Под таким ремонтом понимается выполнение регулировок, преимущественно в электрических цепях измерительного прибора, в результате которых его показания оказываются в пределах заданного класса точности.
При необходимости регулировку осуществляют одним или несколькими способами:
-
изменением активного сопротивления в последовательных и параллельных электрических цепях измерительного прибора;
-
изменением рабочего магнитного потока через рамку посредством перестановки магнитного шунта или намагничиванием (размагничиванием) постоянного магнита;
-
изменением противодействующего момента.
В общем случае вначале добиваются установки указателя в положение, соответствующее верхнему пределу измерений при номинальном значении измеряемой величины. Когда такое соответствие достигнуто, поверяют измерительный прибор на числовых отметках и записывают погрешность измерения на этих отметках.
Если погрешность превышает допускаемую, то выясняют, нельзя ли путем регулировки преднамеренно внести допускаемую погрешность на конечной отметке диапазона измерений, с тем чтобы погрешности на других числовых отметках «уложились» в допускаемые пределы.
В тех случаях, когда такая операция не дает нужных результатов, заново производят градуировку прибора с перечерчиванием шкалы. Обычно это имеет место после капитального ремонта измерительного прибора.
Регулировку магнитоэлектрических приборов выполняют при питании постоянным током, а характер регулировок устанавливают в зависимости от конструкции и назначения прибора.
По назначению и конструкции магнитоэлектрические приборы делятся на следующие основные группы:
- вольтметры с указанным на циферблате номинальным внутренним сопротивлением,
- вольтметры, у которых внутреннее сопротивление не указано на циферблате;
- амперметры однопредельные с внутренним шунтом;
- амперметры многопредельные с универсальным шунтом;
- милливольтметры без устройства температурной компенсации;
- милливольтметры с устройством температурной компенсации.
Регулировка вольтметров, у которых на циферблате указано номинальное внутреннее сопротивление
Вольтметр включают в последовательную цепь по схеме включения миллиамперметра и регулируют так, чтобы получить при номинальном токе отклонение указателя на конечную числовую отметку диапазона измерений. Номинальный ток вычисляют как частное от деления номинального напряжения на номинальное внутреннее сопротивление.
При этом регулировку отклонения указателя на конечную числовую отметку выполняют либо изменением положения магнитного шунта, либо заменой спиральных пружинок, либо изменением сопротивления шунта, параллельного рамке, если таковое имеется.
Магнитный шунт в общем случае отводит через себя до 10% магнитного потока, текущего через междужелезное пространство, причем перемещение этого шунта в сторону перекрывания полюсных наконечников приводит к уменьшению магнитного потока в междужелезном пространстве и, соответственно, к уменьшению угла отклонения указателя.
Спиральные пружинки (растяжки) в электроизмерительных приборах служат, во-первых, для подвода и отвода тока от рамки и, во-вторых, для создания момента, противодействующего повороту рамки. При повороте рамки одна из пружинок закручивается, а вторая раскручивается, в связи с чем создается суммарный противодействующий момент пружинок.
Если необходимо уменьшить угол отклонения указателя, то следует поменять имеющиеся в приборе спиральные пружинки (растяжки) на более «сильные», т. е. установить пружинки с повышенным противодействующим моментом.
Этот вид регулировки часто относят к нежелательному, так как он связан с кропотливой работой по замене пружинок. Однако ремонтники, имеющие большой опыт в перепайке спиральных пружинок (растяжек), предпочитают именно этот способ. Дело в том, что при регулировке изменением положения пластинки магнитного шунта в любом случае она в результате оказывается смещенной к краю и отпадает возможность в дальнейшем перемещением магнитного шунта корректировать показания прибора, нарушаемые старением магнита.
