ПОВІРКА АМПЕРМЕТРА КОМПЕНСАЦІЙНИМ МЕТОДОМ

МЕТА РОБОТИ – виконати повірку амперметра за допомогою потенціометра постійного струму.

Внаслідок виконання роботи студент повинен:

– знати: призначення повірки приладів; характеристики приладу, які повіряються; принцип дії потенціометра постійного струму;

- вміти:вимірювати струм непрямим методом; складати схему повірки амперметра;

розраховувати похибку складених засобів вимірювань; вимірювати напругу

потенціометром постійного струму.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

При підготовкі до роботи необхідно вивчити матеріал по /1, с. 56-61, 97-101, 199-201/.

Повірка – це визначення похибок вимірювального приладу і встановлення його придатності до застосування.

При повіркі виконують такі операції:

– зовнішній огляд;

– визначення неповернення вказівника приладу до нульової позначки;

– визначення похибок та варіацій приладу.

При зовнішньому огляді потрібно перевірити роботу коректора, а також виявити дефекти, які можуть заважати роботі приладу (викривлення вказівника приладу, неполадки корпусу, забруднення шкали).

Неповернення вказівника до нульової позначки визначають при зменшенні вимірюємою величиною показу приладу від найбільшого до початкового з подальшим розмиканням кола. Межа Δ_L допустимого неповернення не повинна перевищувати

Δ_L≤ 0,005 γ∙L_ш,

де γ – клас точності приладу;

L_ш – довжина шкали приладу, яка вимірюється по серединам всіх найкоротших позначок між початковою та кінцевою позначками.

Визначення абсолютної похибки Δ амперметра здійснюється шляхом порівняння його показу І_Аз дійсним значенням струму І_Д, діючим в колі приладу

Δ = I_A–I_Д . (1.1)

Дійсне значення струму вимірюється непрямим методом з використанням закону Ома

І_Д= U_RN / R_N, (1.2)

де U_RN – напруга на зразковому резисторі R_N, підключеним в коло послідовно з повіряємим амперметром (див. рис.1.1). Напругу U_RN вимірюють потенціометром постійного струму.

Зразкові засоби вимірювань при повірці приладів класу точності 0.5 і гірше вибирають керуючись правилом – границя допустимої основної похибки зразкових засобів повинна бути не менш ніж в 4 рази менше границі основної похибки приладу, що повіряється.

Похибка амперметра розраховується по (1.1) для кожної і – ої позначки шкали, яка на шкалі має числове значення І_Аі. Дійсне значення струму І_Д розраховують по (1.2), плавно встановлюючи вказівник на і-у позначку шкали та вимірюючи напругу U_RN. Похибку для і-ої позначки знаходять по (1.1) двічі, змінюючи струм в колі амперметра спочатку від номінального значення до нуля (Δ^H_i = I_Ai–I^H_Ді), а потім навпаки - від нуля до номінального значення (Δ⁰_і= І_Аі–І⁰_Ді).

Варіацію b показу приладу розраховують як абсолютне значення різниці похибок Δ^Н_і і Δ⁰_і, знайдених для і-ї позначки шкали

b_i = /Δ ^H_i– Δ ⁰_i/.

Якщо ні одне із значень похибок Δ^Н_і та Δ⁰_і, а також варіації показу b_i не перевищують границі допустимої основної похибки Δ_осн повіряемого приладу, то його вважають придатним до вживання (зрозуміло, при відсутності перешкод по перших двох операціях повірки).

Основна похибка розраховується за формулою

Δ_осн= γ∙A_H/100,

де А_Н – нормоване значення приладу, що повіряється;

γ – клас точності цього приладу.

ОБЛАДНАННЯ СТЕНДА

Рисунок 1.1- Передня панель стенда № 1

На стенді розміщені:

– міліамперметр – тип М336 ; границями вимірювань 15, 30, 75, 150 mA; клас точності

1,0;

– нормальний елемент (НЭ) - насичений, номінальне значення ЕРС при температурі

(20,0 ± 0,5) °С дорівнює 1,01850 V, клас точності 0,005;

– потенціометр постійного струму

тип ППТН–1; U_НП= 0,02 mV; Δ_ОСН= ±(150U_П+2U_H) V;

або тип ППТВ–1, U_НП= 1,2 V; Δ_ОСН= ±(300U_П+4U_H)x10^-6,

де U_П – показ потенціометра, V;

Δ_ОСН – основна похибка потенціометра;

U_Н – найбільше значення напруги, яке може бути виміряне потенціометром в

даному разі, V;

– магазин опорів – тип Р33, клас точності 0,2; кількість декад – 6; максимальний опір

99999,9 . Границя основної похибки δ_OCH = ± (0.2 + 0.1∙N_M/R);

– подільник напруги, коєфіцієнти поділок – 1000; 100; 10; 1.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Вивчити теоретичний матеріал згідно з вказівками розділу „Основні положення”.

