МЕТОДЫ И ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ИЗМЕРЕНИЙ

Для измерения сопротивления косвенным методом использовались два прибора: амперметр и вольтметр магнитоэлектрической системы.

Измерение сопротивления производилось при температуре t приборами группы А, Б или В. Данные приборов, их показания, а также группа приборов и температура окружающего воздуха, при которой производилось измерение сопротивления, приведены в табл.

Определить:

1. величину сопротивления  по показаниям приборов и начертить схему;

2. величину сопротивления  с учетом схемы включения приборов;

3. наибольшие возможные (относительную  и абсолютную ) погрешности результата измерения этого сопротивления;

4. в каких пределах находятся действительные значения измеряемого сопротивления.

Исходные данные

Наименование

величин

Единицы измерения

Предпоследняя цифра шифра

Последняя цифра шифра
3

Данные вольтметра

Предел измерения Uн   В 0 75
Ток полного отклонения стрелки прибора при Uн   мА 0 1
Класс точности γд   0 0,2
Показание вольтметра U В 0 60

Данные амперметра

Предел измерения Iн А 0 7,5
Падение напряжения на зажимах прибора при Iн мВ 0 140
Класс точности γд   0 0,5
Показание амперметра I А 0 5

Группа приборов

- 0 А

Температура t

°С 0 30

Величина сопротивления  определяется с учетом внутреннего сопротивления приборов  или  в зависимости от принятой схемы.

Для выбора схемы сравним

=

Так как , то схема включения:

 

       В схеме напряжение на вольтметре и измеряемом сопротивлении совпадают, но ток через амперметр отличается от тока, протекающего через измеряемое сопротивление на значение тока через вольтметр.

 

 

Погрешность измерений

Основная погрешность определяется классом точности прибора. В данной задаче для вольтметра .Дополнительная погрешность, вызванная отклонением температуры окружающего воздуха от нормальной (+10 °С) для прибора группы А класса точности 0,2 при изменении температуры на 10 °С, будет равна ±0,2. Таким образом

=

Относительная погрешность при косвенном методе измерения сопротивления определяется по формуле

где γU и γI – относительные погрешности измерений напряжения и тока.

Относительная погрешность при измерении напряжения будет

=

 

Погрешность измерений амперметра

=

Относительная погрешность при измерении тока будет

=

 

Относительная погрешность при косвенном методе измерения сопротивления

Абсолютная погрешность при косвенном методе измерения сопротивления

= = 0.228 Ом

Действительные значения измеряемого сопротивления находятся в пределах

Задача № 4

ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЦЕПЯХ

ТРЕХФАЗНОГО ТОКА

Для измерения активной мощности трехпроводной цепи трехфазного тока с симметричной активно-индуктивной нагрузкой, соединенной звездой или треугольником, необходимо выбрать два одинаковых ваттметра с номинальным током  номинальным напряжением  и числом делений шкалы .

Исходные данные для решения задачи приведены в таблице.

1. По данным варианта для нормального режима работы цепи:

а) начертить схему включения ваттметров в цепь;

б) доказать, что активную мощность трехпроводной цепи трехфазного тока можно представить в виде суммы двух слагаемых;

в) построить в масштабе векторную диаграмму, выделив на ней векторы напряжений и токов, под действием которых находятся параллельные и последовательные обмотки ваттметров;

г) определить мощности  и , измеряемые каждым из ваттметров;

д) определить число делений шкалы  и , на которые отклоняются стрелки ваттметров.

2. По данным варианта при обрыве одной фазы приемника энергии:

а) начертить схему включения ваттметров в цепь;

б) построить в масштабе векторную диаграмму, выделив на ней векторы напряжений и токов, под действием которых находятся параллельные и последовательные обмотки ваттметров;

в) определить мощности  и , измеряемые каждый из ваттметров;

г) определить число делений шкалы  и , на которые отклоняются стрелки ваттметров.

 

Исходные данные

Наименование

величин

Единицы измерения

Предпоследняя цифра шифра

Последняя цифра шифра
3
Мощность цепи S   кВА 0 5,0
Коэффициент мощности cosφ   - 0 0,72
Фазное напряжение Uф В 0 220
Схема соединения - 0
Последовательные обмотки ваттметров включены в провода - 0 А и В
  Обрывы фазы   - 0 С

 

 

Так как приемники энергии соединены по схеме звезды, то мгновенную мощность трехфазной цепи следует представить как , где  ‒ мгновенные значения фазных напряжений, ‒ мгновенные значения фазных токов.

Для нулевой точки приемников энергии, соединенных звездой, по первому закону Кирхгофа

,

откуда каждый из линейных токов можно выразить через два других:

;

 

Подставив одно из этих выражений, например для тока , получим:

= =

 

 

          Следовательно, мощность трехфазной цепи можно представить суммой двух слагаемых, первое из которых и второе .

 

Первое слагаемое  можно измерить одним ваттметром, а второе - вторым, если ваттметры соединены следующим образом: токовая цепь первого ваттметра в соответствии с индексом А у тока IA включается в рассечку провода А, и т.к. ток положителен, то генераторный зажим ее соединяется с источником питания (рис.1). Генераторный зажим параллельной цепи в соответствии с первой частью индекса А у напряжения UAB соединен с проводом А, а не генераторный зажим той же цепи в соответствии со второй частью индекса B присоединен к проводу B. Аналогично включается второй ваттметр. Активная мощность трехфазной цепи равна алгебраической сумме показаний двух ваттметров.

Линейное напряжение для «звезды» определяется по формуле В

Линейный ток определяется по формуле

Угол отставания фазного тока от фазного напряжения

Суммарная активная мощность системы определяется

Вт

Мощности, измеряемые ваттметрами

 Вт

 Вт

Определив токи и напряжения, под действием которых находятся последовательные и параллельные обмотки ваттметров, необходимо выбрать два одинаковых ваттметра с номинальным током  А, номинальным напряжением  В и числом делений шкалы .

Постоянная ваттметра определяется по формуле .

 

 

2. При обрыве фазы C.

При обрыве фазы С ток в ней равен нулю. Две другие фазы соединены последовательно и включены на линейное напряжение UАВ. Сопротивление фазы В при нормальном режиме работы

Для симметричной трехфазной системы ток в последовательно соединенных фазах определяется как

 А

Мощности, измеряемые ваттметрами

 Вт

 

 

 

      Результаты расчетов.

  Наименование величин Единица измерения Результаты расчёта

Определить по п.1

Мощность цепи P Вт 3600
Линейное напряжение В 380
Линейный ток А 7,57
Номинальное напряжение ваттметра В 600
Номинальный ток ваттметра А 10
Постоянная ваттметра 40
Мощность, измеряемая первым ваттметром Вт 2796
Мощность, измеряемая первым ваттметром Вт 804
Число делений шкалы дел 69,9
Число делений шкалы дел 20,1

Определить по п.2

Мощность, измеряемая первым ваттметром Вт 1792
Мощность, измеряемая первым ваттметром Вт 1792
Число делений шкалы дел 44,8
Число делений шкалы дел 44,8

 

Задача № 5

Дата: 2019-12-22, просмотров: 222.