Материал: Лабораторна робота №5

Лабораторна робота № 5. Перевірка аналогових амперметрів і вольтметрів методом порівняння

визначатиметься як сума граничної (допустимої) відносної похибки показу зразкового амперметра та граничної (допустимої) відносної струмової похибки вимірювального трансформатора струму. У цьому випадку доцільно проводити обчислення у відносних похибках. Тоді вираз для обчислення сумарної

Подібна ситуація є зі схемою, що представлена на рис. 5.6. Тут гранична (допустима) відносна похибка результату вимірювання напруги

визначатиметься як сума граничної (допустимої) відносної похибки вимірювання напруги зразковим вольтметром та граничної (допустимої) відносної похибки перетворення напруги вимірювальним трансформатором напруги:

напруги.

На останньому етапі залишається перевірити, чи виконується співвідношення (5.17) між гранична (допустима) відносними похибками вимірювання перевірюваним приладом та зразковими засобами.

Приклад 5.4. Встановити, чи можна перевіряти приладом М2044, що працює в режимі вольтметра, класу точності 0,2 та границею вимірювання 75 В (з прикладу 5.3) вольтметр М903 класу точності 1,5 з межею вимірювання 50 В (з прикладу 5.2)

Згідно з прикладом 5.3 гранична абсолютна похибка результату вимірювання зразковим вольтметром становить гр,зр 0,15В , а гранична

відносна похибка результату вимірювання зразковим вольтметром становить

гр,зр 0,3% при UVx 50В .

Поділивши знайдене в прикладі 5.2 числове значення граничної похибки результату вимірювання перевірюваним вольтметром на коефіцієнт k 5 отримуємо:

113

Лабораторна робота № 5. Перевірка аналогових амперметрів і вольтметрів методом порівняння

Зіставивши отримане значення з граничною похибкою результату вимірювання зразковим вольтметром, бачимо, що вони рівні як для абсолютної ( гр,зр 0,15В ) так і для відносної ( гр,зр 0,3% ) границь похибок.

Висновок: приладом М2044 в режимі вольтметра класу точності 0,2 та границею вимірювання 75 В можна перевірити вольтметр М903 класу точності 1,5 з межею вимірювання 50 В методом безпосереднього порівняння зі зразковим.

2.4.2. Вибір системи зразкового приладу

Вибираючи систему зразкового приладу, необхідно керуватися наступними вимогами:

прилади перевіряють на тому роді струму (постійному чи змінному), для якого вони призначені;

зразковий прилад має бути призначений для вимірювання того параметра сигналу (сталої складової, середньоквадратичного чи середньовипрямленого значення тощо), що і перевірюваний прилад, або тієї величини, яка передбачена методом перевірки;

діапазони вимірювання і частот зразкових засобів вимірювання повинні включати відповідні діапазони перевірюваного приладу;

при перевірці приладів на змінному струмі бажано вибрати такий зразковий прилад, який реагує на зміну форми кривої сигналу так

само, як і перевірюваний.

Зокрема, на змінному струмі перевагу доцільно надавати приладам електродинамічної системи (Д590, Д591, Д592 та ін.), як таким, що є найточнішими [6]. Прилади електромагнітної системи також використовують як зразкові для перевірки приладів невисокої точності (класів не вище 0,5). Як зразкові часто використовують прилади електростатичної та електронної систем. Застосування приладів електронної системи, зокрема, з цифровим відліком особливо ефективне для перевірки на малих струмах і напругах у широкому діапазоні частот, тобто там, де неможливо застосувати прилади інших систем.

Для перевірки приладів магнітоелектричної системи як зразкові застосовують прилади цієї ж системи, а приладів всіх інших систем на

114

Лабораторна робота № 5. Перевірка аналогових амперметрів і вольтметрів методом порівняння

постійному струмі — прилади електродинамічної або електромагнітної систем. Використання в цьому випадку приладів магнітоелектричної системи теж допускається.

2.4.3. Вибір межі вимірювання зразкового приладу

При виборі межі вимірювання зразкового приладу користуються наступним підходом. При метрологічній перевірці за схемами, зображеними на рис. 5.3 та рис. 5.5 межу вимірювання зразкового приладу X К ,зр вибирають не

меншою за значення найбільшої оцифрованої позначки перевірюваного приладу X К ,x . Тобто має виконуватися наступне співвідношення:

Для схеми, зображеної на рис. 5.4. співвідношення має бути наступним:

де kI ,ном — номінальний коефіцієнт трансформації вимірювального

трансформатора струму.

