Исследование простейших измерительных преобразователей тока и напряжения для расширения пределов измерения приборов.

Цель работы

Изучить и экспериментально исследовать способы расширения верхних пределов измерительных приборов с помощью шунтов, добавочных сопротивле­ний, измерительных трансформаторов тока и напряжения.

1. Задания при подготовке к работе и ее выполнении

3.1. Рассчитать сопротивления шунтов для трех значений тока: 1А; 5 А; 10 А с целью расширения пределов измерения амперметра с заданными пределами шкалы для нижеследующих бригад.

3.2. Рассчитать мощность,выделяемую на этих шунтах (чтобы не сгорели).

3.3. Рассчитать сопротивления добавочных резисторов к вольтметру для расширения его пределов измерения до 10 В, 100 В и 1000 В при заданных значениях пределов шкалы вольтметра для нижеследующих бригад:.

3.4. Рассчитать мощность рассеяния на этих резисторах (чтобы не сгорели).

Таблица для бригад

№ бригады
Rа, Ом	1,2	2,0		0,01	1,0	0,6
Iмакс., А.	0,1	1,.0		0,05	0.01	0.6
Rv, кОм
Uмакс.,В	0,1	1,0		1,0	1,0	6,0
Кi	500 / 10	400 / 8	750 / 25	600 / 10	500 / 5	600 / 6
Кu	1000 / 200	800 / 100	2000 / 20	750 / 250	500 / 100	600 / 100
Р2, Вт

3.4. Рассчитать, какую большую мощность Р1 в нагрузке измерил ваттметр, подключенный к нагрузке через измерительные трансформаторы тока и напряжения при данных параметрах Кi и Кг, если его измерительные показания при этом Р2 (см.таблицу для бригад). Схема включения и пример расчета на рис.12 и в п.3.18.

3.5. Расширить предел измерения микроамперметра с помощью рассчитанных шунтов. Определить погрешность микроамперметра с шунтами.

3.6 Рассчитать добавочные сопротивления для трех значений напряжений.

3.7.. Расширить предел измерения милливольтметра с применением рассчитан­ных добавочных сопротивлений. Определить погрешность милливольтметра с добавочными сопротивлениями.

3.8. Определить погрешности, вызванные включением в измерительную цепь амперметра и вольтметра.

3.9. Рассчитать параметры измерительных трансформаторов тока и напряже­ния для расширения верхнего предела измерения ваттметра.

3.10. Расширить предел измерения мощности синусоидального тока ваттметром с применением рассчитанных трансформаторов тока и напряжения.

3.11. Сделать выводы по результатам работы.

Теоретические сведения

Шунты

Шунт является простейшим преобразователем тока в напряжение. Он пред­ставляет собой четырехзажимный резистор. Зажимы, к которым подводится ток I, называются токовыми, а зажимы, с которых снимается напряжение U, - потенци­альными (рис. 1). К потенциальным зажимам обычно присоединяется выходной прибор.

Шунт характеризуется номинальным значением выходного тока I_НОМ и но­минальным значением выходного напряжения U_НОМ. Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта R_Ш = U_НОМ /I_НОМ.

Шунты применяются для расширения пределов измерения амперметров, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую - через измерительный механизм (ИМ) прибора.

На рис. 1 показана схема включения магнитоэлектрического механизма с шунтом R _Ш. Ток I _И, протекающий через измерительный механизм, связан с изме­ряемым током I зависимостью

где R_И - сопротивление измерительного механизма.

Если необходимо, чтобы ток I_И был в n раз меньше тока I, то сопротивление шунта рассчитывается по формуле

где n = I / I_И - коэффициент шунтирования.

Номинальный ток шунтов может иметь значение от нескольких миллиам­пер до нескольких тысяч ампер. Шунты на малые токи выполняются в виде ка­тушек или спиралей из манганинового провода, шунты на большие токи - в виде манганиновых пластин.

На рис. 2 показан шунт на 2000 А. Он имеет массивные наконечники 1 из меди, которые служат для отвода тепла от манганиновых пластин 2, впаянных между ними. Зажимы шунта А и Б токовые. ИМ присоединяют к потенциальным зажимам В и Г, между которыми и заключено сопротивление шунта. При таком включении устраняются погрешности от контактных сопротивлений.

Дата добавления: 2015-12-07