Работа № 2. Изучение датчиков тока и напряжения
Цель работы
1. Изучить режимы работы и основные характеристики датчиков тока и напряжения.
2. Сравнить экспериментальные характеристики с теоретическими и оценить погрешности.
3. Определить основные погрешности датчиков тока и напряжения.
Программа работы
Дома изучить принцип работы, назначение и технические характеристики датчиков тока и напряжения, схемы их подключения, а также основные узлы и возможности лабораторного комплекса.
В лаборатории:
– пройти тестирование по теоретической части;
– снять и построить экспериментальные статические характеристики измерительного шунта;
– снять и построить экспериментальные статические характеристики измерительного трансформатора тока;
– снять и построить экспериментальные статические характеристики интегрального датчика тока;
– снять и построить экспериментальные статические характеристики делителя напряжения;
– снять и построить экспериментальные передаточные характеристики трансформатора напряжения;
– снять и построить экспериментальные статические характеристики интегрального датчика напряжения;
– проанализировать полученные результаты, сформулировать выводы;
– выполнить отчет о проделанной работе.
Пояснения к работе
Общие сведения
В лабораторной работе исследуются следующие датчики тока и напряжения:
- измерительный шунт;
- измерительный трансформатор тока TalemaAC1010;
- интегральный датчик токаLEMHX-03P;
- делитель напряжения;
- трансформатор напряжения HANNBV 201;
- интегральный датчик напряженияLEMLV-25P.
Краткий теоретический материал, посвященный описанию принципов работы датчиков тока и напряжения, а также технические характеристики используемых в лабораторной работе датчиков приведены в Прил. 1.
Описание лабораторной установки для изучения датчиков тока и напряжения
Прежде, чем приступить к экспериментальному исследованию датчиков тока и напряжения, необходимо ознакомиться с принципом их действия и схемой подключения. Необходимо также изучить назначение элементов стенда.
Зона для изучения датчиков тока и напряжения лабораторного стенда представлена на рис.1. Данная зона представляет собой блок генератора постоянного и переменного по амплитуде и частоте напряжения с выходными клеммами, регулятора и переменного по амплитуде и частоте тока с выходными клеммами, поле для установки минимодулей с изучаемыми датчиками тока и напряжения с входными клеммами для соединения с выходами субблока генератора напряжения и регулятора тока и выходными клеммами для подключения измерительных входов мультиметра, а также блок индикаторов (вольтметр и амперметр, позволяющие в зависимости от режима работы измерять переменный или постоянный ток и напряжение).
Питание датчиков и других микросхем ±15В осуществляется через внутренние цепи от импульсного источника питания.
На рис.2 представлен внешний вид минимодулей, внутри которых размещены изучаемые датчики.
Рис. 1. Зона для исследования датчиков тока и напряжения
а) 
б) 
в) 
г) 
д) 
е) 
Рис. 2. Внешний вид минимодулей с изучаемыми датчиками:
измерительный шунт (а), трансформатор тока (б),
интегральный датчик тока (в), делитель напряжения (г),
трансформатор напряжения (д), интегральный датчик напряжения (е)
3. Проверка работоспособности экспериментальной установки
Для проверки работоспособности необходимо:
1) подключить сетевой кабель к разъему СНП на моноблокеДТИ. С помощью соединительных проводов соединить выходные клеммы блока «Источники тока и напряжения» «UВЫХ» с входами мультиметра, работающего в режиме измерения переменного напряжения до 20 В.Галетныйпереключатель «Множитель f» установить в положение «х1»;
2) включить тумблерпитания моноблокаSA1. Включить кнопочный переключатель блока «Источники тока и напряжения» SA2. Вращая ручки регулировки амплитуды и частоты,наблюдать на мультиметре и цифровом индикаторе изменение величины и частоты переменного напряжения 0…10 В и 10 Гц…100 Гц. Переключая галетный переключатель «Множитель f» в положения «х10» и «х100», можно наблюдать изменение частоты соответственно в 10 и 100 раз относительно указанной на лимбе ручки регулировки частоты;
3) выключить кнопочный переключательSA2;
4) галетный переключатель «Множитель f» установить в положение «=». Перевести мультиметр в режим измерения постоянного напряжения до 20 В;
5) включить кнопочный переключательSA2. Вращая ручку регулировкиамплитуды, можно наблюдать изменение уровня постоянного напряжения 0…10 В;
Внимание! Не обращать внимание на загорание светодиода защиты. Он свидетельствует об отсутствии токовой нагрузки на клеммах «Iвых» блока.
6) выключить кнопочный переключательSA2; выключить тумблерпитания моноблокаSA1. Отсоединить от стенда минимодуль и все провода, кроме сетевого кабеля;
7) с помощью соединительных проводов соединить выходные клеммы блока «Источники тока и напряжения» «IВЫХ»через амперметр PA1с входами поля «Датчики тока и напряжения». В поле установить интегральный датчик тока. Выходные клеммы поля соединить с входами мультиметра;
8) включить тумблерSA1. Включить кнопочный переключательSA2. Вращая ручку регулировкиамплитуды, наблюдать на мультиметре изменение уровня постоянного напряжения. Также на амперметре PA1 наблюдатьизменение постоянного тока;
9)выключить кнопочный переключательSA2;
10) галетныйпереключатель «Множитель f» установить в положение «х1». Перевести мультиметр в режим измерения переменного напряжения до 20 В;
11) включить кнопочный переключательSA2. Вращая ручки регулировки амплитуды и частоты,наблюдать на мультиметре и цифровом индикаторе изменение величины и частоты переменного напряжения. Также на амперметре PA1 наблюдатьизменение переменного тока. Переключая галетный переключатель «Множитель f» в положения «х10» и «х100», можно наблюдать изменение частоты соответственно в 10 и 100 раз относительно указанной на лимбе ручки регулировки частоты;
