Stredná priemyselná škola dopravná, Sokolská 911/94, 960 01 Zvolen Kód ITMS projektu: 26110130667 Názov projektu: Zvyšovanie flexibility absolventov v oblasti dopravy
UČEBNÉ TEXTY Pracovný zošit č.3
Vzdelávacia oblasť:
Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť
Predmet:
Elektrotechnické merania
Ročník, triedy:
Tretí, triedy III B, III C
Tematický celok:
Základné merania
Vypracoval:
Ing. Alžbeta Kršňáková
Dátum:
17.12.2014
„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“
Obsah 1.
TEÓRIA: ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA ............................................................. 3
2.
LABORATÓRNE CVIČENIE č. 3:ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA. VERZIA UČITEĽ .. 7
3.
LABORATÓRNE CVIČENIE č. 3: ROZŠÍRENIE ROZSAHU MERACIEHO PRÍSTROJA. VERZIA ŽIAK ... 10
4.
POUŽITÉ ZDROJE ......................................................................................................................... 13
„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 2 z 13
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 > UV
Delič napätia U = UR1 + UR2
U = Up + Uv
U – elektrické napätie, ktoré chceme merať UV - elektrické napätie, ktoré voltmeter dokáže merať „Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 3 z 13
UP – úbytok napätia na do série pripojenom rezistore- predradnom odpore RV – vnútorný odpor voltmetra sV – merací systém voltmetra RV a sV – v zapojení predstavuje voltmeter RP – do série pripojený rezistor – predradný odpor UP = U - UV RP I = U - UV
I . RV = UV
m- súčiniteľ pre rozšírenie rozsahu voltmetra
Rozšírenie rozsahu ampérmetra bočníkom Podmienka pre rozšírenie rozsahu ampérmetra je I > IA
Delič prúdu I = I1 + I2
„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 4 z 13
I – elektrický prúd, ktorý chceme merať IA - elektrický prúd, ktorý ampérmeter dokáže merať IB – elektrický prúd, ktorý tečie paralelne pripojeným rezistorom- bočníkom RA – vnútorný odpor ampérmetra sA – merací systém ampérmetra RA a sA – v zapojení predstavuje ampérmeter RB – 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
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. (RD1+RS).I=U Druhé meranie pri polovičnej výchylke meracieho prístroja: Pomocou regulovania odporov na odporovej dekáde nastavíme polovičnú výchylku stupnice na meracom prístroji. (RD2+RS). =U Po úprave rovníc dostaneme:
Po vyjadrení RS dostaneme vzťah pre výpočet vnútorného odporu meracieho systému.
„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 6 z 13
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
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 ( RD1), 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 (RD2), podľa vzťahu vypočítajte veľkosť odporu meracieho systému ( RS), vypočítajte súčiniteľ pre rozšírenie rozsahu voltmetra (nU), vypočítajte veľkosť predradného odporu (RP), 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 (RPo), zo vzťahu pre výpočet predradného odporu vyjadrite odpor systému, vykonajte opravný výpočet odporu systému, keď do vzťahu dosadíte miesto RP, Rpo, vypočítajte opravnú hodnotu odporu systému ( Rso), vypočítajte súčiniteľ pre rozšírenie rozsahu ampérmetra (nI),
„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 8 z 13
vypočítajte veľkosť odporu bočníka (Rb), pričom do vzťahu dosaďte opravnú hodnotu odporu systému Rso, 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: RD1 = RD2 = RS = RD1 – 2. RD2 =
RP = (nU – 1) RS = Rpo =
VYHODNOTENIE MERANIA: Napíšte vypočítané hodnoty ( RS), (nU), (RP), (nI), (RB) meracieho systému. Napíšte opravné parametre (Rpo), ( Rso), 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
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
c) Kontrola rozšíreného rozsahu ampérmetra
SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia odporová dekáda merací systém -
POSTUP PRI MERANÍ:
Sem napíšte stručný postup merania
VÝPOČET: RD1 = RD2 = RS = RD1 – 2. RD2 =
RP = (nU – 1) RS = Rpo =
„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 11 z 13
VYHODNOTENIE MERANIA: Napíšte vypočítané hodnoty ( RS), (nU), (RP), (nI), (RB) meracieho systému. Napíšte opravné parametre (Rpo), ( Rso), 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
4. POUŽITÉ ZDROJE 1. Elektrotechnická měření; BEN – technická literatúra, Praha 2008 2.
Antošovský V.: - Elektrické merania I;. Alfa – press, s.r.o., Bratislava 2007
3. http://sk.wikipedia.org/elektrotechnika
„Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“ Strana 13 z 13
