Разработка приборов лаборатории и методик их поверки

Разработка приборов лаборатории и методик их поверки.

В нашей примерной лаборатории используется установка для проверки и градуировки электроизмерительных приборов У300 и манометр грузопоршневой МП-60. Более подробно рассмотрим установку для проверки и градуировки электроизмерительных приборов У300. Установка для поверки и градуировки электроизмерительных приборов У300 предназначена для поверки амперметров и вольтметров постоянного и переменного тока всех систем методом сличения с показаниями образцовых приборов классов точности 0,5 и менее точных.

Установка У300 предназначена для эксплуатации в диапазоне температур от 10°С до 35°С и относительной влажности до 80% при температуре окружающего воздуха 25°С. Номинальные значения выходных напряжений, токов и действующее значение переменной составляющей выходного постоянного напряжения соответствует значениям, указанным в таблице 1. Максимальное значение напряжения каждого предела регулирования при номинальной нагрузке превышает номинальное, указанное в таблице 1, не менее чем на 5%. Питание установки осуществляется от сети переменного тока напряжением (220±22)В, частотой 50Гц. Установка может питаться от сети переменного тока напряжением (220±22)В повышенной частоты, до 500Гц. Коэффициент нелинейных искажений выходных переменных напряжений не превышает 2%. Изменение выходного напряжения, вызванное изменением напряжения питающей сети на ±10% от номинального значения, не должно превышать 1% от конечного значения предела регулирования.

Таблица 1. Наименование параметра Пределы регулирования Низковольтный блок Высоковольтный блок Номинальное значение выходного постоянного напряжения 0,15 1 1 2 3 4 - 100 350 1000 Тока, А 0,2 50 30 20 10 5 - 1 0,2 0,1 Значение перемен ной составляющей выходного посто- янного напряжения мВ, не более. - 30 30 60 90 120 - 1000 3500 10000 Номинальное значение выходного переменного напряжения, В. 0,5 1,5 3 6 9 12 15 100 350 1000 Тока, А 300 50 50 30 20 10 2 1 0,2 0,1 Мощность, потребляемая установкой от сети, не превышает 750ВА. В установке применена релейная защита полупроводниковых выпрямителей высоковольтного блока от перегрузки.

Изоляция между электрическими деталями и корпусом установки выдерживает в течение 1 минуты без пробоя действие испытательного напряжения синусоидальной формы и частоты 50Гц, в 1,5кВ - для электрически соединенных между собой всех выходных зажимов блоков: высоковольтного, низковольтного и стабилизатора и в ЗкВ - для электрически соединенных между собой выходными зажимами «образцовый» и «поверяемый». Сопротивление изоляции электрических цепей установки относительно корпуса при температуре (20 ± 5°С) и относительной влажности до 80% должно быть не менее 40МОм. Органы плавной регулировки выходного напряжения обеспечивают плавность, необходимую при применении образцового прибора класса 0,5 при поверочных и градировочных работах.

Установка снабжена выносным делителем, погрешность коэффициента, деления которого не превышает ±20%. Время непрерывной работы установки без выключения не менее 8 часов, так же установка допускает непрерывную работу при неизменном положении органов плавного регулирования не менее 4 часов.

Габаритные размеры установки 520x1040x720мм, со съемным столиком - 980x1040x720мм, масса установки - 100 кг. Установка представляет собой многопредельный источник питания, в котором стабильность выходного напряжения и тока обеспечивается феррорезонансным стабилизатором; чистота формы кривой напряжения переменного тока - двухступенчатой фильтрацией стабилизированного напряжения; плавность регулирование выходного параметра обеспечивается применением вариатора с двумя подвижными контактами и понижающего трансформатора, повышающего плавность регулирования в 15 раз; малое содержание переменной составляющей в выпрямленном напряжении и токе обеспечивается высокой добротностью фильтров на выходе выпрямителей.

Принципиальная электрическая схема приведена в приложении 2. Блок феррорезонансного стабилизатора с дополнительными фильтрами выполнен на двух монтажных панелях, скрепленных между собой жесткими скобами.

