Измерение емкости косвенным методом и методом сравнения.
Фарадометры.
Измерение индуктивности и взаимной индуктивности косвенным методом. Способ согласованного и встречного включения обмоток.
Теория моста переменного тока. Мосты с отношением и произведением плеч. Универсальный мост переменного тока Е7-4.
Измерение емкости и величины угла потерь конденсатора мостом переменного тока.
Измерение индуктивности и взаимной индуктивности мостом переменного тока.
8. Измерительные трансформаторы
Измерительные трансформаторы тока и напряжения, их назначение, устройство, технические характеристики, погрешности, правила использования. Выбор измерительных трансформаторов тока (ИТТ) и измерительных трансформаторов напряжения (ИТН).
Измерение мощности электрического тока
Общие сведения о способах измерения мощности электрического тока.
Электродинамический и ферродинамический ваттметры однофазные и трехфазные, их схемы, устройство и принцип действия. Измерение мощности в цепи постоянного тока электродинамическим ваттметром.
Измерение активной мощности в трехфазных цепях переменного тока одним, двумя и тремя ваттметрами.
Измерение реактивной мощности в трехфазных цепях переменного тока.
Измерение мощности в трехфазных цепях переменного тока с применением измерительных трансформаторов тока и напряжения.
Измерение электрической энергии
Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, его устройство, принцип действия, схема включения в цепь переменного тока.
Измерение активной энергии в трехфазных цепях переменного тока двухэлементным и трехэлементным индукционными счетчиками.
Измерение реактивной энергии в трехфазных цепях переменного тока.
Включение трехфазных счетчиков электрической энергии через измерительные трансформаторы напряжения и тока
Поверка счетчиков электрической энергии.
Измерение угла сдвига фаз и частоты нерешенного тока
Электродинамический и ферродинамический фазометры однофазные и трехфазные, их
устройство, принцип действия и схема включения.
Электродинамический и ферродинамический частотомеры, их устройство, принцип действия и схема включения.
Понятие об электронном частотомере.
Измерение воздушных и кабельных линий
Общие сведения о линейных и кабельных измерениях. Значение электрических измерений воздушных и кабельных линий для обеспечения безаварийной работы электротехнических устройств.
Измерение сопротивления, асимметрии и сопротивления изоляции воздушных линий измерительным мостом МВУ-49, Р-333.
Основные измерение кабельных линий: сопротивления и асимметрии, сопротивления изоляции и емкости кабельных жил кабельным прибором ПКП-3, ПКП-4, ПКП-5. Измерения мегаомметром.
Определение места обрыва жил в кабеле и места повреждения изоляции кабеля методами моста с переменным и постоянным отношением плеч.
Измерение неэлектрических величин электрическими методами
Общие принципы измерения неэлектрических величин электрическими методами.
Параметрические преобразователи неэлектрических величин в электрические (реостатные, контактного сопротивления, термочувствительные, индуктивные и емкостные) и их применение.
Генераторные преобразователи (индукционные и термоэлектрические) и их применение.
Перечень набора лабораторных работ
Лабораторная работа № 1
Исследование устройства электроизмерительных приборов непосредственной оценки (магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической или ферродинамической систем)
Лабораторная работа № 2
Измерение средних сопротивлений одинарным измерительным мостом и омметром
Лабораторная работа № 3
Измерение сопротивления заземления
Лабораторная работа № 4
Измерение величины мощности в цепях трехфазного тока
.
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
Задача 1
При поверке технического вольтметра электромагнитной системы типа Э-378, имеющего предел измерения (поминальное напряжение) 250 В, была определена его наибольшая абсолютная погрешность: DUнаиб.=3,75 В.
Определите:
1) класс точности вольтметра gд;
2) пределы действительного значения измеряемой величины и U1д и U2д, если показание вольтметра равно U=220B;
3) наибольшую возможную относительную погрешность измерения gн.в.1, если вольтметр показал U1= 100 B;
4) наибольшую возможную относительную погрешность измерения gн.в.2, если вольт
метр показал U2= 200 В.
