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 UH, IН - установленные пределы измерения, соответственно, по напряжению и по току; АН - 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.