Изменение сопротивления резистора, шунтирующего цепь рамки с добавочным сопротивлением, можно допустить лишь как крайнюю меру, так как такое разветвление тока обычно используется в устройствах температурной компенсации. Естественно, что любое изменение указанного сопротивления будет нарушать температурную компенсацию и в крайнем случае может быть допущено лишь в небольших пределах. Нельзя также забывать, что изменение сопротивления этого резистора, связанное с удалением или с добавлением витков проволоки, должно сопровождаться длительной, но обязательной операцией старения манганиновой проволоки.
С целью сохранения номинального внутреннего сопротивления вольтметра любые изменения сопротивления шунтирующего резистора должны сопровождаться изменением добавочного сопротивления, что еще больше затрудняет регулировку и делает нежелательным применение этого способа.
Далее вольтметр включается по обычной для него схеме и поверяется. При правильной регулировке по току и сопротивлению дополнительных регулировок обычно не требуется.
Регулировка вольтметров, у которых внутреннее сопротивление не указано на циферблате
Вольтметр включают, как обычно, параллельно измеряемой электрической цепи и регулируют, чтобы получить отклонение указателя на конечную числовую отметку диапазона измерений при номинальном напряжении для данного предела измерений. Регулировку выполняют изменением положения пластинки при перемещении магнитного шунта, или же посредством изменения добавочного сопротивления, или путем замены спиральных пружинок (растяжек). Все замечания, сделанные выше, справедливы и в данном случае.
Часто вся электрическая цепь внутри вольтметра — рамка и проволочные резисторы — оказывается сгоревшей. При ремонте такого вольтметра вначале удаляют все сгоревшие части, затем тщательно чистят все оставшиеся несгоревшие части, устанавливают новую подвижную часть, замыкают накоротко рамку, уравновешивают подвижную часть, размыкают рамку и, включив прибор по схеме миллиамперметра, т. е. последовательно с образцовым миллиамперметром, определяют ток полного отклонения подвижной части, изготовляют резистор с добавочным сопротивлением, при необходимости намагничивают магнит и в заключение собирают прибор.
Регулировка однопредельных амперметров с внутренним шунтом
При этом может быть два случая ремонтных операций:
1) имеется неповрежденный внутренний шунт, и требуется, заменив резистор при той же рамке перейти на новый предел измерений, т. е. заново градуировать ампер метр;
2) при капитальном ремонте амперметра была заменена рамка, в связи с чем изменились параметры подвижной части, необходимо рассчитать, изготовить новый и заменить старый резистор с добавочным сопротивлением.
В обоих случаях вначале определяют ток полного отклонения рамки прибора, для чего заменяют резистор на магазин сопротивления и, пользуясь лабораторным или переносным потенциометром, компенсационным методом измеряют сопротивление и ток полного отклонения рамки. Таким же путем измеряют сопротивление шунта.
Регулировка многопредельных амперметров с внутренним шунтом
В этом случае в амперметр устанавливают так называемый универсальный шунт, т. е. шунт, который в зависимости от выбранного верхнего предела измерений подключают параллельно рамке и резистору с добавочным сопротивлением целиком или частью от полного сопротивления.
Например, шунт в трехпредельном амперметре состоит из трех последовательно включенных резисторов Rb R2 и R3. Допустим, амперметр может иметь любой из трех пределов измерений — 5, 10 или 15 А. Шунт включается последовательно в измерительную электрическую цепь. В приборе имеется общий зажим « + », к которому подключен вход резистора R3, являющегося шунтом на пределе измерений 15 А; к выходу резистора R3 последовательно включены резисторы R2 и Rx.
При подключении электрической цепи к зажимам, обозначенным « + » и «5 А», на рамку через резистор Rдоб снимается напряжение с последовательно включенных резисторов Rх, R2 и R3, т. е. полностью со всего шунта. При подключении электрической цепи к зажимам « + » и «10 А» напряжение снимается с последовательно включенных резисторов R2 и R3 и при этом резистор Rx оказывается включенным последовательно в цепь резистора Rдоб, при подключении к зажимам « + » и «15 А» напряжение в цепь рамки снимается с резистора R3, а резисторы R2 и Rх оказываются включенными в цепь Rдоб.