Укажите, в какой части шкалы прибора измерения получаются более точными. Поясните, на основании чего сделан вывод.
Задача 2
Для измерения напряжения в цени постоянного тока использовались два вольтметра:
первый типа M1214 с пределом измерения (номинальным напряжением) Uн1= 50 В и классом точности gд1=1 % ,
второй типа С70 с пределом измерения U=30 B и классом точности gд2=1,5%.
Определите:
1) наибольшую абсолютную погрешность первого вольтметра DUнаиб.1;
2) наибольшую абсолютную погрешность второго вольтметра DUнаиб.2;
3) наибольшую возможную относительную погрешность при измерении первым вольтметром U=l 0 В;
4) наибольшую возможную относительную погрешность при измерении вторым вольтметром U=10 В.
Укажите прибор, который выполнит измерение е большей точностью. Поясните, на основании чего сделан вывод.
Задача 3
Измерение мощности нагрузки в цепи постоянного тока выполнено косвенным методом при помощи амперметра и вольтметра. При этом были использованы: амперметр типа М342, имеющий предел измерения (номинальный ток) Iн=20А и класс точности gд = 2,5 %; вольтметр типа М717 с пределом измерения (номинальным напряжением) Uн= 150 В и классом точности gд =1,5 %. Показание приборов: амперметра I=8А; вольтметра U=100B.
Определите:
1) мощность потребителя Р;
2) наибольшую возможную относительную погрешность при измерении тока I = 8А-gнв1
3) наибольшую возможную относительную погрешность при измерении напряжения U=100 B - gнвU
4) наибольшую возможную относительную погрешность при измерении мощности -gнвр
5) наибольшую абсолютную погрешность измерения мощности DРнаиб.
Задача 4
Ваттметр типа Д5004, рассчитанный по напряжению на Uh=300B и на ток Iн= 5А, имеет шкалу с числом делений aн=150. Класс точности его gд = + 0,5%.
Определите:
1) постоянную (цену деления) ваттметра;
2) величину мощности Р, измеренную ваттметром, ее его стрелка отклонилась на 100 делений;
3) наибольшую абсолютную погрешность прибора DРнаиб
4) пределы действительного значения измеренной величины Р1д и Р2д при измерении мощности, определенной во 2-ом пункте задачи;
5) наибольшую возможную относительную погрешность gн.в. при измерении мощности Р.
Задача 5
Миллиамперметр типа Э513 имеет предел измерения (номинальный ток) Iн = 500 мА, класс точности gд = 0,5 %, число делений шкалы aн = 100 делений.
Определите:
1) постоянную прибора (цену деления шкалы) С1;
2) чувствительность прибора S1;
3) наибольшую абсолютную погрешность прибора DIнаиб.
4) величину тока, протекающего в цепи, если стрелка миллиамперметра отклонилась на a = 50 делений;
5) наибольшую возможную относительную погрешность при измерении тока I.
Задача 6
Измерительный механизм магнитоэлектрической системы, рассчитанный на номинальный ток Iи = 20 мА, имеет сопротивление Rи= 5 Ом и шкалу на 50 делений. Прибор включается с шунтом, имеющим сопротивление Rш = 0,01235 Ом.
Начертите схему включения амперметра с шунтом в цепь нагрузки.
Определите:
1) номинальное напряжение шунта Uш;
2) ток шунта Iш;
3) предельное значение тока, которое может измерить измерительный прибор с шунтом, Iн;
4) постоянную (цену деления) амперметра, включенного совместно с шунтом С1;
5) величину тока I, измеряемого амперметром, если стрелка прибора отклонилась на a = 40 делений.
Поясните, для чего применяют шунты. Приведите установленные ГОСТом номинальные напряжения и классы точности шунтов.
Задача 7
Измерительный механизм вольтметра магнитоэлектрической системы имеет сопротивление рамки Rи = 600 Ом и рассчитан на номинальное напряжение Uи = 1,5 В, число делений шкалы aн = 15. Встроенный внутрь вольтметра добавочный резистор имеет сопротивление Rд= 29,4 кОм.
