Kalibrering av amperemeter, voltmeter och wattmeter med potentiometer

Vi vet att spänning, ström och effekt mäts i volt, förstärkare och, watt och voltmeter, amperemeter och wattmeter används för att mäta dessa parametrar. Även om dessa mätinstrument tillverkas med försiktighet kan de ändå ge felavläsningar i kundens slut. Så dessa instrument är kalibrerade för att minimera felet. Här i den här artikeln kommer vi att förklara hur man kalibrerar Voltmeter, Ammeter och Wattmeter med en potentiometer.

Innan vi går i detalj, låt oss först diskutera det viktiga konceptet som används i den här artikeln.

Om vi ​​har två spänningskällor med samma värde anslutna parallellt som visas nedan, kommer det inte att finnas något strömflöde mellan dem. Detta beror på att de potentiella värdena för båda källorna är desamma och ingen av källorna kan driva laddningen på den andra. Så i kretsen visar galvanometern ingen avböjning.

Vi kommer att använda samma fenomen att balansera två spänningskällor i kalibreringsprocessen.

Kalibrering av potentiometer

Ovanstående figur visar kretsschemat för kalibrering av potentiometer.

I figuren används en standardcell med spänning 1,50V som inte producerar spänningsvariationer inte ens i millivolt vid belastning. Denna typ av stabil källa är nödvändig för kalibrering av potentiometer utan något fel.

Den ledande skalan skalas noggrant för att undvika missläsning under mätningarna. Den ledande skalan har också en slät yta med snittmått för lika motståndsfördelning över hela dess längd.

Reostaten är närvarande för att justera strömflödet i kretsslingan och därmed kan vi justera spänningsfallet per längdenhet längs den ledande skalan. En galvanometer är också ansluten här för att visualisera defektionen som sker vid strömflöde mellan standardcellslingan och ledande skalningsslinga. Den okända EMF är här ansluten till galvanometern för mätning efter kalibrering av potentiometern.

Arbetssätt:

Slå först på strömmen och justera reostaten så att en ström på några hundra millimeter kan flöda i huvudkretsloopen. Eftersom den ledande skalan också finns i huvudslingan strömmar samma ström genom den och producerar ett spänningsfall. Även om spänningsfallet uppträder över metallskalan fördelas det jämnt över hela kroppen.

Efter att spänningsfallet uppträder längs den ledande skalan, om vi tar glidkontakten och rör oss längs metallskalan från noll, strömmar strömmen från sekundärkrets till primärkrets på grund av kretsobalans. Och när glidkontakten rör sig längre bort från noll minskar storleken på detta strömflöde. Detta beror på att, när kontaktområdet ökar, kommer spänningsfallet över det skalade området att komma nära standardcellens spänning. Så vid en viss punkt kommer spänningsfallet över det skalade området att vara lika med standardcellens spänning och vid den punkten kommer inget strömflöde mellan två kretsar.

Nu när en galvanometer är ansluten i sekundärkretsen, kommer den att visa en avvikelse på displayen på grund av strömflödet och högre strömmen kommer mer att vara avvikelsen. Baserat på detta visar galvanometern ingen avvikelse endast när båda kretsarna är balanserade och detta är det tillstånd vi kommer att försöka uppnå för kalibrering av potentiometern.

För bättre förståelse, låt oss se kretsen nedan som visar balansstatus.

Om vi ​​antar metallkontaktens motstånd från längden 0 till 100 cm som 'R', är spänningsfallet över hela metallkontaktens längd 100 cm V = IR. Eftersom vi antog en balanserad krets måste detta spänningsfall 'V' vara lika med standardcellens spänning och det kommer att finnas nollavvikelse i galvanometeravläsningen.

Nu genom att mäta den exakta längden där galvanometern visar noll, kan vi kalibrera potentiometerskalan baserat på standardspänningsvärdet.

Så 1cm skallängd rymmer = 1,5v / 100cm = 0,005V = 5mV.

Efter att ha känt spänningsfallet per centimeter i potentiometerskalan, anslut den okända spänningen till sekundärkretsen och skjut kontakten för att mäta längden vid vilken vi har nollavvikelse. Efter att ha känt till denna skala längd vid vilken balans sker kan vi mäta värdet av okänd EMF som, V = (kontaktlängd) x (5mV).

Tillämpningar av potentiometrar

Förutom mätningen av okänd spänning kan potentiometern också användas för att mäta ström och effekt, den behöver bara ett par extra komponenter för att mäta dem.

Förutom att mäta spänning, ström och effekt används potentiometrarna främst för kalibrering av voltmetrar, ammetrar och wattmeter. Eftersom potentiometern är en likströmsenhet måste instrumenten som ska kalibreras också vara av järn- eller elektrodynamometertyper.

