Поверка вольтметров электродинамической системы

1.

Поверка вольтметров
электродинамической системы
Замотаев Матвей
Гр. 210
2024г.

2.

Введение
Вольтметр – это точный электроизмерительный прибор, применяемый для определения величины напряжения.
Уровень его точности во многом зависит от внутреннего сопротивления. Чем он выше, тем погрешность меньше. Так
как вольтметры – это контрольно-измерительное устройство, то точность получаемых с его помощью данных крайне
важна.

3.

Цель поверки вольтметров
В области ГРОЕИ* могут использоваться только приборы с минимальной погрешностью, факт которой
подтвержден. В связи с этим для этих устройств устанавливается межповерочный интервал в 1 год. По его
завершении поверка точности обязательна! Только после успешного прохождения в лабораторных условиях
получаемые после замеров данные могут использоваться для составления официальных документов, в том
числе экспертных заключений.
СФЕРА ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ *

4.

Типы вольтметров
Вольтметры могут быть различных типов в зависимости от способа измерения напряжения:
Аналоговый: показывает значение напряжения на шкале при помощи стрелки или индикатора
Цифровой (ВТЦ): показывает значение напряжения в цифровом формате на ЖК-дисплее
Мультиметр: комбинированное измерительное устройство, включающее функции вольтметра, а также
дополнительно позволяющее измерять ток, сопротивление, емкость, частоту и другие параметры
Лабораторный: оснащенный дополнительными функциями, такими как измерение переменного и
постоянного напряжения, частоты, тока, сопротивления и емкости
Ручной: портативный и мобильный вольтметр, работающий от батарей или аккумуляторов
Бесконтактный: измеряет напряжение без прямого контакта со схемой или проводником,
используя принципы электромагнитной индукции или электростатики
Интегрированный: встроенный в другое устройство - блок питания, автомобильная приборная панель или
измерительный прибор

5.

Электродинамические приборы.
Принцип действия электродинамических приборов основан на взаимодействии магнитных
потоков, созданными токами двух катушек. Катушка 1 неподвижна, катушка 2 подвижна и свободно вращается
на оси внутри неподвижной катушки. Для подвода тока к подвижной катушке используются две спиральные
пружины, которые создают противодействующий момент движению катушки. Вращающий момент
определяется из уравнения 4.3, в которое входит электромагнитная энергия двух Катушек. В зависимости от
способа соединения катушек электродинамический прибор может быть использован в качестве амперметра,
вольтметра и ваттметра. показаны соединения катушек при использовании их в указанных выше приборах

6.

Электродинамический
вольтметр
Электродинамические вольтметры образуются из амперметров, у которых обмотки катушек, соединенных
последовательно и добавочных резисторов, включенных последовательно с обмотками. Их свойства
аналогичны амперметрам. Но из-за малого входного сопротивления они потребляют большой ток и имеют
низкую чувствительность, поэтому они применяются только для измерения напряжения в цепях переменного
тока. Расширение пределов измерения электродинамических вольтметров осуществляется с помощью
измерительных трансформаторов напряжения, понижающих значение измеряемого напряжения в требуемое
число раз. Схема расширения пределов измерения такого вольтметра изображена ниже

7.

У электродинамических вольтметров неподвижная и подвижная катушки соединены последовательно вместе с
добавочным резистором из манганина (рис. 3.38). Секцио­нированием добавочного резистора можно получить разные
пределы измерения U1, U2 и т.д.. Если ток полного отклонения I = U/ZB, где ZB — полное сопротивление вольт­метра,
то подставив его в (3.13), получим
т. е. характер шкалы у вольтметра такой же, как и у ам­перметра.
Для получения шкалы, близкой к равномерной, вольтметров размеры подвижной катушки выбирают так, чтобы
подвижная катушка находилась в практически равномерном магнитном поле. В этом случае, если — начальный угол
между плоскостями катушек (равный 135° при =0), то при отклонении подвижной части на угол от начального
положения М12=c1cos( — ), а dMl2/d = c1sin ( —a). Поскольку изменяется в пределах от 0 до 90°, получим,
что sin( —а) при углах от 0 до 45° будет возрастать, а после 45° убывать. В результате, как видно из (3.33), (3.35),
удается в амперметрах и вольтмет­рах электродинамической системы получить приблизитель­но равномерную шкалу, за
исключением ее начальной части.
В амперметрах, имеющих параллельно соединенные ка­тушки, вследствие неодинакового изменения сопротивлений
ветвей может иметь место температурная погрешность за счет перераспределения токов I1 и I2 в параллельных вет­вях.
Для компенсации температурной погрешности подбо­ром добавочных резисторов из манганина и меди делают равными
температурные коэффициенты, параллельных вет­вей. Аналогично компенсируется температурная погреш­ность,
обусловленная изменением упругих свойств пружин или растяжек.

8.

Требуемые инструменты и
оборудование для поверки
Так как мы имеем дело с аналоговым прибором, имеет место помимо сверения его показателей, его визуальный
осмотр и контроль за состоянием.
Требуемые инструменты:
Отвертка
Нож монтажный
Щетка
Молоток слесарный
Образцовый прибор
Автотрансформатор

9.

Осмотр вольтметра
После разборки вольтметра, необходимо осмотреть состояние его катушек, направляющей, стрелки на наличие
повреждений:
Вмятин
Наблюдается ли отклонение стрелки от нулевой шкалы при отсутствии напряжения
Погнутостей
Царапин
Общей ровности конструкции/ качество сборки
Количество демфирующей жидкости

10.

Поверка вольтметра
Для поверки нам необходимы:
Поверяемый прибор
Латр (автотрансформатор)
Образцовый прибор(крибор с к.т. выше чем у проверяемого на 2-3 порядка выше)

11.

Ход работы
Подключаем выводы автотрансформатора к образцовому вольметру с кт 0.5, а паралельно к нем подкючаум
поверяемый прибор. Для проверки вольтметра нам необходимо сверять показания на поверяемом вольтметре с
обзацовым устройством. Для этого нам нужно выбрать основные показания которые мы снимем с приборов,
допустим что на поверяемом нами вольтметре, есть основные деления 50,100,150, 200 и 250 сответственно. Регулируя
потенциометр на латре, мы добиваемся того чтобы стрелка на поверяемом устройстве совпала со значением
50,100,150, 200 и 250, после этого мы смотрим на показания образцового прибора.
Зная показания приборов мы вычисляем абслютную погрешность:
Абсолютная погрешность прибора Δп — это разность между показанием прибора Xп и действительным значением
измеряемой величины Xд (Хд определяется экспериментально, например, с помощью образцового прибора):
Δп = Хп – Хд.
После этого вычисляем относительную погрешность:
γ = (Δ абсолютная погрешность ⁄ Xн нормирующее значение) · 100%.
После этого получившееся значение сравниваем с заявленным кт. Иконстатируем о исправности/неисправности
поверяемого прибора

12.

Вывод
Достоинствами электродинамических приборов являются:
высокая точность, обусловленная отсутствием стальных сердечников
способность работать на постоянном и переменном токе.
При измерении в цепях переменного тока
показания приборов соответствуют среднеквадратичному значению.
Недостатками следует считать:
сравнительно низкую чувствительность;
зависимость показаний от внешнихмагнитных полей;
опасность перегрузок;
большую мощность потерь;
Относительно высокую стоимость из-за сложной конструкции
неравномерность шкалы при измерении тока и напряжения.

13.

Спасибо за внимание