Підготувати та привести в звіті до лабораторної роботи:

– залежність ЕРС нормального елементу від температури;

– принципову схему потенціометра постійного струму та методику вимірювання

напруги;

– методику повірки амперметра з використанням потенціометра та зразкового

резистора.

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ

1. Ознайомитись з обладнанням стенда, внести в протокол повірки метрологічні характеристики приладів.

2. Для температури повітря в приміщенні лабораторії розрахувати дійсне значення ЕРС нормального елементу.

3. По метрологічним характеристикам повіряємого та зразкових засобів вимірювань переконатися в забезпеченні вимог стандарту відносно співвідношення класів точності засобів вимірювань.

4. Повірити міліамперметр та зробити висновок щодо придатності приладу до використання.

5. Оформити протокол повірки (зразок протоколу приведено нижче).

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Надати визначення терміну „повірка”.

2. Як вибрати зразковий прилад для проведення повірки?

3. Як знайти основну похибку складеного засобу вимірювань?

4. Роз’ясніть принцип дії потенціометра постійного струму.

5. На підставі яких засад повірений прилад вважається придатним до використання?

6. Як по метрологічним характеристикам приладу оцінити границю допустимої основної, абсолютної або відносної похибки?

Протокол №

повірки _______________________ № ________________________

найменування приладу заводський номер

Тип приладу	Рід струму	Система	Клас точності	Границя вимірювання	Границя основної похибки	Ціна поділки

Умови повірки _____________________________ °С, нормальний елемент № ______________

Зразковий резистор ________________________ , клас точності __________ , № __________

Потенціометр _________________ , _____________________________________

тип границя основної похибки

прогрів приладу при ___________________________________________________

номінальне значення вимірюваємої величини

початок ______________________ кінець _____________________

час час

Номер спостереження	Покази приладу	Покази потенціометра	Дійсне значення величини	Похибка	Варіація
абсолютна	зведена
...

Довжина шкали приладу ___________________________________________________________

Опір вимірювального кола приладу __________________________________________________

Неповернення вказівника до нульової позначки ________________________________________

Результати зовнішнього огляду ____________________________________________________

Висновок: прилад до використання _________________________________________________

пригодний, непригодний

Дата ____________ Повірку провели ________________________________________________

підпис, ініціали, призвище

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

ПОВІРКА ВОЛЬТМЕТРА МЕТОДОМПОРІВНЯННЯ

МЕТА РОБОТИ – розширити діапазон вимірювання вольтметра та виконати його

повірку за допомогою зразкового вольтметра.

Внаслідок виконання роботи студент повинен:

– знати:призначення повірки приладів; способи розширення межі вимірювання

електромеханічних приладів; правила підсумковування похибок складених

засобів вимірювання;

– вміти:розраховувати опір додаткового резистора; складати схему та виконувати

повірку вольтметра методом порівняння; оформляти протокол повірки

електромеханічних придадів.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

При підготовкі до роботи необхідно вивчити матеріал по /1, с. 56-61, 97-101, 199-201/.

Повірка – це визначення похибок вимірювального приладу і встановлення його придатності до застосування.

При повіркі виконують такі операції:

– зовнішній огляд;

– визначення неповернення вказівника приладу до нульової позначки;

– визначення похибок та варіації приладу.

Неповернення вказівника до нульової позначки визначають при зменшенні вимірюємою величини від найбільшого до початкового показу з подальшим розмиканням кола. Межа Δ_L, допустимого неповернення не повинна перевищувати

Δ_L ≤ 0,005γ∙L_ш,

де γ – клас точності приладу;

L_ш – довжина шкали приладу, яка вимірюється по серединам всіх найкоротших

позначок між початковою та кінцевою позначками.

Визначення абсолютної похибки Δ приладу здійснюється шляхом порівняння його показу А з дійсним значенням величини А_д, діючим в колі приладу

Δ = А – А_д (1.1)

Дійсне значення вимірюється прямим методом зразковим приладом

Зразкові засоби вимірювань при повірці приладів класу точності 0.5 і гірше вибирають, керуючись правилом – границя допустимої основної похибки зразкових засобів повинна бути не менш ніж в 4 рази менше границі основної похибки повіряємого приладу.

Похибка приладу розраховується по (1.1) для кожної позначки шкали, яка на шкалі має числове значення А_і. Похибку для і-ї позначки знаходять по (1.1) двічі, змінюючи напругу спочатку від номінального значення до нуля (Δ^н_i = А_і–А^н_ді), а потім навпаки - від нуля до номінального значення (Δ⁰_і= А_і– А⁰_ді).

