Опыт 2. Расширение пределов измерения магнитоэлектрического прибора по току

Для расширения пределов измерения магнитоэлектрических приборов по току применяют шунты (см. рис.2.1,б). Шунт представляет собой четырехзажимный резистор, который при помощи токовых зажимов Т включается в цепь измеряемого тока I, а к его потенциальным зажимам П подключается магнитоэлектрический ИМ. Наличие двух пар зажимов позволяет избавиться от влияния сопротивлений контактов, которое сильно сказывается в случае малого сопротивления шунта (сотые и тысячные доли Ома). Если задан коэффициент шунтирования K = I/I_им и сопротивление катушки R_им (см. рис.2.1,б), величину сопротивления шунта R_ш можно рассчитать следующим образом:

откуда .

Шунты изготавливают из манганина, обладающего ничтожно малым температурным коэффициентом сопротивления (ТКС=0). При повышении температуры сопротивление катушки (медь) прибора существенно увеличивается, сопротивление шунта практически не меняется, в результате чего показания прибора уменьшаются и появляется дополнительная погрешность:

,

где β_M = 0,004 град^–1 – температурный коэффициент сопротивления (ТКС) – меди; ∆t – отклонение температуры от нормальной.

В соответствии с требованием ГОСТа дополнительная погрешность от изменения температуры на каждые 10°С в пределах рабочих температур, на которые рассчитан прибор, не должна превышать основную погрешность прибора. Если же дополнительная погрешность превышает величину основной, то класс прибора устанавливается не по основной, а по дополнительной погрешности.

Основная погрешность прибора с шунтом больше погрешности прибора без шунта и зависит от точности выполнения сопротивлений прибора и шунта. Учитывая малую погрешность (не более 0,2 %) указанных сопротивлений по сравнению с погрешностью измерительного механизма, которая составляет 2,5–4 %, можно приближенно считать, что основная погрешность прибора с шунтом равна погрешности прибора без шунта, т.е. измерительного механизма.

Порядок выполнения опыта

1 Рассчитать величину сопротивления шунта для измерения тока I, величина которого задается руководителем (в диапазоне от 200 до 1000 мкА).

2 Собрать схему, показанную на рис.2.3

 

В качестве шунта использовать магазин R_M на котором установить величину R_ш. Движок резистора R₁ установить в положение, соответствующее максимальному сопротивлению. По образцовому прибору установить необходимый предел измерения постоянного тока.

3 Получив разрешение руководителя, включить образцовый прибор, а также питание макета. Изменяя R₁, установить по образцовому прибору величину тока I, заданную руководителем. Стрелка магнитоэлектрического прибора должна дать номинальное отклонение по шкале.

4 Отключить питание макета и образцового прибора. Основные характеристики прибора с шунтом привести в табл.2.2.

Таблица 2.2