Опыт I. Поверка магнитоэлектрического микроамперметра

В ходе поверки необходимо сравнить показания поверяемого и образцового измерительного прибора, определить погрешности поверяемого измерительного прибора, а также соответствие его установленному классу точности. В результате поверки определяется основная погрешность прибора, т.е. погрешность при нормальных условиях эксплуатации (температура окружающей среды 20±5°С или другая температура, указанная на шкале прибора, нормальное положение прибора, отсутствие внешних магнитных и электрических полей и т.д.). При работе прибора в условиях, отличающихся от нормальных, появляются дополнительные погрешности (от влияния изменений температуры, внешних магнитных полей, наклона прибора и т.д.). ГОСТ нормирует не только основные, но и дополнительные погрешности приборов.

При поверке приборов экспериментально определяется абсолютная погрешность прибора ΔА – разность между показанием прибора А_X и действительным значением измеряемой величины А₀, которая обычно определяется по образцовому прибору:

ΔA=A_X – A_0.

Относительная погрешность прибора δ определяется в процентах как отношение абсолютной погрешности ΔA к действительному значению измеряемой величины А₀:

.

Точность прибора характеризуется величиной приведенной погрешности g, которая представляет собой выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности ΔA к нормирующему значению A_N:

.

Нормирующее значение для приборов с нулевой отметкой на краю шкалы принимается равным пределу шкалы прибора A_m.

По степени точности измерительные приборы делятся на 8 классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Класс точности прибора g_m определяет наибольшую допустимую основную приведенную погрешность прибора. Класс точности характеризует точность прибора, но не является непосредственным показателем точности измерений, проводимых с помощью этого прибора. Из выражений для относительной и приведенной погрешностей можно получить соотношение

, (2.2)

которое свидетельствует о том, что величина относительной погрешности, характеризующая точность измерений, определяется не только классом точности прибора, но и тем, в какой части шкалы производится измерение.

Вследствие наличия трения в опорах приборов, механического гистерезиса пружин, растяжек и других причин в показаниях приборов наблюдается вариация – разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе «справа» и подходе «слева» к этой точке. Вариация выражается в процентах от верхнего предела измерения. Для большинства приборов наибольшая вариация показаний не должна превышать основную погрешность.

В лабораторной работе поверяются приборы низкого класса точности: 1,5; 2,5; 4,0 методом сличения, который заключается в том, что одна и та же величина тока измеряется одновременно поверяемым и образцовым прибором. Поверка производится на оцифрованных отметках шкалы дважды, первая – при увеличении тока от нуля до наибольшего значения, вторая – при уменьшении тока от наибольшего значения до нуля. Это позволяет выявить вариацию показаний поверяемого прибора.

Образцовые приборы должны иметь допустимую погрешность, которая в 5 раз меньше, чем у поверяемых. В данной работе в качестве образцового используется универсальный цифровой вольтметр В7–27, который может применяться для измерения постоянного и переменного напряжений, сопротивления, постоянного тока, температуры.

Порядок выполнения опыта

1 Собрать схему поверки магнитоэлектрического микроамперметра, изображенную на рис.2.2.

 

Здесь μA – поверяемый микроамперметр; A₀ – образцовый цифровой прибор В7–27, который нужно включить по схеме измерения постоянного тока, для чего к входным гнездам I и 0 подсоединить измерительные провода с однополюсными вилками. В качестве сопротивления R_M используется магазин сопротивлений, в качестве R₁ –переменный резистор, укрепленный на макете.

2 По образцовому прибору В7–27 установить предел постоянного тока 100 мкА.

3 Подключить шнур питания цифрового прибора к сети 220В. Установить тумблер "Сеть" прибора в верхнее положение, при этом должны высветиться цифры индикаторного табло.

4 Установить максимальные сопротивления на магазине и резисторе R₁.

5 Проверить, находится ли стрелка поверяемого прибора на нуле шкалы. В случае необходимости корректором установить стрелку на нулевую отметку.

6 Включить источник питания макета (после проверки схемы руководителем), для чего тумблер питания перевести в положение – "ВКЛ".

7 Установить ток, равный верхнему пределу измерения поверяемого прибора, для чего уменьшить сопротивление магазина R_м и резистора R₁. Уменьшать сопротивление магазина следует, начиная со "старших" декад, при этом "младшие" декады должны быть введены. Увеличение сопротивления магазина следует производить с обратной последовательностью, начиная с младших декад. Прогреть схему в течение 10–15 мин.

8 Для проведения поверки прибора увеличить сопротивление цепи, стрелку микроамперметра перевести в начало шкалы. Затем, плавно увеличивая ток, устанавливать стрелку поверяемого прибора поочередно, на каждой цифровой отметке и записывать показания образцового прибора. После того как стрелка пройдет всю шкалу, дать небольшую перегрузку, чтобы она дошла до упора, и затем, плавно уменьшая ток, вновь останавливать ее на каждой цифровой отметке и записывать показания образцового прибора. Во всех случаях не допускать перехода стрелки через намеченную отметку. В случае, если стрелка пройдет намеченную отметку, опыт повторить снова. Результаты поверки записать в табл. 2.1.

9 После проверки преподавателем результатов эксперимента отключить питание макета и образцового прибора.

10 Вычислить абсолютную, приведенную погрешность, а также вариацию поверяемого прибора и сделать заключение о соответствии поверяемого прибора указанному на нем классу точности. В случае несоответствия указать, к какому классу следует отнести прибор по величине основной погрешности и вариации показаний. Результаты расчета записать в табл. 2.1.

Таблица 2.I