Лабораторная работа по метрологии (Вариант 4)

Лабораторная работа № 1 «Измерительные механизмы аналоговых приборов» 1.1. Цель работы: знакомство с принципом действия, с конструкцией, основами теории и применения измерительных механизмов 1.2. Порядок выполнения работы 1.2.1. Ознакомиться с приборами, представленными в лабораторной работе. Используя обозначения на панелях приборов и литературу (1,2,3), занести в таблицу 1.1 (графы с1 по 17) технические и эксплуатационные характеристики приборов. 1.2.2. Изучить конструктивные особенности, принцип действия приборов. В таблицу 1 (графа 18) записать основные достоинства, недостатки, область применения и основное уравнение измерительных механизмов. 1.2.3. Определить основные составные части и назначение предложенных преподавателем аналоговых электрических приборов. 1.2.4. Определить и охарактеризовать особенности конструкции общих узлов и деталей электроизмерительных приборов. Общими узлами и деталями приборов являются: -отсчетное устройство; -устройство по созданию противодействующего момента; -устройство по созданию успокаивающего момента; -опорное устройство. Контрольные вопросы 1.Какие системы и конструкции электроизмерительных приборов изучались в лабораторной работе и каков принцип действия каждой из систем? Все электрические приборы электромеханического действия снабжены неподвижной проградуированной шкалой, отсчёт измеряемой величины по которой обычно производится по положению указательной подвижной стрелки (иногда — по положению светового зайчика, пучок света отклоняется вращающимся зеркалом), положение стрелки на шкале определяется равенством вращательного момента и момента сопротивления. Обычно вращающий момент сопротивления создаётся плоской спиральной пружиной или торсионной пружиной (растяжкой), работающей на скручивание. В логометрических и индукционных систем момент сопротивления создаётся иными способами. Магнитоэлектрическая с подвижной рамкой — вращательный момент создаётся между неподвижным постоянным магнитом и подвижной вращающейся рамкой с намотанной на ней обмоткой по которой при измерении протекает ток. Магнитоэлектрическая с подвижным магнитом — вращательный момент создаётся между неподвижной обмоткой с током и подвижным постоянным магнитом. Электромагнитная — вращательный момент создаётся между неподвижной обмоткой с током и подвижным ферромагнитным сердечником изготовленным из магнитомягкого ферромагнитного материала. Принцип действия приборов этого типа — взаимодействия тока и ферромагнитного тела. Особенностью таких приборов является квадратичная зависимость вращающего момента от тока в обмотке, и такие системы могут применяться для измерения как постоянных так и переменных токов. Электродинамическая — вращательный момент создаётся между двумя обмотками с током: подвижной и неподвижной. Вращательный момент пропорционален произведению токов в обмотках. Электродинамическое усилие основано на взаимодействии магнитных полей обмоток. Ферродинамическая система подобна электродинамической, но для увеличения вращательного момента в конструкции предусматривается сердечник из ферромагнитного материала. Индукционная — вращающий момент создаётся бегущим или вращающимся магнитным полем неподвижных обмоток.

2.Какие основные особенности конструкций характерны для разных систем электроизмерительных приборов?

Электромеханический прибор состоит из следующих частей: — измерительного механизма; — отсчетного устройства; — опор подвижной части прибора; — устройства для создания противодействующего момента; — успокоителя свободных колебаний подвижной части; — корпуса с узлом подключения прибора в электрическую цепь.

3.Какие общие элементы имеются в механизмах электроизмерительных приборов рассмотренных систем?

Каждый прибор состоит из одинаковых по назначению основных частей: корпуса, измерительного механизма, отсчетного устройства, элементов измерительной цепи. Измерительный механизм также содержит несколько общих частей: подвижную и неподвижную части, участвующие в создании момента, неподвижную соединительную часть (обойму или стойку) с установленными на ней деталями опор, успокоителя и др. Некоторые детали подвижной части выполняют свое назначение совместно с деталями, входящими в неподвижные части. К ним относятся: опоры подвижной части, успокоители, отсчетные устройства и элементы, служащие для создания момента.

4.Какие основные моменты действуют в измерительных механизмах?

Вращающий момент. Измерительные механизмы работают на принципе преобразования электромагнитной энергии в механическую энергию, воспринимаемую подвижной частью механизма. Механические силы и вращающий момент Мвр этих сил, действу­ющий на подвижную часть механизма, возникают в результате взаимодействия магнитных или электрических полей, создаваемых током, напряжением, намагниченными или наэлектризованными телами. Противодействующий момент. Для работы измерительного механизма необходимо, чтобы каждому значению измеряемой величины и вращающего момента соответствовал только один угол поворота подвижной части. Для этого в измерительном механизме предусмотрено создание противодействующего момента Мпр, направленного навстречу вращающему моменту и являющегося функцией угла отклонения.

5.Каким способом создаются основные моменты в рассмотренных измерительных механизмах?

Противодействующий момент может создаваться механическим и электромагнитным способами.

6.Какими уравнениями характеризуются свойства приборов рассмотренных систем?

Магнитоэлектрическая система : a=kI Электромагнитная систма: a=kI2 Электродинамическая система: a=kI1I2

7.Какие из рассмотренных в работе систем измерительных механизмов можно применять для измерения в цепях переменного тока?

Электромагнитные, электродинамические, реже — индукционные.

8.Как определяется чувствительность прибора? Как — цена деления шкалы?

Цена деления определяется как отношение верхнего (номинального) предела измерения прибора ХН к общему числу делений шкалы αН. Чувствительность прибора — величина, обратная его цене деления.

9.Какие технические и эксплуатационные характеристики указываются на лицевой стороне электроизмерительного прибора?

На приборе обозначают: единицу измеряемой величины; класс точности; род тока; товарный знак предприятия-изготовителя; порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя или месяца выпуска, а также год изготовления или шифр, его заменяющий; знак Государственного реестра или государственный Знак качества; испытательное напряжение изоляции или указание на то, что прибор испытанию прочности изо¬ляции не подлежит; используемое положение прибора (горизонтальное, вер-тикальное, под углом), если это положение имеет значение; символ, указывающий принцип действия прибор. Кроме перечисленных, приборы могут иметь и другие обозначения.