Начертите схему включения вольтметра с добавочным резистором для измерения напряжения в цепи нагрузки.
Определите:
1) ток вольтметра Iv;
2) падение напряжения на добавочном резисторе Uд;
3) предельное значение напряжения, которое можно измерить вольтметром с добавочным резистором Uн;
4) потерю мощности в вольтметре Pv;
5) постоянную (цену деления) вольтметра, включенного совместно с добавочным резистором Сu;
6) величину напряжения U, измеряемого вольтметром с добавочным резистором, если стрелка прибора отклонилась на a= 12 делений.
Задача 8
Измерительный механизм магнитоэлектрической системы имеет сопротивление рамки Rи = 2,5 Ом; постоянная прибора (цена деления) C1=0,5 мА/дел; число делений шкалы aн=100.
Используя данный измерительный механизм необходимо создать амперметр с пределами измерения (номинальным током) Iн= 20А.
Начертить схему включения измерительного механизма с шунтом в цепь нагрузки.
Определите:
1) номинальный ток измерительного механизма Iи;
2) ток шунта Iш;
3) сопротивление шунта Rш;
4) потери мощности в шунте Рш и в измерительном механизме Ри;
5) постоянную (цену деления) миллиамперметра, включенного совместно с шунтом С1,
6) величину тока I, измеряемого миллиамперметром, если стрелка прибора отклонилась на a= 60 делений.
Опишите конструктивное выполнение шунтов, количество и назначение зажимов у шунтов.
Задача 9
Измерительный механизм магнитоэлектрической системы имеет сопротивление Rи = 300 Ом и рассчитан па номинальный ток Iи = 5 мА. Число делений шкалы aн = 30.
Используя данный измерительный механизм, необходимо создать вольтметр, имеющий предел измерения (номинальное напряжение) U = 150 В. Начертите схему включения вольтметра с добавочным резистором для измерения напряжения в цепи нагрузки.
Определите:
1) напряжение Uи, которое может измерить измерительный механизм без добавочного резистора;
2) величину сопротивления добавочного резистора Rд;
3) падение напряжения на добавочном резисторе Uд;
4) потерю мощности в добавочном резисторе Рд;
5) постоянную (цену деления) вольтметра, включенного совместно с добавочным резистором Cv;
6) величину напряжения U, измеряемого вольтметром с добавочным резистором, если стрелка прибора отклонилась на a = 20 делений.
Поясните, для чего применяют добавочные резисторы, какие величины указываются на добавочных резисторах.
Задача 10
Многопредельный вольтметр магнитоэлектрической системы рассчитан на три номинальных значения напряжения: Uн1= 15 В; Uн2=30 B; Uн3=150 B. Сопротивление рамки измерительного механизма равно 30 Ом, поминальный ток измерительного механизма Iи =5 мА.
Начертите схему включения измерительного механизма с многопредельным добавочным резистором для измерения напряжения в цепи нагрузки и обозначьте выводы добавочного резистора для каждого из пределов измерения вольтметра.
1) необходимые сопротивления добавочных резисторов Rд1; Rд2; Rд3 для пределов измерения Uн1; Uн2; Uн3;
2) сопротивления R1; R2; R3 из которых состоит добавочный резистор;
3) мощности, потребляемые прибором на каждом пределе измерения.
Задача 11
Для измерения активного сопротивления косвенным методом использовались два прибора: вольтметр на Uн = 75 В и Iн=5 мА; амперметр на Iн =7,5 А и Uн =150 мВ.
Показания приборов составили: U=70 B; I =2,5 A. Определить:
1) приближенную величину сопротивления Rх по показаниям приборов;
2) соотношения по наибольшему из них принять и вычертить схему включения приборов;
точное значение сопротивления Rx с учетом схемы включения приборов;
абсолютную DRx и относительную gRx, погрешности измерения при приближенном расчете сопротивления.
Укажите приборы, которые применяются для измерения сопротивлений.
