Расчёт параметров измерительных приборов для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления, определение их метрологических характеристик
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
p>
Сопротивление обмотки равно
Рассчитаем удельный противодействующий момент пружины.
Противодействующий момент создается при помощи спиральной пружины, растяжек и подвесов путем их закручивания и равен:
где - удельный противодействующий момент пружины, растяжки или подвеса,.
- угол отклонения стрелки прибора;
Т.к при нахождении стрелки прибора в положении равновесия противодействующий момент равен вращательному,то при заданном конечном угле поворота 150 можно записать следующее равенство:
- конечный угол отклонения стрелки прибора;
Выразим удельный противодействующий момент пружины
2.3 Определение значения добавочных сопротивлений и шунтов
В задании заданы пределы измерения () и максимальный ток в рамке. Задача состоит в определении тока (рис.11).
Рис. 11. Упрощенная схема амперметра
Пользуясь первым законом Кирхгоффа и формулой для делителя напряжения выведем формулу для расчёта:
;
;
;
;
;
где - сопротивление рамки.
Определим значения добавочных сопротивлений и шунтов.
2.4 Определим собственное потребление мощности магнитоэлектрического механизма и амперметра в целом
Мощность определяется по формуле
Определим мощность потребляемую рамкой магнитоэлектрического механизма:
Найдём мощность, потребляемую амперметром начиная с четвёртого предела измерения.
При включении шунта сопротивление амперметра равно параллельному соединению сопротивления шунта и сопротивления рамки.
Мощность при первом пределе измерения
Мощность при втором пределе измерения
Мощность при третьем пределе измерения:
Мощность при четвёртом пределе измерения
Мощность при пятом пределе измерения
Мощность при шестом пределе измерения
Мощность при седьмом пределе измерения
Мощность при восьмом пределе измерения
Мощность при девятом пределе измерения
2.5 Определение постоянной механизма по току и напряжению
Отношение углового или линейного перемещения указателя к току, вызвавшему его перемещение, называют чувствительностью механизма по току и выражают в
где - чувствительность механизма по току;
- количество делений шкалы;
- максимальный ток протекающий через рамку,.
Величина, обратная чувствительности, называется постоянной механизма по току
Величина, обратная чувствительности, называется постоянной механизма по напряжению
3. Разработка принципиальной схемы амперметра с последовательной температурной компенсацией
Разработаем принципиальную схему амперметра, включая и схему последовательной температурной компенсации (температурная компенсация не должна превышать при повышении температуры на).
Так как в рассчитанном амперметре рамка намотана медной проволокой, то ее сопротивление увеличивается напри изменении температуры на10 оС. В простейшем случае, когда через рамку протекает весь измеряемый ток, изменение сопротивления рамки не вызывает погрешности прибора.
В схемах амперметров с шунтами, изготовленными из манганина (сопротивление манганина практически не зависит от температуры), при увеличении температуры окружающей среды возникает отрицательная погрешность, для уменьшения которой приходится применять схемы температурной компенсации. В простейшем случае последовательно с рамкой включают резистор из манганина (рис.12).
Рис.12. Схема температурной компенсации
Рассчитаем сопротивление резистора, который обеспечивает температурную компенсацию амперметра.
Температурный коэффициент полного сопротивления рамки (сопротивление обмотки и сопротивление пружин)
где - сопротивление обмотки рамки.
- температурный коэффициент сопротивления обмотки (для медной обмотки)
- сопротивление пружин.
- температурный коэффициент пружин
Относительная температурная погрешность прибора равна 1.5% (по заданию) и определяется по формуле
где - сопротивление обмотки рамки, пружинок и соединительных проводов;
R - сопротивление шунта;
- сопротивление добавочного резистора из манганина.
Выразим сумму сопротивлений
Напряжение на сопротивлении нагрузки шунта определяется выражением
где - сопротивление добавочного резистора из манганина.
Выразим сопротивление добавочного резистора R
где - максимальный ток рамки
- максимальный предел измерения .
.1 Определениеабсолютной, относительной, приведенной погрешностей; класса точности разработанного прибора по результатам поверки
Определим, к какому классу точности можно отнести разработанный прибор по результатам поверки (при поверке прибора в точках верхних пределов измерения).
Истинные пределы измерения:
8 вар.
Пределы измерения при поверке:
8 вар.0.3091.4892.98714.903
Кла