Kalibrering av voltmeter med potentiometer

I kretsen är den viktigaste komponenten för kalibreringsprocessen en lämplig stabil likspänningsförsörjning. Detta beror på att alla fluktuationer i matningsspänningen kommer att orsaka ett fel i voltmätarkalibreringen och därmed leda till ett helt fel i experimentet. Så standardspänningsceller med stabilt terminalvärde tas som en källa och kopplas parallellt med voltmeter som måste kalibreras. De två trimkrukorna 'RV1' och 'RV2' används för att justera spänningen som ska visas över voltmätaren som visas i figuren.

En spänningsförhållande låda är också ansluten parallellt med voltmätaren för att dela spänningen över voltmätaren och få lämpligt värde lämpligt för anslutning av potentiometern.

Med hela installationen på plats är vi redo att testa voltmeterns noggrannhet. Så för att börja, ge bara strömmen till kretsen för att få en avläsning på voltmätaren och en okänd spänning vid spänningsförhållandets utgång. Nu ska vi använda en kalibrerad potentiometer för att mäta denna okända spänning.

Efter att ha fått potentiometeravläsningen, kontrollera om potentiometeravläsningen matchar voltmeteravläsningen. Eftersom potentiometer mäter det verkliga värdet av spänningen, om potentiometeravläsningen inte matchar voltmeteravläsningen, indikeras ett negativt eller positivt fel. Och för korrigering kan en kalibreringskurva ritas med hjälp av avläsningarna av voltmeter och potentiometer.

För mätnoggrannhet är det också nödvändigt att mäta spänningar nära potentiometerns maximala intervall så långt som möjligt.

Kalibrering av amperemätare med potentiometer

Som nämnts ovan kommer vi att använda en lämplig stabil likströmsförsörjningsspänning för att undvika fel i kalibreringen som inte ger spänningsvariationer under hela experimentet. En reostat används för att justera storleken på strömmen som strömmar genom hela kretsen. Ett standardmotstånd 'R' med lämpligt värde med tillräcklig strömförande kapacitet placeras också i serie med amperemätaren (som är under kalibrering) för att få en spänningsparameter som avser strömmen som flyter i kretsen.

Nu när strömmen slås PÅ, strömmar en ström 'I' genom hela kretsen och med denna strömflödesavläsning kommer att genereras av den amperemätare som finns i slingan. Dessutom kommer ett spänningsfall att ske över standardmotståndet 'R' på grund av detta strömflöde.

Nu använder vi en potentiometer för att mäta spänningen över standardmotståndet och sedan använda ohm-lag för att beräkna strömmen genom standardmotståndet.

Det är strömmen I = V / R där V = spänning över standardmotståndet mätt med potentiometern, och R = motståndet hos ett standardmotstånd.

Eftersom vi använder standardmotståndet kommer motståndet att vara korrekt känt och spänningen över standardmotståndet mäts av potentiometern. Det beräknade värdet är det exakta värdet för strömmen som strömmar genom slingan. Jämför sedan det beräknade värdet med avläsningen av amperemätaren för att kontrollera amperetermetern. Om det finns några fel kan vi göra nödvändiga justeringar för amperemätaren för att åtgärda felen.

Kalibrering av wattmeter med hjälp av potentiometer

Som nämnts ovan för en noggrann kalibreringsprocess kommer vi att använda två lämpliga stabila DC-spänningsaggregat som källor. Vanligtvis är lågspänningsförsörjning ansluten i serie med en wattmeterns strömspole och en måttlig spänningsförsörjning är ansluten till wattmeterns potentiella spole. En reostat i toppkretsen används för att justera storleken på strömmen som strömmar genom strömspolen och trimpott i bottenkretsen används för att justera spänningen över den potentiella spolen.

Kom ihåg att en trimkruka föredras för att justera spänningen och reostat föredras för att justera strömmen i en krets.

Ett standardmotstånd 'R' med lämpligt värde och tillräcklig strömförande kapacitet placeras också i serie med wattmeterns strömspole. Och detta standardmotstånd kommer att generera ett spänningsfall över det när ström flyter i strömspolkretsen.

När strömmen är PÅ får vi två okända spänningsavläsningar, den ena är vid spänningsdelarens utgång och den andra över standardmotståndet 'R'. Nu om en potentiometer används för att mäta spänningen över standardmotståndet kan vi använda ohm-lag för att beräkna strömmen genom standardmotståndet. Eftersom strömspolen är i serie med standardmotståndet representerar det beräknade värdet också strömmen som går genom strömspolen. På samma sätt använder du potentiometern andra gången för att mäta spänningen över wattmeterns potentialspole.

Nu när vi har mätt strömmen genom strömspolen och spänningen över potentialspolen med en potentiometer kan vi beräkna effekten som

Effekt P = Spänningsavläsning x Aktuellt värde.

Efter beräkning kan vi jämföra detta beräknade värde med wattmeteravläsning för att kontrollera om det finns fel. När felen har hittats gör du nödvändiga justeringar av wattmätaren för att justera felen.

Så här kan en potentiometer användas för att kalibrera voltmeter, amperemeter och wattmeter för att få exakta avläsningar.