Kalibrering av amperemeter, voltmeter og wattmeter ved hjelp av potensiometer

Vi vet at spenning, strøm og effekt måles i volt, ampere og, watt og voltmeter, amperemeter og wattmeter brukes til å måle disse parametrene. Selv om disse måleinstrumentene er produsert med forsiktighet, kan de fremdeles gi feilavlesninger på kundens slutt. Så disse instrumentene er kalibrert for å minimere feilen. Her i denne artikkelen vil vi forklare hvordan man kalibrerer Voltmeter, Ammeter og Wattmeter ved hjelp av et potensiometer.

Før vi går i detalj, la oss først diskutere det viktige konseptet som brukes i denne artikkelen.

Hvis vi har to spenningskilder med samme verdi koblet parallelt som vist nedenfor, vil det ikke være noen strømføring mellom dem. Dette er fordi de potensielle verdiene til begge kildene er de samme, og ingen av kildene kan skyve belastning på den andre. Så i kretsen viser galvanometeret ingen avbøyning.

Vi vil bruke det samme fenomenet å balansere to spenningskilder i kalibreringsprosessen.

Kalibrering av potensiometer

Ovenstående figur viser kretsskjemaet for kalibrering av potensiometer.

På figuren brukes en standardcelle med spenning 1,50V som ikke produserer spenningssvingninger selv i millivolt ved belastning. Denne typen stabile kilde er nødvendig for å kalibrere potensiometer uten feil.

Den ledende skalaen skaleres nøyaktig for å unngå feillesing under målingene. Den ledende skalaen har også en glatt overflate med rene kuttdimensjoner for jevn motstandsfordeling over hele dens lengde.

Reostat er til stede for å justere strømmen i kretsløyfen, og derved kan vi justere spenningsfallet per lengdeenhet langs den ledende skalaen. Her er det også koblet til et galvanometer for å visualisere defekten som skjer i tilfelle strømstrøm mellom standard cellesløyfe og ledende skala. Den ukjente EMF her er koblet til galvanometeret for måling etter kalibrering av potensiometeret.

Jobber:

Først slår du på strømmen og justerer reostat for å tillate en strøm på noen hundre milliamper å strømme i hovedkretsløkken. Fordi den ledende skalaen også er i hovedsløyfen, strømmer den samme strømmen gjennom den og produserer et spenningsfall. Selv om spenningsfallet vises over metallskalaen, fordeles det jevnt over hele kroppen.

Etter at spenningsfallet ser ut langs den ledende skalaen, hvis vi tar glidekontakten og beveger oss langs metallskalaen fra null, strømmer strømmen fra sekundær krets til primærkrets på grunn av kretsubalanse. Og når glidekontakten beveger seg lenger bort fra null, reduseres størrelsen på denne strømmen. Dette skyldes at når kontaktområdet øker, vil spenningsfallet over det skalerte området komme nær spenningen til standardcellen. Så på et bestemt punkt vil spenningsfallet over det skalerte området være lik spenningen til standardcellen, og på det tidspunktet vil det ikke være noen strømstrøm mellom to kretser.

Nå som et galvanometer er koblet til i den sekundære kretsen, vil det vise et avvik på displayet på grunn av strømstrømmen og høyere vil strømmen være avviket. Basert på dette vil galvanometeret ikke vise noe avvik bare når begge kretsene er balanserte, og dette er tilstanden vi vil prøve å oppnå for kalibrering av potensiometeret.

For bedre forståelse, la oss se kretsen vist nedenfor som viser balansen.

Hvis vi antar motstanden til metallkontakt fra lengde 0 til 100 cm som 'R', så er spenningsfallet over hele metallkontaktlengden på 100 cm V = IR. Siden vi antok en balansert krets, må dette spenningsfallet 'V' være lik spenningen til standardcellen, og det vil være null avvik i galvanometeravlesningen.

Nå ved å måle den nøyaktige lengden der galvanometeret viser null, kan vi kalibrere potensiometerskalaen basert på standard cellespenningsverdi.

Så 1cm skalalengde holder = 1,5v / 100cm = 0,005V = 5mV.

Etter å ha kjent spenningsfallet per centimeter i potensiometerskalaen, kobler du den ukjente spenningen til den sekundære kretsen og skyver kontakten for å måle lengden der vi vil ha null avvik. Etter å ha kjent denne skalaen hvor balansen foregår, kan vi måle verdien av ukjent EMF som, V = (kontaktlengde) x (5mV).

Anvendelser av potensiometre

I tillegg til måling av ukjent spenning, kan potensiometeret også brukes til å måle strøm og effekt, det trenger bare et par ekstra komponenter for å måle dem.

Bortsett fra å måle spenning, strøm og effekt, brukes potensiometrene hovedsakelig til kalibrering av voltmetere, ammetere og wattmeter. Siden potensiometeret er en likestrømsenhet, må instrumentene som skal kalibreres, også være DC-jern eller elektrodynamometer.

