Ampeerimittarin, volttimittarin ja wattimittarin kalibrointi potentiometrillä

Tiedämme, että jännite, virta ja teho mitataan voltteina, ampeereina ja, watteina ja volttimittareina, ampeerimittareina ja wattimittareina käytetään näiden parametrien mittaamiseen. Vaikka nämä mittalaitteet on valmistettu huolella, ne voivat silti antaa virheilmoituksia asiakkaan lopussa. Joten nämä instrumentit on kalibroitu virheen minimoimiseksi. Tässä artikkelissa kerrotaan, kuinka kalibroida Voltmeter, Ammeter ja Wattmeter potentiometrillä.

Ennen kuin käsittelemme yksityiskohtia, keskustellaan ensin tässä artikkelissa käytetystä tärkeästä käsitteestä.

Jos meillä on kaksi samanarvoista jännitelähdettä kytketty rinnakkain alla olevan kuvan mukaisesti, niiden välillä ei ole virtaa. Tämä johtuu siitä, että molempien lähteiden potentiaaliarvot ovat samat eikä kumpikaan lähteistä voi siirtää latausta toiselle. Joten piirissä galvanometri ei näytä taipumista.

Käytämme samaa ilmiötä kahden jännitelähteen tasapainottamisesta kalibrointiprosessissa.

Potentiometrin kalibrointi

Yllä olevassa kuvassa on piirikaavio potentiometrin kalibrointia varten.

Kuvassa käytetään standardikennoa, jonka jännite on 1,50 V ja joka ei tuota jännitteen vaihtelua edes millivoltteina kuormitettaessa. Tällainen vakaa lähde on tarpeen potentiometrin kalibroimiseksi ilman virheitä.

Johtava asteikko skaalataan tarkasti, jotta vältetään lukemisen puuttuminen mittausten aikana. Johtavassa asteikossa on myös sileä pinta, jossa on puhtaat leikkaukset, jotta vastus jakautuu tasaisesti koko pituudeltaan.

Reostaatti on läsnä virtavirran säätämiseksi piirisilmukassa, ja siten voimme säätää jännitehäviötä pituuden yksikköä kohti johtavaa asteikkoa. Tähän on myös kytketty galvanometri, jotta voidaan visualisoida vika, joka tapahtuu, kun virta kulkee vakiokennosilmukan ja johtavan asteikon silmukan välillä. Tuntematon EMF on kytketty galvanometriin mittausta varten potentiometrin kalibroinnin jälkeen.

Työskentely:

Kytke ensin virta päälle ja säädä reostaatti siten, että muutaman sadan milliampeerin virta virtaa pääpiirisilmukassa. Koska johtava asteikko on myös pääpiirissä, sama virta kulkee sen läpi tuottaen jännitehäviön. Vaikka jännitehäviö ilmestyy metalliasteikon yli, se jakautuu tasaisesti koko runkoonsa.

Jännitepudotuksen ilmaantumisen jälkeen johtavaa asteikoa pitkin, jos otamme liukukoskettimen ja siirrymme metalliasteikkoa pitkin nollasta, virta kulkee toissijaisesta piiristä ensiöpiiriin piirin epätasapainon vuoksi. Ja kun liukukosketin siirtyy kauemmaksi nollasta, tämän virtauksen suuruus pienenee. Tämä johtuu siitä, että kosketusalueen kasvaessa jännitteen pudotus skaalatun alueen yli tulee lähelle standardikennon jännitettä. Joten tietyssä pisteessä jännitteen pudotus skaalatulla alueella on yhtä suuri kuin vakiokennon jännite ja siinä vaiheessa virtaa ei tapahdu kahden piirin välillä.

Nyt kun galvaanimittari on kytketty toisiopiiriin, se näyttää poikkeaman näytöllä virtavirran takia ja sitä suurempi on poikkeama. Tämän perusteella galvanometri ei näytä poikkeamaa vain, kun molemmat piirit ovat tasapainossa ja tämä on tila, jonka yritämme saavuttaa potentiometrin kalibroimiseksi.