Задача 12
Измерение сопротивления изоляции двухпроводной линии, находящейся под напряжением, производилось с помощью вольтметра, рассчитанного на номинальное напряжение Uн= 250В и номинальный ток Iи =10 мА. Измеренное напряжение между проводами А и В составило U= 215В, а напряжения между каждым проводом и землей соответственно равны UA = 50В и UB = 75В.
Начертите схему измерения.
Определите:
1) сопротивление вольтметра Rv;
2) сопротивление изоляции Rа между проводом А и землей.
3) сопротивление изоляции Rв между проводом В и землей.
3. Укажите, какие приборы служат для непосредственного измерения сопротивления изоляции электроустановок.
Задача 13
Измерение индуктивности катушки было проведено дважды при питании схемы измерения переменным током частотой f =50 Гц.
Сначала без учета активного сопротивления катушки индуктивность была определена по показаниям амперметра и вольтметра. При этом показания приборов были: I1=24А, U1=120В.
Затем измерение было проведено более точно с учетом активного сопротивления катушки. Для этого в схему был включен ваттметр. Показания приборов при этом были: I2=24А, U2 =120В, Р = 1728 Вт.
1. Начертите обе схемы измерения, укажите системы применяемых приборов.
2. Определите значения измеренных индуктивностей L1 и L2 для каждой из схем.
3. Вычислите относительную погрешность измерения у, получившуюся при отсутствии учета активного сопротивления катушки.
4. Укажите, какими еще приборами может быть измерена индуктивность.
Задача 14
Измерение взаимной индуктивности двух катушек выполнено методом последовательного соединения катушек с использованием амперметра и вольтметра. Активное сопротивление R=R1+R2 двух катушек равно 6 Ом.
При согласованном включении катушек показания приборов были Iо =5А; Uо =120 В.
При встречном включении катушек показания приборов были Iв=6 А; Uв=120 B.
1. Начертите обе схемы измерения, укажите системы применяемых приборов.
2. Определите:
а) общую индуктивность двух согласовано включенных катушек Lо;
б) общую индуктивность двух встречно включенных катушек LB;
в) взаимную индуктивность катушек М.
3. Укажите, какими еще методами можно измерить взаимную индуктивность.
Задача 15
Измерение емкости электроустановки проведено дважды при питании схемы измерения переменным током частотой f =100 Гц.
Сначала без учета активного сопротивления емкость была определена по показаниям амперметра и вольтметра. При этом показания приборов были: I1 =0,9 A; U1 =7,2 B.
Затем измерение было проведено точнее с учетом активного сопротивления. Для этого в схему был включен ваттметр. Показания приборов при этом были: I2 = 0,9 А; U2 = 7,2 B; P = 1,6 Bт.
1. Начертите обе схемы измерения; укажите системы применяемых приборов.
2. Определите значения измеренных емкостей С1 и С2 для каждой из схем.
3. Вычислите относительную погрешность измерении g, получившуюся при отсутствии учета активного сопротивления конденсатора.
4. Укажите, какими еще приборами может быть изморена емкость.
Задача 16
Потребитель, подключенный к однофазной сети, рассчитан на максимальные значения напряжения Uмакс=10 кВ и тока Iмакс =350 А, коэффициент мощности потребителя cos j = 0,8.
Необходимо измерить напряжение U1 , ток I1 и активную мощность потребителя P1.
1. Начертите схему измерения.
2. Используя таблицы, приведенные в методических указаниях к задачам, выберите все необходимые электроизмерительные приборы и измерительные трансформаторы.
3. Определите:
а) ток установки I1 , если показание амперметра Ia= 5 A;
б) напряжение установки U1 если показание вольтметра UV=90 B;
в) активную мощность потребителя по известным значениям I1 , U1, cos j;
г) показания ваттметра Pw;
д) постоянную ваттметра С и число делений шкалы на которое отклонится стрелка ваттметра.
