Измерения параметров цепей постоянного и переменного тока (Лабораторная работа № 1)

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА  №  1 .

Измерения параметров цепей постоянного и переменного тока

Цель работы: Ознакомление с устройством электромеханических измерительных приборов и методами измерения сопротивления, емкости, индуктивности, мощности и энергии.

1. Измерение сопротивлений, емкости, индуктивности

 Диапазон измеряемых в настоящее время сопротивлений достаточно широк (от   10^-8 до 10¹⁷ Ом), поэтому выбор средств и способов измерений в значительной мере зависит от значения сопротивлений, требуемой точности, условий измерений и других факторов. Все способы измерений можно разбить на две группы: прямые и  косвенные. При прямых измерениях сопротивления от единиц Ом до десятков мегом измеряют мостами постоянного тока, цифровыми, электронными и магнитоэлектрическими омметрами.

         Для измерения с высокой точностью применяют мосты постоянного тока, а также цифровые приборы /1/.При измерениях, когда не требуется высокой точности, используют электронные  и магнитоэлектрические омметры, выпускаемые в виде отдельных приборов или в составе  комбинированных универсальных /1/. Омметры делятся на две  группы: с однорамочным  и двухрамочным измерительным механизмом. У однорамочных приборов показания  зависят от напряжения источника питания, а у двухрамочных, называемых также омметры - логометры, - не зависят от питающего напряжения, что является существенным достоинством последних.

На рис.1 приведены схемы омметров с последовательным (а) и параллельным (б) включением измерительного механизма.

 

                              а                                                        б   

Рис.1. Схемы омметров с последовательным (а) и параллельным (б) включением        измерительного механизма

  Ток в цепи измерительного механизма (рис. 1а) равен:

      а угол отклонения подвижной части:

                                                                                  (1)

где          U - напряжение источника питания;

 S_I - чувствительность измерительного механизма к току;

 R_X - величина измеряемого сопротивления;

R- величина добавочного сопротивления;

R_И- величина сопротивления измерительного механизма

a -  угол отклонения подвижной части измерительного механизма.

 Аналогично определяется угол отклонения подвижной части при параллельном включении измерительного механизма:

         .                           (2)

Как видно из выражений (1) и (2), при постоянстве S_I, U, Rи, R_Д угол отклонения a определяется значением измеряемого сопротивления R_X, при этом шкалы омметров неравномерны. При последовательном включении максимальному углу отклонения подвижной части соответствует нулевое значение измеряемого сопротивления, а при параллельном - максимальное (¥). Последовательная схема применяется для измерения относительно больших, а параллельная схема - для измерения относительно малых сопротивлений, т.к. относительно малые сопротивления при последовательной схеме и большие при параллельной схеме мало влияют на угол отклонения подвижной части (см. выражения 1 и 2).

         При питании омметра сухими батареями, у которых напряжение изменяется со временем, путем изменения индукции в зазоре с помощью магнитного шунта или величины добавочного сопротивления R_Д, поддерживают S_IU=const. Для этого, замыкая накоротко клеммы 1, и 2 в последовательной схеме (рис. 1а) регулировкой «уст. 0» стрелка омметра устанавливается на нулевое деление шкалы прибора. При параллельной схеме (рис. 1б) измеряемое сопротивление R_X отключается от клемм 1, 2 и регулировкой «уст.¥» стрелка омметра устанавливается на деление шкалы «¥». Обычно омметры выполняют в виде переносных приборов классов точности 1,5 и 2,5. Эти приборы нашли наибольшее распространение при практических измерениях.

 Более совершенными являются омметры с логометрическим измерительным механизмом /1/ (рис. 2), в которых угол отклонения подвижной части равен:

                                                 ,                             (3)

	- ток в обмотке W2                                          (4)

где:

	-ток в обмотке W1                                                     (5)

 

 R_Д, R_Н    добавочные сопротивления.

 

             Рис.2. Схема омметра с логометрическим измерительным механизмом

(6)

 Преобразуем выражение (3) с учетом выражений (4) и (5):

Выражение (6) показывает, что угол отклонения подвижной части