Измерение сопротивления асимметрии

 

Омической асимметрией называют разность электрических сопротивлений постоянному току . Омическую асимметрию измеряют мостом постоянного тока с постоянным отношением плеч методом заземленного шлейфа (рис. 2). После балансировки моста значение сопротивления асимметрии определяют непосредственно по показанию магазина сопротивлений .

Следует отметить, что равновесие достигается только в случае, когда в плечо с включено меньшее из двух сопротивлений. Поэтому при невозможности добиться балансировки моста необходимо с помощью переключателя S2 поменять местами и .

Для доказательства рассмотрим схему рис. 3, когда S2 находится в верхнем положении. Условие равновесия для такой схемы

.

.

Условие выполнимо только при .

Аналогично можно рассмотреть случай, когда .

 

Измерение электрической емкости методом баллистического гальванометра

 

Электрическую емкость можно измерить методом непосредственной оценки с использованием баллистического гальванометра. Баллистический прибор имеет увеличенный момент инерции, что позволяет измерять емкость от единиц нанофарад до единиц микрофарад. Суть метода (рис. 3) заключается в том, что измеряемую емкость заряжают до номинального напряжения , а затем разряжают через баллистический гальванометр. Значение измеряемой емкости определяют по максимальному отклонению стрелки прибора.

Перед началом измерения при нажатой кнопке S1 потенциометром R1 устанавливают стрелку прибора на калибрационную отметку шкалы, которая указывает, что на выходных выводах 1, 2 прибора установилось номинальное напряжение. Под действием номинального напряжения емкость , подключенного к выводам 1 и 2 измеряемого объекта накопит заряд . При неизменном напряжении заряд пропорционален .При нажатии на кнопку S2 создается цепь разряда через прибор Р. В приборах магнитоэлектрической системы угол поворота подвижной части прямо пропорционален току , протекающему по рамке прибора .

Так как ток разряда пропорционален заряду , накопленному в емкости измеряемого объекта , то при неизменном напряжении источника питания шкалу прибора можно отградуировать в единицах измерения емкости (микрофарадах).

Кабельный прибор КМ-61

 

Прибор предназначен для электрических измерений кабельных линий связи, автоматики и телемеханики. Этим прибором можно измерять:

- сопротивление цепи постоянному току в пределах от 0, 1 до 100000 Ом и асимметрию цепи от 0, 1 до 1000 Ом с основной погрешностью не более ±0, 2%;

- сопротивление изоляции от 0, 01 до 10 000 МОм с погрешностью в зависимости от отметки шкалы, не более ±6 или ±10%;

- емкости от 0, 001 до 5 мкФ с погрешностью не более ±2, 3% от верхнего предела шкалы.

Прибор позволяет также производить необходимые измерения при определении места повреждения изоляции или обрыва жил кабельных линий различными методами. Эти виды измерений в данной лабораторной работе не рассматриваются.

Полная схема прибора КМ-61С представляет собой сочетание трех схем, используемых в зависимости от требуемого вида измерений. Выбор схемы и диапазона измерений производят установкой в соответствующее положение переключателя «Род работы».

1. Мостовая схема измерений в упрощенном виде (рис. 4) состоит из двух плеч отношения и , плеча сравнения (четырехдекадный магазин резисторов) и индикатора равновесия ИП – гальванометра, рамка которого зашунтирована резистором , что обеспечивает определенный режим перемещения его подвижной системы. Резистор служит для регулировки чувствительности гальванометра.

Схема питается через защитный резистор от источника напряжением 500 В.

2.

Схема измерения сопротивления изоляции представляет собой последовательную схему омметра с конечными пределами шкалы (рис. 5). Весь диапазон измерения разделен на шесть поддиапазонов: × 1000; × 100; × 10; × 1; × 0, 1; × 0, 01. Поддиапазон × 1000 питается от источника с напряжением 500 В, все остальные – от 100 В.

3. В схеме измерения емкости используется принцип заряда и разряда конденсатора (рис. 3). Измерение производят на одном из четырех поддиапазонов: × 10; × 1; × 0, 1; × 0, 01. В положении переключателя на отметке К выполняется калибровка прибора.

Панель прибора КМ-61С с органами управления и индикации показана на рис. 6. В верхней части панели установлены восемь зажимов для подключения к прибору измеряемой линии Л2, Л2’, Л1, Л1’, Х, З, защитного заземления «┴ » и схем поверки (зажимы П и Э). Правее находится ручка переключателя чувствительности, предназначенного для регулировки чувствительности мостовой схемы, включения схемы компенсации и арретирования («парковки») гальванометра.

На правой половине панели размещены ручки четырех декадных переключателей магазина плеча сравнения моста, с 11 фиксированными положениями. Они служат для уравновешивания мостовой схемы. Под ними расположена ручка переключателя «Род работы», имеющая круговое вращение и 24 фиксированных положения. Переключатель предназначен для выбора необходимой схемы и диапазона измерения.

С левой стороны на панели вмонтирован гальванометр типа М1185 со световым указателем, шкала которого проградуирована в единицах емкости и сопротивления. На выступающую над панелью крышку прибора выведен корректор, служащий для установки указателя гальванометра в нулевое положение, и колпачок осветителя.

Ниже гальванометра размещены кнопки «Арр.» – для арретирования гальванометра при закрытой крышке прибора и «Изм.» – для включения гальванометра при всех видах измерения.

Там же расположены ручки «Калибр.», , и , предназначенные для калибровки схем измерения емкости и изоляции.