Kalibrering av voltmeter ved bruk av potensiometer

I kretsen er den viktigste komponenten for kalibreringsprosessen en passende stabil DC-spenningsforsyning. Dette skyldes at eventuelle svingninger i forsyningsspenningen vil føre til en feil i voltmeterkalibreringen og derved føre til en hel svikt i eksperimentet. Så standard spenningscelle med stabil terminalverdi tas som en kilde og kobles parallelt med voltmeter som må kalibreres. De to trimpottene 'RV1' og 'RV2' brukes til å justere spenningen som skal vises over voltmeteret som vist på figuren.

En spenningsforholdsboks er også koblet parallelt med voltmeteret for å dele spenningen over voltmeteret og få passende verdi som passer for tilkobling av potensiometeret.

Med hele oppsettet på plass, er vi klare for å teste nøyaktigheten til voltmeteret. Så for å starte, bare gi strøm til kretsen for å få en avlesning på voltmeteret og en ukjent spenning ved spenningsforholdets utgang. Nå skal vi bruke et kalibrert potensiometer for å måle denne ukjente spenningen.

Etter å ha fått potensiometeravlesningen, sjekk om potensiometeravlesningen samsvarer med voltmeteravlesningen. Siden potensiometeret måler den virkelige verdien av spenningen, hvis potensiometeravlesningen ikke stemmer overens med voltmeteravlesningen, er en negativ eller positiv feil indikert. Og for korreksjon kan en kalibreringskurve tegnes ved hjelp av målingene til voltmeter og potensiometer.

For nøyaktighet av målingene er det også nødvendig å måle spenninger nær potensiometerets maksimale område så langt som mulig.

Kalibrering av amperemeter ved bruk av potensiometer

Som nevnt ovenfor, vil vi bruke en passende stabil DC-forsyningsspenning for å unngå feil i kalibrering som ikke gir spenningssvingninger under hele eksperimentet. En reostat brukes til å justere størrelsen på strømmen som strømmer gjennom hele kretsen. En standard motstand 'R' av passende verdi med tilstrekkelig strømførende kapasitet er også plassert i serie med amperemeteret (som er under kalibrering) for å få en spenningsparameter som er relatert til strømmen som strømmer i kretsen.

Nå etter at strømmen er slått PÅ, strømmer en strøm 'I' gjennom hele kretsen, og med denne strømmen vil avlesningen bli generert av amperemeteret som er tilstede i sløyfen. Dessuten vil et spenningsfall finne sted over standardmotstanden 'R' på grunn av denne strømmen.

Nå skal vi bruke et potensiometer for å måle spenningen over standardmotstanden, og deretter bruke ohmsloven for å beregne strømmen gjennom standardmotstanden.

Det er strømmen I = V / R Hvor V = spenning over standardmotstanden målt av potensiometeret, og R = motstanden til en standardmotstand.

Siden vi bruker standardmotstanden, vil motstanden være nøyaktig kjent, og spenningen over standardmotstanden måles av potensiometeret. Den beregnede verdien vil være den nøyaktige verdien av strømmen som strømmer gjennom sløyfen. Sammenlign deretter denne beregnede verdien med måling av amperemeter for å kontrollere nøyaktigheten til amperemeteret. Hvis det er noen feil, kan vi gjøre nødvendige justeringer for amperemeteret for å rette opp feilene.

Kalibrering av wattmeter ved bruk av potensiometer

Som nevnt ovenfor for en nøyaktig kalibreringsprosess, vil vi bruke to passende stabile DC-spenningsforsyninger som kilder. Vanligvis er lavspenningsforsyning koblet i serie med strømspolen til et wattmeter, og en moderat spenningsforsyning er koblet til den potensielle spolen til wattmeteret. En reostat i toppkretsen brukes til å justere størrelsen på strømmen som strømmer gjennom strømspolen, og trimpotten i bunnkretsen brukes til å justere spenningen over potensialspolen.

Husk at en trimpotte er å foretrekke for å justere spenningen og reostat er å foretrekke for å justere strømmen i en krets.

En standard motstand 'R' av passende verdi og tilstrekkelig strømbærende kapasitet er også plassert i serie med strømspolen til wattmeteret. Og denne standardmotstanden vil generere et spenningsfall over den når strømmen strømmer i strømkretsen.

Etter at strømmen er slått på, får vi to ukjente spenningsmålinger, den ene er ved spenningsdelerutgangen og den andre er over standardmotstanden 'R'. Nå hvis et potensiometer brukes til å måle spenningen over standardmotstanden, kan vi bruke ohmsloven til å beregne strømmen gjennom standardmotstanden. Siden strømspolen er i serie med standardmotstanden, representerer den beregnede verdien også strømmen som går gjennom strømspolen. På samme måte kan du bruke potensiometeret andre gang til å måle spenningen over den potensielle spolen til wattmeteret.

Nå som vi har målt strømmen gjennom strømspolen og spenningen over potensialspolen ved hjelp av et potensiometer, kan vi beregne effekten som

Effekt P = Spenningsavlesning x Nåværende verdi.

Etter beregning kan vi sammenligne denne beregnede verdien med wattmeteravlesning for å se etter feil. Når feilene er funnet, gjør du nødvendige justeringer av wattmeteret for å justere feilene.

Slik kan et potensiometer brukes til å kalibrere voltmeter, amperemeter og wattmeter for å få nøyaktige målinger.