На вход стабилизатора напряжение сети подается через переключатель «сеть», нормально закрытый контакт реле защиты и переключатель "50Гц до 500Гц", когда он находится в положении "50Гц". Блок регулировки выполнен на двухщеточном регулировочном вариаторе с двумя коаксиальными ручками.

Вольтодобавочный трансформатор, понижающий напряжение в 15 раз, обеспечивает высокую плавность регулировки.

Ручки вариатора выведены на лицевую панель установки.

Плавная регулировка осуществляется внутренней ручкой меньшего диаметра.

Низковольтный блок расположен в нижней части установки.

Выпрямитель блока выполнен по двухполупериудной схеме выпрямления.

Для сглаживания пульсации применен фильтр. Последовательно с дополнительным дросселем сглаживающего фильтра включен резистор, служащий для снятия с него низких напряжений до 150мВ. Переключатель пределов регулирования расположен в центре блока и имеет шесть фиксированных положений.

В 6- положении переключателя ("0,2 A" "0.I5V ") на выходные зажимы блока, подается напряжение до 150мВ, служащее для поверки милливольтметров с наиболее часто встречающимися напряжениями 45, 75, 150мВ. Напряжение на обмотке 300А имеется в любом положении переключателя и может быть использовано при поверке амперметров переменного тока от 50 до 300А. Блок высоковольтный расположен в средней части установки.

Переключатель пределов регулирования, расположенный в центре блока, имеет семнадцать фиксированных положений. В первых девяти положениях переключателя напряжение на выходе блока и установки изменяется от единиц вольт в положении от 1В до 100В в девятом (при введенной ручке «грубо»), при этом наибольший ток при нагрузке 1А. В положениях 10-13 наибольший допустимый ток 0,2А при напряжении в тринадцатом положении до 350В. Наибольший допустимый ток в положениях с четырнадцатого по семнадцатое - 0,1А при напряжении в последнем положении до 1000В. На лицевую панель блока коммутации, кроме ручек переключателей, выбирающих род тока, блок питания, поверяемый прибор (амперметр или вольтметр) и полярность, вынесены: переключатель «сеть» и лампочка, сигнализирующая о включении установки; предохранитель на 5А; переключатель "1000В", без включения которого нельзя на выходных зажимах установки получать напряжение при переключателе пределов высоковольтного блока, установленном в положении "350В /200мА" или "100V/1000мА". При включении переключателя "I000В" загорается знак "молния", предупреждающий о возможности подачи на выходные зажимы установки высокого напряжения; зажимы «поверяемый» и «образцовый», расположенные в левой части панели, дублируют соответствующие зажимы, расположенные в правой части. Зажим «поверяемый» подключаются последовательно с зажимом «образцовый». При переключателе «поверяемый прибор» установленном в положении "А" и параллельно - при положения переключателя "Б"; зажимы "300А", на которые подается переменное напряжение до 0,5В при переключателе «блок питания» в положения «низковольтный» сигнальная лампочка, сигнализирующая о перегрузке выпрямителей высоковольтного блока.

С целью обеспечения поверки милливольтметров с пределами измерения до 1000мВ и микроамперметров с пределами измерения от 0,1мА и малым внутренним сопротивлением к установке придается выносной делитель напряжения с коэффициентами деления: 1/3; 1/10; 1/30; 1/100; 1/300; 1/1000, который подключается к выходным зажимам установки.

Поверяемый прибор при этом подключается к общему зажиму «-» и к зажиму с требуемым коэффициентом деления. Максимальное напряжение, подаваемое на вход делителя, не должно превышать 1В. Установка имеет шнур питания для подключения установки к сети и соединительные проводники для подключения поверяемых и образцовых приборов.

Данные трансформаторов и дросселей указаны в приложении 4. При проведении поверки должны выполняться следующие операции: Определение номинального и максимального значения выходных величин. Определение действующего значения переменной составляющей выходного постоянного напряжения.

Определение коэффициента нелинейных искажений выходных переменных напряжений. 3.1.