Paremman ymmärtämisen vuoksi katsotaan alla esitetty piiri, joka näyttää tasapainon tilan.

Jos oletetaan, että metallikontaktin resistanssi pituudesta 0-100 cm on 'R', jännitteen pudotus koko 100 cm: n pituisen metallikoskettimen kohdalla on V = IR. Koska oletimme balansoidun piirin, tämän jännitepudotuksen 'V' on oltava yhtä suuri kuin vakiokennon jännite ja galvanometrin lukemassa on nolla poikkeama.

Nyt mittaamalla tämä tarkka pituus, jolla galvanometri näyttää nolla, voimme kalibroida potentiometrin asteikon kennon vakiojännitteen arvon perusteella.

Joten 1 cm: n asteikon pituus on = 1,5 V / 100 cm = 0,005 V = 5 mV.

Kun tiedät potentiometrin asteikon jännitehäviön senttimetriä kohden, kytke tuntematon jännite toisiopiiriin ja liu'uta kosketinta mittaamaan pituus, jolla meillä on nollapoikkeama. Kun tiedämme tämän asteikon pituuden, jolla tasapaino tapahtuu, voimme mitata tuntemattoman EMF: n arvon seuraavasti:

V = (kosketuksen pituus) x (5 mV).

Potentiometrien sovellukset

Tuntemattoman jännitteen mittaamisen lisäksi potentiometriä voidaan käyttää myös virran ja tehon mittaamiseen, se tarvitsee vain pari ylimääräistä komponenttia niiden mittaamiseen.

Jännitteen, virran ja tehon mittaamisen lisäksi potentiometrejä käytetään pääasiassa volttimittareiden, ampeerimittareiden ja wattimittareiden kalibrointiin. Koska potentiometri on tasavirtalaite, kalibroitavien laitteiden on oltava DC-liikkuvia rauta- tai elektrodynamometrityyppejä.

Jännitemittarin kalibrointi potentiometrillä

Piirissä kalibrointiprosessin tärkein komponentti on sopiva vakaa tasajännitesyöttö. Tämä johtuu siitä, että kaikki syöttöjännitteen vaihtelut aiheuttavat virran volttimittarin kalibroinnissa, mikä johtaa kokeen kokonaiseen epäonnistumiseen. Joten vakiojännitekenno, jolla on vakaa päätearvo, otetaan lähteeksi ja kytketään rinnakkain voltimittarin kanssa, joka on kalibroitava. Kahta trimmausastiaa 'RV1' ja 'RV2' käytetään säätämään jännitettä, joka on tarkoitus näyttää voltimetrissä kuvan osoittamalla tavalla.

Jännitesuhdekotelo on myös kytketty rinnakkain voltimittarin kanssa jakamaan jännite voltimetrin yli ja saamaan sopiva arvo, joka soveltuu potentiometrin liittämiseen.

Kun koko asennus on paikallaan, olemme valmiita testaamaan volttimittarin tarkkuutta. Joten aloita vain antamalla virtapiirille saadaksesi lukeman volttimittarista ja tuntemattoman jännitteen jännitesuhdekotelon ulostulosta. Nyt mittaamme tämän tuntemattoman jännitteen kalibroidulla potentiometrillä.

Kun olet saanut potentiometrin lukeman, tarkista, että potentiometrin lukema vastaa voltimetrin lukemaa. Koska potentiometri mittaa jännitteen todellisen arvon, jos potentiometrin lukema ei vastaa volttimittarin lukemaa, ilmoitetaan negatiivinen tai positiivinen virhe. Ja korjausta varten voidaan piirtää kalibrointikäyrä volttimittarin ja potentiometrin lukemien avulla.

Lisäksi mittausten tarkkuuden vuoksi on tarpeen mitata jännitteet lähellä potentiometrin maksimialuetta niin pitkälle kuin mahdollista.