При ремонте такого амперметра возможны два случая:
1) пределы измерений и сопротивление шунта не изменяются, но в связи с заменой рамки или дефектного резистора нужно рассчитать, изготовить и установить новый резистор;
2) производится градуировка амперметра, т. е. изменяются его пределы измерений, в связи с чем нужно рас считать, изготовить и установить новые резисторы, после чего произвести регулировку прибора.
В случае крайней необходимости, что бывает при наличии высокоомных рамок, когда температурная компенсация нужна, применяют схему с температурной компенсапией посредством резистора или терморезистора. Прибор поверяют на всех пределах, причем при правильной подгонке первого предела измерений и правильном изготовлении шунта дополнительных регулировок обычно не требуется.
Регулировка милливольтметров, не имеющих устройств специальной температурной компенсации
В магнитоэлектрическом приборе имеются рамка, намотанная из медной проволоки, и спиральные пружинки, изготовленные из оловянноцинковой бронзы или из фосфористой бронзы, электрическое сопротивление которых зависит от температуры воздуха внутри корпуса прибора: чем выше температура, тем больше сопротивление.
Учитывая, что температурный коэффициент оловянноцинковой бронзы довольно мал (0,01), а манганиновой проволоки, из которой изготовлен добавочный резистор, близок к нулю, приближенно полагают температурный коэффициент магнитоэлектрического прибора:
Хпр = Хр (Rр / Rр + Rдоб)
где Хр — температурный коэффициент рамки из медной проволоки, равный 0,04 (4%). Из уравнения следует, что для уменьшения влияния на показания прибора отклонений температуры воздуха внутри корпуса от ее номинального значения добавочное сопротивление должно быть в несколько раз больше сопротивления рамки. Зависимость отношения добавочного сопротивления к сопротивлению рамки от класса точности прибора имеет вид
Rдоб/Rр = (4 - К / К)
где К — класс точности измерительного прибора.
Из этого уравнения следует, что, например, для приборов класса точности 1,0 добавочное сопротивление должно быть в три раза больше сопротивления рамки, а для класса точности 0,5 — уже в семь раз больше. Это приводит к уменьшению полезно используемого напряжения на рамке, а в амперметрах с шунтами — к увеличению напряжения на шунтах. Первое вызывает ухудшение характеристик прибора, а второе — увеличение потребляемой мощности шунта. Очевидно, использование милливольтметров, не имеющих устройств специальной температурной компенсации, целесообразно только для щитовых приборов классов точности 1,5 и 2,5.
Регулировку показаний измерительного прибора выполняют путем подбора добавочного сопротивления, а также изменением положения магнитного шунта. Опытные ремонтники применяют также подмагничивание постоянного магнита прибора. При регулировке включают входящие в комплект измерительного прибора соединительные провода или учитывают их сопротивление посредством подключения к милливольтметру магазина сопротивления с соответствующим значением сопротивления. При ремонте иногда прибегают к замене спиральных пружинок.
Регулировка милливольтметров, имеющих устройство температурной компенсации
Устройство температурной компенсации позволяет увеличить падение напряжения на рамке, не прибегая к существенному увеличению добавочного сопротивления и потребляемой мощности шунта, что резко улучшает качественные характеристики однопредельных и многопредельных милливольтметров классов точности 0,2 и 0,5, используемых, например, в качестве амперметров с шунтом. При неизменном напряжении на зажимах милливольтметра погрешность измерения прибора от изменения температуры воздуха внутри корпуса практически может приближаться к нулю, т. е. быть настолько малой, что с ней можно не считаться и не учитывать.
Если при ремонте милливольтметра обнаружится, что в нем отсутствует устройство температурной компенсации, то для улучшения характеристик прибора такое устройство может быть установлено в прибор.