Варіаціюb показу приладу розраховують як абсолютне значення різниці похибок Δ^н_і і Δ⁰_і, знайдених для і-ї позначки шкали

b_i = /Δ ^н_i– Δ ⁰_i/.

Якщо ні одне із значень похибок Δ^н_і та Δ⁰_і, а також варіації показу b_i не перевищують границі допустимої основної похибки Δ_осн повіряемого приладу, то його вважають придатним до вживання (зрозуміло, при відсутності перешкод по перших двох операціях повірки).

Основна похибка розраховується за формулою

Δ_осн=γ∙A_H/100,

де А_Н – нормоване значення приладу, що повіряється;

γ – клас точності.

При підготовкі до виконання цієї лабораторної роботи необхідно також вивчити матеріал за /1, с. 56-61, 101-102, 199-201/,.

В роботі використовують вимірювальний механізм міліамперметра як вольтметр, напругу U₀ повного відхилення якого визначають як

U₀=R₀∙I₀,

де R₀ і I₀ – опір вимірювального кола та струм повного відхилення міліамперметра.

Для розширення діапазону вимірювань вольтметра до напруги U використовують додатковий резистор, опір R_Д якого розраховують за формулою

R_Д=R₀(U/U₀-1).

Відносну похибку δ_V вольтметра знаходять як

δ_V=γ_mA+δ,

де γ_mA – клас точності міліамперметра;

δ_R – відносна похибка установки опору R_Д за допомогою магазину опорів.

Вона розраховується за формулою

δ_R=δ_M+kN_M/R_Д,

де δ_М – клас точності магазину опорів;

k – коефіцієнт, залежний від класу точності магазину;

N_M – кількість декад магазину, показ яких при установці опору R_Д не дорівнює

нулю.

ОБЛАДНАННЯ СТЕНДА

Рисунок 1.1- Передня панель стенда № 1

На стенді розміщені:

– міліамперметр – типу М336 з границями вимірювань 15, 30, 75, 150 mA, класу

точності 1,0;

– нормальний елемент (НЭ) - насичений, номінальне значення ЕРС при температурі

(20,0±0,5) °С дорівнює 1,01850 V, клас точності 0,005;

– потенціометр постійного струму:

тип ППТН–1, U_НП=0,02 mV, границя основної похибки Δ_ОСН=±(150U_П+2U_H) V;

або тип ППТВ–1, U_НП=1,2 V, границя основної похибки Δ_ОСН=±(300U_П+4U_H)x10^-6V.

U_П – показ потенціометра, V,

U_Н – найбільше значення напруги, яке може бути виміряне потенціометром, V;

– магазин опорів – тип Р33, клас точності 0,2; кількість декад – 6; максимальний опір – 99999,9 Ω. Границя основної похибки

δ_OCH= ± (0.2 + 0.1∙N_M/R);

– подільник напруги, коєфіцієнти поділок – 1000; 100; 10; 1.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Вивчити теоретичний матеріал згідно з вказівками розділу „Основні положення”. Підготувати та привести в звіті до лабораторної роботи:

– методику вимірювання опору амперметра непрямим методом;

– послідовність операцій по розрахунку опору додаткового резистора та визначенню класу точності вольтметра;

– методику повірки вольтметра з допомогою зразкового вольтметра.

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ

1. Ознайомитись з обладнанням стенда, внести в протокол повірки метрологічні характеристики приладів.

2. Виміряти опір міліамперметра та розрахувати опір додаткового резистора (границя вимірювань міліамперметра та найбільше значення вимірюємої напруги вказуються викладачем);

3. Надати стандартне значення класу точності складеному засобу вимірювань напруги (вольтметру);

4. Провести повірку вольтметра.

5. Оформити протокол повірки (зразок протоколу наведено нижче).

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Надати визначення терміну „повірка”.

2. Як вибрати зразковий прилад для проведення повірки?

3. Як знайти основну похибку складеного засобу вимірювань?

4. На підставі яких засад повірений прилад вважається придатним до використання?

5. Як розширити межі вимірювань вольтметра?

6. Як по метрологічним характеристикам оцінити границю допустимої основної, абсолютної або відносної похибки приладу?

Протокол №

повірки _______________________ № ________________________

найменування приладу заводський номер

Тип приладу	Рід струму	Система	Клас точності	Границя вимірювання	Границя основної похибки	Ціна поділки

Умови повірки _____________________________ °С; магазин опорів ______________

тип

________________________ , клас точності __________ , № __________

кількість декад

Зразковий вольтметр _________________ , _____________________________________

тип основна похибка