Задача 17
Потребитель с равномерной нагрузкой фаз, соединенной треугольником, подключен к трехфазной цепи переменного тока с линейным напряжением Uл =10 кВ; номинальный литейный ток потребителя Iл = 450 А. Необходимо измерить линейные токи в каждом проводе линии, а также активную и реактивную мощности потребителя, его коэффициент мощности. Для измерения мощности потребителя используются два одинаковых ваттметра. Стрелка одного из них отклонилась на a1 = 80 делений, а второго на a2 =52 деления, отклонение стрелки у амперметров a =20 делений.
1. Начертите схему измерения.
2. Используя таблицы, приведенные в методических указаниях к задачам, выберите амперметры, ваттметры и измерительные трансформаторы.
3. Определите:
а) постоянную (цену деления) ваттметров Ср и амперметров С1 ;
б) показания каждого из ваттметров Р1 и Р2 и амперметров IА;
в) активную мощность потребителя по показаниям ваттметров Р;
г) реактивную мощность потребителя по показаниям ваттметров Q;
д) коэффициент мощности потребителя cos j;
е) линейный ток потребителя.
Задача 18
Потребитель, подключенный к однофазной сети, рассчитан на номинальное значения напряжения Uн = 220В и номинальное значение тока Iн = 60А. Необходимо измерить напряжение U1 , ток I1 , активную мощность P1 установки.
1. Начертите схему измерения.
2. Используя таблицы, приведенные в методических указаниях к задачам, выберите необходимые вольтметр, амперметр, ваттметр и измерительный трансформатор тока.
3. Определите:
а) ток установки I1 , если показание амперметра I=3 А;
б) активную мощность потребителя P1 , если показания ваттметра Рw = 800 Вт.
в) коэффициент мощности установки cos j.
Задача 19
Потребитель е равномерной нагрузкой фаз, соединенной треугольником, подключен к трехфазной цепи переменного тока с линейным напряжением Uл = 6 кВ, номинальный линейный ток потребителя Iл = 65 А. Необходимо измерить активную и реактивную мощности потребителя, его коэффициент мощности. Для измерения мощности потребителя используются два одинаковых ваттметра. Стрелка одного из них отклонилась на a1 = 70 делений, а второго a2 =50 делений шкалы.
1. Начертите схему измерения.
2. Используя таблицы, приведенные в методических указаниях к задачам, выберите ваттметры и измерительные трансформаторы.
3. Определите:
а) постоянную (цену деления) ваттметров Ср;
б) показания каждого из ваттметров и ;
в) активную мощность потребителя по показаниям ваттметров Р;
г) реактивную мощность потребителя по показаниям ваттметров Q;
д) коэффициент мощности потребителя cos j.
Задача 20
Потребитель, подключенный к однофазной цепи, рассчитан па максимальные значения напряжения Uмакс =10 кВ и тока Iмакс =270А, коэффициент мощности потребителя cos j=0,9.
Необходимо измерить напряжение U1; ток I1 и активную мощность потребителя Р1
1. Начертите схему измерения.
2. Используя таблицы, приведенные в методических указаниях к задачам, выберите и измерительные трансформаторы.
3. Определите:
а) ток установки I1, если показание амперметра IА=4,3А;
б) напряжение установки U1 , если показание вольтметра Uv=85 B;
в) активную мощность потребителя по известным значениям I1, U1 и cos j
г) показания ваттметра Pw.
Задача 21
На однофазном индукционном счетчике типа СО указано ого номинальное передаточное число Кн : 1 кВт.ч = 1250 оборотов диска и класс точности gд =2,5%.
Начертите схему включения в сеть однофазного индукционного счетчика; поясните обмотки счетчика, количество и назначение выводов от обмоток.
Определите:
1) номинальную постоянную счетчика Сн;
2) предельное значение действительной постоянной счетчика С, при которой будет обеспечиваться класс точности счетчика gд =2,5%;
3) энергию Wн, учтенную при N=102 оборотов диска счетчика за t=20 мин. При мощности Р=240 Вт;
4) энергию, действительно израсходованную в цепи за t=20 мин. при мощности Р=240 Вт.
