешность образцового сопротивления считать равной . Погрешности измерения напряжений U ₁ и U₂ вычислить по формуле

, %,

где U _п – верхний предел измерения; U_1,2 – показания вольтметра (U₁ или U₂); d, % – предел допускаемой погрешности вольтметров (класс точности), указанный на шкале прибора. Результаты измерений и вычислений записать в Таблицу 2.

Таблица 2

Тип вольтметра	Класс точности (%)	Показания	R0	Rв	Погрешности
U1, дел.	U2, дел.	δU1 , %	δU2 , %	δRв, %
Магнитоэлектрический

Дата добавления: 2015-04-30