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_А з 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