Принцип действия и схемы включения магнито- электрического измерительного механизма. Погрешности измерения тока и напряжения
В основе работы магнитоэлектрических приборов лежит принцип взаимодействия тока катушки с полем постоянного магнита. Уравнение шкалы этих приборов имеет вид:
где a – угол отклонения стрелки; I – измеряемый ток; Si – чувствительность к току; Ci=1/Si – постоянная прибора или цена деления, определяющая ток, приходящийся на единицу угла отклонения. Из уравнения следует, что при перемене направления тока в катушке направление отклонения подвижной части меняется на обратное. Для получения отклонения указателя в нужную сторону необходимо при включении прибора соблюдать указанную на приборе полярность. Измерительные механизмы (ИМ) магнитоэлектрических амперметров и вольтметров принципиально не различаются между собой. В зависимости от назначения прибора (для измерения тока или напряжения) меняется его измерительная цепь. При измерении малых токов (от нескольких мкА до 50 мА) ИМ включается в цепь последовательно с нагрузкой (pиc. 2.I, a). Для измерения токов от 50 мА до 10000 А пределы измерения по току магнитоэлектрического ИМ расширяют при помощи шунта (рис.2.1, б). В вольтметрах последовательно с ИМ включается добавочный резистор, и прибор подключают к участку цепи, где требуется измерить напряжение (рис. 2.1, в).
В задачу измерений входит не только нахождение самой величины, но также и оценка допущенной при измерении погрешности. Абсолютная погрешность измерения Δ Х выражается в единицах измеряемой величины и равна разности между измеренным значением X и его действительным значением X0: Δ Х=X – X0. Относительная погрешность измерения δ обычно выражается в процентах и представляет собой отношение абсолютной погрешности Δ Х к действительному значению измеряемой величины X0:
Точность измерения характеризуется величиной относительной (а не абсолютной) погрешности измерения. В работе рассматриваются аппаратурные или инструментальные погрешности, определяемые конструкцией, схемой, выполнением, градуировкой прибора и его состоянием в процессе эксплуатации, а также погрешности взаимодействия, возникающие из-за потребляемой приборами мощности. Погрешность взаимодействия при измерении напряжения вольтметром вызвана уменьшением сопротивления участка цепи, к которому подключен вольтметр, и снижением напряжения на измеряемом участке. Величина этой погрешности вольтметра равна
где Rv – сопротивление вольтметра; Rэкв – эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов, к которым подключен вольтметр, при замкнутых накоротко источниках питания. Для уменьшения погрешности взаимодействия необходимо выбирать амперметры с возможно малым, а вольтметры – с возможно большим сопротивлением.
|
.
.
, (2.I)