Для схеми, зображеної на рис. 5.6. співвідношення має бути наступним:

2.5. Методика виконання метрологічної перевірки

Вибравши схему метрологічної перевірки та зразкові засоби вимірювальної техніки необхідно скласти електричну схему та провести експеримент.

Під час перевірки приладів на змінному струмі частотою 50 Гц вимірювальну схему живлять від промислової мережі через регулювальну апаратуру (спеціалізований лабораторний стенд, навантажувальні трансформатори, реостати тощо). Регулювальні пристрої повинні забезпечувати плавну зміну струму чи напруги перевірюваного приладу так, щоб ступінь зміни (дискретність) не перевищував 1/10 ціни його поділки.

Якщо оцифрованих поділок приладу, що перевіряється, не більше 10, то перевіряється кожна оцифрована поділка перевірюваного приладу, в іншому випадку вибирається 5 рівновіддалених точок на шкалі.

Кожна оцифрована точка на шкалі перевіряється наступним чином. Підлаштовуючи джерело живлення з регульованою напругою встановлюється

115

Лабораторна робота № 5. Перевірка аналогових амперметрів і вольтметрів методом порівняння

плавно (без коливань) на перевірюваному приладі відлік, що відповідає оцифрованій точці, підходом зліва. Записується умовно істинне значення (за показами зразкового приладу) вимірюваної величини xд,л .

Це ж саме виконується підходом стрілки справа і записується умовно істинне значення вимірюваної величини xд,п .

зразкового амперметра.

Якщо для розширення межі вимірювання зразкового амперметра використовують вимірювальний трансформатор струму ВТC (рис. 5.4), то дійсне значення вимірюваного струму визначається з врахуванням коефіцієнта трансформації

Перевірку вольтметра з межами вимірювання від 250 до 600 В (750 В) здійснюють за схемою, зображеною на рис. 5.6, в якій використано навантажувальний трансформатор напруги НТ для одержання напруги до 600 В (750 В). Тоді дійсне значення вимірюваної напруги визначається з врахуванням коефіцієнта трансформації

Знайдене таким чином значення похибки порівнюється з обчисленими границями відхиленнь показу приладу від дійсного значення і у випадку перевищення похибкою цієї границі перевірюваний прилад визнається непрадатним для вимірювань, оскільки він не відповідає своєму класу точності.

Результати перевірки записуються у таблицю 5.2.

3.ПРАКТИЧНІ ВКАЗІВКИ

3.1.Практичні вказівки до розв’язування задачі

116

Лабораторна робота № 5. Перевірка аналогових амперметрів і вольтметрів методом порівняння

3.1.1. Аналіз умови задачі. Необхідно перевірити вольтметр М903 класу точності 1,5 та межею вимірювання 50 В.

Задача вважається розв’язаною, якщо:

вибрана схема метрологічної перевірки;

обчислено граничну (допустиму) похибку результату вимірювання перевірюваним приладом;

вибрані зразкові засоби вимірювальної техніки: клас точності, систему та межу вимірювання зразкового приладу;

пораховано граничну (допустиму) похибку дійсного (умовно істиного) значення величини;

перевірено чи виконується вимога щодо точності зразкових засобів вимірювальної техніки.

3.1.2. Вибір схеми метрологічної перевірки

Оскільки встановлене на лабораторному стенді регульоване джерело живлення має діапазон регулювання 120 В, то для перевірки доцільно вибрати схему, що зображена на рис. 5.5, б.

3.1.3. Обчислення граничної (допустимої) похибки показів перевірюваного приладу

Обчислення граничної (допустимої) похибки показів перевірюваного приладу здійснюється виходячи з табл. 5.1 у вигляді абсолютної або відносної похибки.

Гранична (допустима) абсолютна похибка показів перевірюваного вольтметра М903 класу точності 1,5 та межею вимірювання 50 В становить:

гр,x гр,x Uк,Vx 1,5 50В 0,75В . 100% 100%

3.1.4. Вибір зразкових засобів вимірювальної техніки: класу точності, системи та межі вимірювання зразкового приладу

Перевірюваний прилад типу М903 належить до магніто-електричної системи. З наявних на лабораторному стенді зразкових приладів є лише один прилад магніто-електричної системи — це М2044 класу точності 0,2 з межами вимірювань 0,075В, 0,15В, 0,3В, 0,75В, 1,5В, 3В, 7,5В, 15В, 30В, 75В, 150В.

117