UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.3. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania

Transkript

1 Stredná priemyselná škola dopravná, Sokolská 911/94, Zvolen Kód ITMS projektu: Názov projektu: Zvyšovanie flexibility absolventov v oblasti dopravy UČEBNÉ TEXTY Pracovný zošit č.3 Vzdelávacia oblasť: Predmet: Ročník, triedy: Tematický celok: Vypracoval: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania Tretí, triedy III B, III C Základné merania Ing. Alžbeta Kršňáková Dátum: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ

2 Obsah 1. TEÓRIA: ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA LABORATÓRNE CVIČENIE č. 3:ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA. VERZIA UČITEĽ LABORATÓRNE CVIČENIE č. 3: ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA. VERZIA ŽIAK POUŽITÉ ZDROJE Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 2 z 13

3 ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA 1. TEÓRIA: ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA Pre bežné praktické merania sa nehodia jedno rozsahové meracie prístroje, preto sa výrobca snaží počet rozsahov meracích prístrojov zvýšiť. Rozsah voltmetra sa zvyšuje: predradným rezistorom meracím transformátom napätia odporovým alebo kondenzátorovým deličom napätia Rozsah ampérmetra sa zvyšuje: paralelne zapojeným rezistorom - bočníkom meracím transformátorom prúdu využitím Hallovho javu Rozšírenie rozsahu voltmetra predradným odporom: Podmienka pre rozšírenie rozsahu voltmetra je U > U V Delič napätia U = U R1 + U R2 U = U p + U v U elektrické napätie, ktoré chceme merať U V - elektrické napätie, ktoré voltmeter dokáže merať Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 3 z 13

4 U P úbytok napätia na do série pripojenom rezistore- predradnom odpore R V vnútorný odpor voltmetra sv merací systém voltmetra R V a sv v zapojení predstavuje voltmeter R P do série pripojený rezistor predradný odpor U P = U - U V R P I = U - U V I. R V = U V m- súčiniteľ pre rozšírenie rozsahu voltmetra Rozšírenie rozsahu ampérmetra bočníkom Podmienka pre rozšírenie rozsahu ampérmetra je I > I A Delič prúdu I = I 1 + I 2 Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 4 z 13

5 I elektrický prúd, ktorý chceme merať I A - elektrický prúd, ktorý ampérmeter dokáže merať I B elektrický prúd, ktorý tečie paralelne pripojeným rezistorom- bočníkom R A vnútorný odpor ampérmetra sa merací systém ampérmetra R A a sa v zapojení predstavuje ampérmeter R B paralelne pripojený rezistor - bočník m súčiniteľ pre rozšírenie rozsahu ampérmetra Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 5 z 13

6 Metóda polovičnej výchylky pre určenie vnútorného odporu meracieho systému Prvé meranie pri plnej výchylke meracieho prístroja: Pomocou regulovania odporov na odporovej dekáde nastavíme maximálnu výchylku stupnice na meracom prístroji. (R D1 +R S ).I=U Druhé meranie pri polovičnej výchylke meracieho prístroja: Pomocou regulovania odporov na odporovej dekáde nastavíme polovičnú výchylku stupnice na meracom prístroji. (R D2 +R S ). =U Po úprave rovníc dostaneme: Po vyjadrení R S dostaneme vzťah pre výpočet vnútorného odporu meracieho systému. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 6 z 13

7 2. LABORATÓRNE CVIČENIE č. 3:ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA. VERZIA UČITEĽ ZADANIE ÚLOHY: Oboznámte sa s predloženým meracím systémom, s jeho parametrami na číselníku. Metódou polovičnej výchylky určte veľkosť vnútorného odporu meracieho systému. Vypočítajte hodnotu predradného odporu a odporu bočníka, aby ste z daného meracieho systému urobili voltmeter s rozsahom 10V, ( 15V, 20V ) a ampérmeter s rozsahom 0,12A, ( 0,24A, 0,6A ). Vykonajte kontrolné meranie pre zadané rozšírenie rozsahu voltmetra. V prípade nesprávneho výpočtu veľkosti predradného odporu vykonajte opravné meranie a v zhodnotení merania uveďte dôvod chyby. SCHÉMY ZAPOJENIA: a) Metóda polovičnej výchylky na určenie odporu meracieho systému b) Kontrola rozšíreného rozsahu voltmetra Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 7 z 13