Ручка служит для установки указателя гальванометра на нулевую отметку и отметку бесконечности.

 

6. Приведение результатов измерений к нормальной температуре

 

Сопротивления резисторов и емкости конденсаторов указываются для нормальной температуры 20 °С. При проведении измерений при температурах отличных от 20 °С необходимо результаты измерений привести к нормальной температуре.

Электрическое сопротивление приводится к температуре +20 °С по формуле

,

где — измеренное сопротивление при температуре , при которой проводились измерения;

— температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

ТКС для используемых резисторов принять равным 0, 004.

Электрическая емкость приводится к температуре +20 °С по формуле

,

где — измеренная емкость при тем­пературе t, при которой проводились измерения;

— температурный коэффициент емкости (ТКЕ).

ТКЕ для используемых конденсаторов принять равным 10^-4.

« » при измерениях сопротивления изоляции на поддиапазоне × 1000.

 

Порядок выполнения работы:

9) изучить теоретический материал, относящийся к данной лабораторной работе;

10) произвести начальную установку прибора:

- установить прибор КМ-61С по уровню;

- установить корректором указатель гальванометра на «0» при установки ручки питание на «Осв.».

- перевести ручку питание в положение «Вкл.»;

ВНИМАНИЕ! В приборе используется напряжение 500 В. Не оперировать ручкой «Питание» при нажатой кнопке «Изм.» и установке ручки «Род работы» в положение «М».

Измерения начинать при установке ручки «Чувств.» в положение 1.

1) измерить активное сопротивление:

- собрать схему измерения в соответствии с рис. 7;

- установить ручку «Род работы» в секторе « » на требуемый множитель n;

- нажать кнопку «Изм.» и с помощью ручек моста х100, х10, х1, х0, 1 установить указатель гальванометра на «0», переводя ручку «Чувств.» в положение 1-7;

- отсчитать результат по магазину с учетом множителя n и записать в таблицу;

2) Измерить разность двух сопротивлений (сопротивления асимметрии):

- собрать схему в соответствии с рис. 8;

- установить ручку «Род работы» в положение « »;

- нажать кнопку «Изм.» и с помощью ручек моста х100, х10, х1, х0, 1 установить указатель гальванометра на «0», переводя ручку «Чувств.» в положение 1-7;

- отсчитать результат по магазину с учетом множителя n и записать в таблицу;

(Примечание: если в процессе измерения уравновесить мост не удается, следует поменять местами резисторы);

3) измерить емкость:

- собрать схему измерения в соответствии с рис. 9;

- установить указатель гальванометра на отметку 0, 5 ручкой «Калибр. » при установке ручки «Род работы» на « »;

- установить ручкой «Род работы» требуемое значение множителя nв секторе « »;

- нажать кнопку «Изм.», произвести отсчет по шкале гальванометра, записать результат в таблицу;

4) измерить сопротивление большого значения (сопротивления изоляции):

- собрать схему измерения в соответствии с рис. 9. Вместо емкости подключить резистор;

- установить указатель гальванометра на отметку 1 ручкой «Калибр.» « » при установке ручки «Род работы» на « »;

- установить ручкой «Род работы» требуемое значение множителя nв секторе « »;

- нажать кнопку «Изм.», произвести отсчет по шкале гальванометра и записать результат в таблицу;

5) после окончания измерений ручку «Чувств.» установить в положение «Арр.».

 

Таблица 1

Результаты измерений

Значения параметров	Примечание
, Ом	, Ом	, МОм	, мкФ
				Измерение при комнатной температуре Т=______
				Приведение результатов измерений к 200C

 

Отчет должен содержать:

5) цель работы;

6) схемы измерений;

7) таблицу с результатами измерений, вычисления и выводы.

 

Контрольные вопросы

1. Пояснить работу схем измерения и .

2. Почему при измерении не всегда удается добиться равновесия?

3. Записать и доказать условие равновесия моста постоянного тока.

4. В чем суть баллистического метода измерения емкости?

5. Как измеряют большие значения электрического сопротивления?

6. Какой параметр изменяется в схеме моста постоянного тока при вращении ручки чувствительности?

7. Что такое арретир?

8. В чем состоит преимущество использования зеркальной шкалы с теневым указателем?

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Метрология и электро/радио измерения в телекоммуникационных системах: учеб. для вузов / В. И. Нефедов и [др.]; под общ. ред. В. И. Нефедова. – М.: Высшая школа, 2001. – 383 с.

2. Атамалян, Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин: учеб. пособие для втузов / Э. Г. Атамалян. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2005. – 415 с.

3. Шуйский, А. С. Измерения в электротехнических устройствах железнодорожного транспорта: учеб. для техникумов ж.-д. трансп. / В. М. Кучер, С. А. Мельничук– М.: Транспорт, 1989. – 383 с.

 

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться:

Популярное:

1. АНАЛОГОВОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И УГЛА
2. Безработица: понятие, типы, последствия, измерение
3. Взаимодействие групп мышц при разных сопротивлениях
4. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА НА ВЕЛИЧИНУ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ
5. Датчики температуры. Термочувствительные преобразователи сопротивления (терморезисторы)
6. Диагностика сил сопротивления изменениям и их преодоление.
7. Для этого режима сопротивления схем замещения
8. Идентификация, измерение и накопление данных
9. ИЗМЕРЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ
10. Измерение артериального давления на плечевой артерии
11. Измерение вертикальных углов
12. Измерение вибрационных ощущений. Их пороги в сравнении с порогами слуховых ощущений