Измерительный механизм ваттметра электродинамической системы

Лабораторная работа № 2

Поверка ваттметра электродинамической системы

 

Цель работы: изучение методов поверки измерительных средств и схемы поверки ваттметра; определение класса точности поверяемого ваттметра; получение практических навыков по определению погрешностей измерительных приборов.

 

Содержание работы

 

Измерительный механизм ваттметра электродинамической системы

Внутри неподвижной катушки вращается укрепленная на оси бескаркасная рамка из изолированной проволоки; ток в нее поступает по спиральным пружинкам, так же как в приборах магнитоэлектрической системы. Взаимодействие токов подвижной обмотки и неподвижной создает необходимый вращающий момент. Механизм такого рода снабжается воздушным или магнитоиндукционным успокоителем.

Уравнение шкалы механизма электродинамической системы имеет вид:

Взаимная индуктивность М зависит от расположения подвижной катушки относительно неподвижной обмотки, и величина dM / da является некоторой функцией угла А между плоскостями, в которых расположены катушки. Учитывая это, полученное выше уравнение шкалы можно написать в таком виде:

Электродинамические приборы используют в качестве амперметров, вольтметров и ваттметров.

Если катушки измерительного механизма электродинамической системы включить в цепь, как показано на рис. 2.1., то, пользуясь обозначениями на рисунке, имеем:

Тогда:

где К = const, Р - мощность.

Рис.2.1

 

Чтобы шкала прибора была равномерной, необходимо иметь:

Это достигается путем выбора размеров и формы катушек и их начального взаимного положения.

При включении ваттметра в цепь переменного тока уравнение шкалы прибора:

где Z _В - модуль полного сопротивления параллельной цепи ваттметра; δ - угол сдвига между I₂ и U, возникающий вследствие реактивности параллельной цепи и являющийся угловой погрешностью ваттметра.

Для того чтобы A было пропорционально мощности переменного тока, стремятся сделать угол δ возможно малым. Хотя электродинамические ваттметры применимы как на постоянном токе, так и на переменном, градуируются и поверяются они, как правило, на постоянном токе. Цена деления ваттметра определяется по формуле:

где U_H, I_Н - установленные пределы измерения, соответственно, по напряжению и по току; А_Н - полное число делений шкалы.

Для правильного включения ваттметра один из зажимов параллельной и последовательной цепей отмечается значком (∙). Эти зажимы включаются согласованно, как показано на рис. 2.1, со стороны источника питания и называются генераторными.

Электродинамические ваттметры выпускаются классов 0,2 и 0,5 и применяются в качестве переносных лабораторных приборов, при этом их показания остаются одинаковыми как на постоянном, так и на переменном токе.

В данной работе изучаются различные методы поверки ваттметров электродинамической системы:

1) поверка с помощью косвенного метода;

2) поверка с помощью измерителя угла рассогласования.

Порядок выполнения работы

 

1. Убедиться, что все выключатели стенда выключены (находятся в нижнем положении), а регулятор T1 ЛАТРа установлен в минимальное положение.

2. Определить цену деления приборов. Заполнить таблицу 2.1. Ознакомиться с порядком выполнения работы.

 

Таблица 2.1

Приборы

№ п/п	Наименование	Система прибора	Класс точности	Пределы измерений	Цена деления
1.	Миллиамперметр (мА)			100 мА
2.	Вольтметр (V1)			250 В
3.	Ваттметр (W1)			60 Вт
4.	Фазометр (φº)			–150º - +150º

 

3. Собрать схему рис. 2.2.

 

Рис.2.2.

 

4. Доложить преподавателю о готовности к выполнению работы.

5. С разрешения преподавателя включить стенд, питание ЛАТРа S1, тумблер S4.

6. Изменяя величину напряжения регулятором ЛАТРа, установить такую величину мощности и тока, которые можно достаточно точно измерить (5 Вт, 10 Вт). Снять показания приборов и записать их в таблицу 2.2. Изменить величины мощности, тока и напряжения. Показания приборов записать в таблицу 2.2.