Общие сведения. Цель работы: ознакомление с конструкцией, принципом действия и определением метрологических характеристик логометра магнитоэлектричесеской системы типа

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

ИЗУЧЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЛОГОМЕТРА

Цель работы: ознакомление с конструкцией, принципом действия и определением метрологических характеристик логометра магнитоэлектричесеской системы типа ЛПр-53М.

Общие сведения

Логометром называют аналоговый элекромеханический прибор, положение подвижной части которого зависит от отношения токов, протекающих по двум отдельным обмоткам жестко скрепленных рамок.

Логометры являются одним из распространенных вторичных высокочувствительных приборов, используемых в измерительных мостовых схемах для измерения сигналов преобразователя неэлектрических величин (терморезисторов, расходомеров, указателей расхода уровня жидкости и пр.), в которых неэлектрическая величина преобразуется в величину электрического сопротивления.

Как известно, в логометрах противодействующий момент создается не механическим путем, а электрическим. Для этого в магнитоэлектрическом логометре (рис.1) подвижная часть выполняется в виде двух жестко скрепленных между собой рамок 1 и 2, по обмоткам которых протекают токи I₁ иI₂ . Пружинки для создания механического противодействующего момента не ставятся, а ток и обмотка подводятся с помощью без моментных токоподводов, выполняемых в виде тонких неупругих металлических ленточек.

Направление токов в обмотках выбираются так, чтобы моменты М₁ иМ₂, создаваемые рамками, действовали на встречу друг другу. Один из моментов вращающий, а другой – противодействующий, при этом хотя бы один из моментов должен зависеть от угла поворота. Значит, один (или несколько) из параметров, влияющих на момент, должен являться функцией угла . Технически наиболее просто сделать зависящей от угла поворота индукцию В. Для этого магнитное поле в зазоре должно быть неравномерным, что достигается неравномерностью зазора (с этой целью полюсные наконечники имеют эллиптическую форму).

В общем виде выражения для моментов М₁ иМ₂ могут быть записаны так:

М₁ = К₁ F₁ (α) I₁; М₂ = К₂ F₂ (α) I₂,

где К₁ =S₁ W₁; К₂ =S₂ W₂; F₁(α) и F₂(α) – функции, выражающие закон изменения индукции для рамок 1 и2 при перемещении их в зазоре. При установившемся равновесии моменты М₁ иМ₂ равны, т.е. К₁F₁(α)I₁=K₂F₂(α)I₂, откуда

Из этого выражения видно, что отклонение подвижной части логометра зависит от отношения токов в его обмотках и не зависит от отношения токов в его обмотках и не зависит от напряжения питания.

Измерительные механизмы магнитоэлектрических логометров применяют прежде всего в логометрах.

Рис.1. Устройство логометра

Поверка прибора заключается в определении основной приведенной погрешности прибора и сравнении ее с классом точности данного прибора, гарантируемого заводом-изготовителем. Поверяемый логометр поставлен заводом в комплекте с платиновым термометром сопротивления (Rt), который снабжен следующей градировочной табл.1:

Таблица 1

Схема логометра ЛПр-53М с трех проводной системой включения термометра сопротивления Rt и источником питания, собранная на стенде, показана на рис 2. Постоянные манганиновые сопротивления R₁, R₂ и R₃ образуют три плеча моста, причем сопротивления R₂ и R₃ одинаковы по величине. В четвертое плече включается постоянное сопротивление R₆ ,термометр сопротивления Rt и один соединительный провод с уравнительным сопротивлением R_Л2. Другой провод с сопротивлением R_ЛI относится к плечу сопротивления моста R_I. Обе рамки Rp и R’p логометра включены в диагональ моста “ав”. Во вторую диагональ “сd” подается подается напряжение постоянного тока 4 В от источника питания типа ИСП – 2 (=4В).

Средняя точка”e”между рамками логометра соединена с вершиной моста “c”через два последовательно включенных сопротивления R₄ и R₅, из которых первая – манганиновое, а второе медное, служащих для соответственного изменения угла отклонения подвижной системы и для температурной компенсации прибора.

Измерительный мост находится в равновесии при сопротивлении термометра, соответствующем середине шкалы прибора. При этом напряжение на сопротивлениях R₂ и R₃ , значит и токи в рамках Rp и R’p, равны между собой, и обе рамки располагаются в магнитном поле симметрично относительно оси полюсных наконечников N-S.

При повышении или понижении измеряемой температуры против значения, соответствующего средней отметки шкалы, равновесие моста будет нарушаться. В случае повышения температуры, т.е. увеличения сопротивления термометра, это приводит к уменьшению тока в рамке R’p и соответствующему увеличению тока в рамке Rp и наоборот – при понижении температуры. Возникающая при этом разность вращающих моментов рамок повернет подвижную систему в новое положение до наступления равновесия, обусловленного выравниванием моментов рамок в следствие неравномерной ширины воздушного зазора.

Сопротивления R_Л1 и R_Л2 служат для подгонки сопротивления обоих соединительных проводов до градуировочного значения (5 или 15 Ом), указанного на шкале логометра, причем, сопротивление каждого провода должно составлять половину их общего сопротивления. Правильность выполнения подсоединения проверяется при помощи подсоединения к контрольному сопротивлению R_к (класса 3). Для этого до включения источника питания соединительные провода закорачиваются на зажимах головки термометра и провод, соединенный с клемой 2, переподсоединяется к клемме 3 прибора. В этом случае при включении питания стрелка логометра должна отклониться на контрольную красную черту, нанесенную посередине шкалы.

При поверке в схему рис. 2 вместо терморезистора Rt включают магазин сопротивления, в качестве которого в данной работе используется магазин сопротивлений типа МСР-63.

Поверке подлежат все отметки шкалы прибора в градусах Цельсия в соответствии с градуировочной табл. 1 при плавном увеличении сопротивления, выстовляемого магазином сопротивления, и при его уменьшении (прямой и обратный ход).

При оформлении результатов поверки погрешности замеров вычисляют следующим образом:

1.Абсолютная погрешность равна разности между показаниями прибора, Ом, (пересчитывается по градуировочной таблице) и значениями сопротивления магазина сопротивлений:

2.Вариация определяется как разность между результатами замеров сопротивления при прямом и обратном ходах:

3.Приведенные относительные погрешности и вариации показаний равны их абсолютным значениям, деленным на диапазон шкалы и умноженным на 100%:

%;

%,

где

R_к – сопротивление, соответствующее концу шкалы; R_н – сопротивление, соответствующее началу шкалы.

Вывод о годности прибора к эксплуатации необходимо сделать из сравнения средней приведенной относительной погрешности с классом точности прибора.