8 c) Kontrola rozšíreného rozsahu ampérmetra SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - odporová dekáda - merací systém - POSTUP PRI MERANÍ: z číselníka meracieho systému odpíšte parametre ( prúdový alebo napäťový rozsah meracieho systému), ak nie je uvedený žiaden rozsah na systéme, vykonajte meranie rozsahu, zapojte obvod na meranie odporu systému metódou polovičnej výchylky, na zdroji nastavte 5V, na odporovej dekáde postupne vyraďujte odpory od najväčšej hodnoty tak, aby ste na meracom systéme nastavili polovičný rozsah stupnice, z odporovej dekády odčítajte a zapíšete hodnotu odporu pri polovičnom rozsahu stupnice systému ( R D1 ), na odporovej dekáde ďalej vyraďujte odpory tak, aby ručička meracieho systému ukázala plný rozsah stupnice, z odporovej dekády odčítajte a zapíšete hodnotu odporu pri plnom rozsahu stupnice systému (R D2 ), podľa vzťahu vypočítajte veľkosť odporu meracieho systému ( R S ), vypočítajte súčiniteľ pre rozšírenie rozsahu voltmetra (n U ), vypočítajte veľkosť predradného odporu (R P ), na odporovej dekáde nastavte veľkosť vypočítanej hodnoty predradného odporu, odporovú dekádu zapojte do série s meracím systémom, na zdroji nastavte veľkosť napätia požadovaného rozsahu voltmetra, ak je výpočet správny, ručička systému ukazuje plnú výchylku stupnice, v prípade, ak ručička neukazuje plnú výchylku na stupnici, pomocou odporovej dekády doregulujete plnú výchylku na stupnici systému, z odporovej dekády odčítajte hodnotu odporu, ktorá bude opravnou hodnotou predradného odporu (R Po ), zo vzťahu pre výpočet predradného odporu vyjadrite odpor systému, vykonajte opravný výpočet odporu systému, keď do vzťahu dosadíte miesto R P, R po, vypočítajte opravnú hodnotu odporu systému ( R so ), vypočítajte súčiniteľ pre rozšírenie rozsahu ampérmetra (n I ), Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 8 z 13

9 vypočítajte veľkosť odporu bočníka (R b ), pričom do vzťahu dosaďte opravnú hodnotu odporu systému R so, merací systém zapojte paralelne s odporovou dekádou, na ktorej nastavte veľkosť vypočítanej hodnoty odporu bočníka, na prúdovom zdroji nastavte veľkosť prúdu požadovaného rozsahu ampérmetra, ručička meracieho systému má ukazovať plnú výchylku rozsahu stupnice. VÝPOČET: R D1 = R D2 = R S = R D1 2. R D2 = R P = (n U 1) R S = R po = VYHODNOTENIE MERANIA: Napíšte vypočítané hodnoty ( R S ), (n U ), (R P ), (n I ), (R B ) meracieho systému. Napíšte opravné parametre (R po ), ( R so ), meracieho systému. Aké sú výhody rozširovania rozsahov meracích systémov? Aká je výhoda použitia meracieho systému ako ampérmeter aj voltmeter? Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 9 z 13

10 3. LABORATÓRNE CVIČENIE č. 3: ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA. VERZIA ŽIAK ZADANIE ÚLOHY: Oboznámte sa s predloženým meracím systémom, s jeho parametrami na číselníku. Metódou polovičnej výchylky určte veľkosť vnútorného odporu meracieho systému. Vypočítajte hodnotu predradného odporu a odporu bočníka, aby ste z daného meracieho systému urobili voltmeter s rozsahom 10V, ( 15V, 20V ) a ampérmeter s rozsahom 0,12A, ( 0,24A, 0,6A ). Vykonajte kontrolné meranie pre zadané rozšírenie rozsahu voltmetra. V prípade nesprávneho výpočtu veľkosti predradného odporu vykonajte opravné meranie a v zhodnotení merania uveďte dôvod chyby. SCHÉMY ZAPOJENIA: a) Metóda polovičnej výchylky na určenie odporu meracieho systému b) Kontrola rozšíreného rozsahu voltmetra Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 10 z 13

11 c) Kontrola rozšíreného rozsahu ampérmetra SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia - odporová dekáda - merací systém - POSTUP PRI MERANÍ: Sem napíšte stručný postup merania VÝPOČET: R D1 = R D2 = R S = R D1 2. R D2 = R P = (n U 1) R S = R po = Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 11 z 13

12 VYHODNOTENIE MERANIA: Napíšte vypočítané hodnoty ( R S ), (n U ), (R P ), (n I ), (R B ) meracieho systému. Napíšte opravné parametre (R po ), ( R so ), meracieho systému. Aké sú výhody rozširovania rozsahov meracích systémov? Aká je výhoda použitia meracieho systému ako ampérmeter aj voltmeter? Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 12 z 13

13 4. POUŽITÉ ZDROJE 1. Elektrotechnická měření; BEN technická literatúra, Praha Antošovský V.: - Elektrické merania I;. Alfa press, s.r.o., Bratislava Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 13 z 13