Лабораторная работа по дисциплине «Метрология» для ОФ ПГУТИ

Лабораторная работа 12 ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ГРУППЫ Цель работы Ознакомиться с включением амперметра, вольтметра, ваттметра и фазометра в электрическую цепь. Определить потери мощности в приборах. Найти погрешность при косвенном измерении cos φ. Электромагнитные приборы включают в себя измерительную цепь, измерительный механизм и отчѐтное устройство. Измерительная цепь служит для преобразования измеряемой электрической величины в другую электрическую величину, непосредственно воздействующую на измерительный механизм. Измерительный механизм преобразует электрическую величину в угол поворота подвижной части. Несмотря на отличие приборов с различными измерительными механизмами, имеется ряд деталей и узлов, общих для всех электромеханических приборов. Корпус прибора защищает прибор от внешних воздействий, например, от попадания в него пыли. Отсчетное устройство электромеханического прибора состоит из шкалы и указателя. На шкале нанесены деления, соответствующие определенным значениям измеряемой величины. Если деления нанесены через одинаковые промежутки, шкала называется равномерной, если деления нанесены через неодинаковые – неравномерной. Указатель представляет собой перемещающуюся вдоль шкалы стрелку, жестко скрепленную с подвижной частью измерительного механизма прибора. В качестве указателя применяют также световой луч, отраженный от зеркальца, укрепленного на оси подвижной части. Луч света попадает на шкалу и образует на ней световое пятно с темной нитью посередине. При повороте подвижной части световой указатель перемещается по шкале. Крепление подвижной части осуществляется с помощью опор, растяжек или подвеса. Опоры состоят из кернов и подпятников. Керны представляют собой цилиндрические стержни, заточенные на конце. Подпятники имеют вид цилиндра с коническим углублением по оси. Они чаще всего изготавливаются из агата или корунда. К недостаткам установки на опорах относится трение, вызывающее погрешность. Подвижная часть подвешивается на двух растяжках, представляющих собой упругие металлические ленты, прикрепляемые одним концом к 78 подвижной части, а другим – к неподвижным деталям прибора. Часто растяжки используются для подвода тока в обмотку подвижной части. Подвешивание подвижной части на подвес применяется в приборах высокой чувствительности – гальванометрах. Подвес – тонкая упругая лента. Такие приборы необходимо устанавливать по уровню. Для равномерного движения подвижной части прибора применяют устройства, называемые успокоителями. Они бывают магнитоиндукционными, жидкостными и воздушными. Магнитоиндукционное успокоение создается при движении металлических деталей подвижной части в магнитном поле. Момент успокоения возникает в результате взаимодействия магнитных полей и наводимых вихревых токов, возникающих в движущихся металлических деталях. Магнитоиндукционный успокоитель состоит из постоянного магнита и перемещающейся в его рабочем зазоре металлической пластины (алюминиевой), укрепленной на подвижной части. Жидкостное успокоение достигается тем, что подвижная часть измерительного механизма или отдельные детали помещаются в вязкую жидкость. Воздушный успокоитель состоит из камеры и находящейся внутри нее пластины, скрепленной с подвижной частью. При колебаниях подвижной части в камере создается разность давлений по обе стороны пластины. Эта разность давлений и вызывает успокоение подвижной части прибора. Для установки указателя на требуемую отметку в электромеханических приборах применяют устройство, называемое корректор. Корректор содержит винт, укрепленный на корпусе прибора, поворачивая который можно закручивать пружинки, растяжки или подвес, и тем самым поворачивать подвижную часть прибора и устанавливать указатель на требуемую отметку, например, на «ноль». Некоторые приборы имеют арретир – устройство для фиксации подвижной части прибора. На каждом приборе наносятся условные обозначения. На приборе отмечают единицу измеряемой величины, класс точности, род тока, рабочее положение прибора, условное обозначение измерительного механизма. В данной лабораторной работе проводятся измерения в цепи переменного тока. Для измерения тока и напряжения используются приборы электромагнитной системы. Измерение активной мощности проводится ваттметром электродинамической системы. В качестве фазометра использован ферродинамический логометр. Порядок выполнения работы 1. Записать технические данные электроизмерительных приборов. 2. Собрать цепь. В качестве переменного резистора R использовать ламповый реостат, емкость конденсатора С = 20 мкф. 3. Изменяя величину лампового реостата от R = до R (пять значений при включении ламп), записать показания приборов. Провести необходимые расчеты. 4. Найти методическую погрешность косвенного метода измерения по формуле cos φ = Р/ U∙I, сравнив расчетное значение cos φ с показаниями фазометра. Построить график γ = f (cos φ). Контрольные вопросы и задания 1. Опишите устройство и принцип действия приборов электромагнитной системы. 2. Опишите устройство и принцип действия приборов электродинамической и ферродинамической систем. 3. В каких случаях используют прямые методы измерения? 4. Когда применяют косвенные методы измерений? 5. Что называют классом точности прибора? 6. Как рассчитать инструментальную погрешность косвенного метода измерения коэффициента мощности?