Ampeerimittarin kalibrointi potentiometrillä

Kuten edellä mainittiin, käytämme sopivaa vakaa tasavirtalähdejännitettä kalibrointivirheiden välttämiseksi, jotka eivät tuota jännitteen vaihteluja koko kokeen aikana. Reostaattia käytetään säätämään koko piirin läpi kulkevan virran suuruutta. Lisäksi sopivan arvoinen vakiovastus 'R', jolla on riittävä virransiirtokapasiteetti, asetetaan sarjaan ampeerimittarin (joka on kalibroitavana) kanssa jännitteen parametrin saamiseksi, joka liittyy piirissä virtaavaan virtaan.

Nyt kun virta on kytketty PÄÄLLE, virta 'I' kulkee koko piirin läpi ja tämän virtavirran lukeman synnyttää silmukassa oleva ampeerimittari. Tämän virtavirran takia jännitehäviö tapahtuu standardivastuksen 'R' yli.

Nyt käytämme potentiometriä jännitteen mittaamiseen standardivastuksen yli ja laskemme sitten ohmin lakia virran laskemiseksi vakiovastuksen kautta.

Tämä on virta I = V / R jossa V = jännite standardivastuksen yli potentiometrillä mitattuna, ja R = standardivastuksen vastus.

Koska käytämme standardivastusta, vastus tunnetaan tarkasti ja vakiovastuksen jännite mitataan potentiometrillä. Laskettu arvo on silmukan läpi virtaavan virran tarkka arvo. Vertaa sitten tätä laskettua arvoa ampeerimittarin lukemaan tarkistaaksesi ampeerimittarin tarkkuuden. Jos virheitä esiintyy, voimme tehdä tarvittavat säädöt ampeerimittarille virheiden korjaamiseksi.

Wattimittarin kalibrointi potentiometrillä

Kuten yllä mainittiin tarkan kalibrointiprosessin saamiseksi, käytämme kahta sopivaa vakaa tasajännitevirtalähdettä lähteinä. Yleensä matalajännitesyöttö kytketään sarjaan wattimittarin nykyisen kelan kanssa ja kohtalainen jännitesyöttö on kytketty wattimittarin potentiaalikäämiin. Yläpiirin reostaattia käytetään virtapiirin läpi virtaavan virran suuruuden säätämiseen ja pohjapiirin trimmausastiaa käytetään jännitteen säätämiseen potentiaalisen kelan yli.

Muista, että trimmausastia on suositeltava jännitteen säätöön ja reostaatti on edullinen virran säätämiseen piirissä.

Lisäksi vakiovastus 'R', jolla on sopiva arvo ja riittävä virransiirtokyky, sijoitetaan sarjaan wattimittarin nykyisen kelan kanssa. Ja tämä standardivastus tuottaa jännitehäviön sen yli, kun virta virtaa nykyisessä kelapiirissä.

Kun virta on kytketty PÄÄLLE, saamme kaksi tuntematonta jännitelukemaa, toinen on jännitteenjakajan lähdössä ja toinen standardivastuksen 'R' poikki. Jos nyt potentiometriä käytetään mittaamaan jännite standardivastuksen yli, voimme käyttää ohmilakia virran laskemiseksi standardivastuksen kautta. Koska nykyinen kela on sarjassa standardiresistanssin kanssa, laskettu arvo edustaa myös virran läpi menevää virtaa. Samalla tavalla käytä potentiometriä toisen kerran mittaamaan jännite wattimittarin potentiaalikäämin yli.

Nyt kun olemme mittaaneet virran kelan läpi ja jännitteen potentiaalikäämin läpi potentiometrillä, voimme laskea tehon

Teho P = Jännitteen lukema x Nykyinen arvo.

Laskemisen jälkeen voimme verrata tätä laskettua arvoa wattimittarin lukemaan virheiden tarkistamiseksi. Kun virheet on löydetty, tee tarvittavat säätöjä wattimittariin virheiden säätämiseksi.

Näin potentiometriä voidaan käyttää voltimittarin, ampeerimittarin ja wattimittarin kalibrointiin tarkkojen lukemien saamiseksi.