Задача 22
Измерение расхода электроэнергии трехфазной установки, имеющей равномерную нагрузку фаз, выполнялось двумя однофазными счетчиками типа СО.
В начале месяца показания каждого из счетчиков были: =6500 кВт.ч и =3200 кВт.ч. После 200 часов непрерывной работы установки показание первого счетчика стало =8600 кВт.ч, а второго =4700 кВт.ч.
Начертите схему измерения и укажите на ней обмотки счетчиков, опишите назначение выводов от обмоток.
Определите:
1) активную энергию, измеренную мерным счетчиком W1,
2) активную энергию, измеренную вторым счетчиком W2
3) активную Wa и реактивную Wp энергии, полученные трехфазной установкой за 200 часов работы;
среднемесячный cos cp;
4) активную Р и реактивную Q мощности установки.
Задача 23
На однофазном индукционном счетчике тина СО написано: Uн=220 В; Iн=5 А; 1 кВт.ч = 1250 оборотов диска, класс точности gд=2,5 %. При поверке счетчика на номинальном напряжении U=220 В при токе I= 3,5 А и cos j = 1, диск счетчика сделал N=20 оборотов за время t=75 сек.
Начертите схему включения в сеть однофазного индукционного счетчика, укажите на ней обмотки счетчика, опишите назначение выводов от обмоток.
Определите:
1) номинальную постоянную счетчика Сн;
2) действительную постоянную счетчика Сд;
3) энергию, учтенную счетчиком Wн,
4) энергию, действительно израсходованную в цепи
5) относительную погрешность счетчика gw.
Задача 24
Измерение расхода электроэнергии трехфазной установкой, потребляющей номинальную полную мощность Sн=2000 В А с коэффициентом мощности cos j =0,7, выполнялось двухэлементным счетчиком активной энергии типа САЗ-И670 и трехэлементным счетчиком реактивной энергии типа СР4-И673.
Номинальное передаточное число Кна счетчика САЗ 1 кВт.ч = 1250 оборотов диска, а его класс точности gда=2,0 %. Номинальное передаточное число Кнр счетчика СР4: 1кВт.ч=800 оборотов диска, а его класс точности gдр =2,5 %, За время t=20 мин. диск счетчика САЗ сделал Nр=590 оборотов, а диск счетчика СР4 сделал Np=390 оборотов.
Начертите схему включения в трехфазную сеть двухэлементного счетчика активной энергии и укажите на ней обмотки счетчика, опишите назначение выводов обмоток.
Определите:
1) активную Р и реактивную Q мощности установки;
2) активную Wa и реактивную Wp энергии, полученные установкой за t=20 мин.
3) активную и реактивную энергии, учтенные счетчиками;
4) действительные передаточные числа счетчиков;
5) относительные погрешности счетчиков.
Задача 25
На однофазном индукционном счетчике типа СО написано: Uн=127 В; Iн=5 А; 1 кВт.ч=2000 оборотов диска, класс точности gд =2,5%.
При поверке счетчика на номинальном напряжении Uн=127 B при токе Iн =5А и cos j =1, диск счетчика сделал N=43 оборота за время t =120 с.
Начертите схему включения в сеть однофазного индукционного счетчика и укажите на ней обмотки счетчика -и укажите на ней обмотки счетчика, опишите назначение выводов обмоток.
Определите:
1) номинальную постоянную счетчика Сн;
2) действительную постоянную счетчика Сд;
3) энергию, учтенную счетчиком Wн;
4) энергию, действительно израсходованную в цепи Wд;
5) относительную погрешность счетчика gw.
Задача 26
Начертите принципиальную схему устройства электроннолучевой трубки осциллографа и объясните назначение электронного осциллографа, каждого из элементов ого электроннолучевой трубки и принцип получения изображения на экране гребки.
Объясните, как с помощью осциллографа можно измерить частоту переменного тока.
Задача 27
Начертите принципиальную схему мегаомметра (последовательную схему омметра-логометра) и опишите сто устройство, принцип действия и порядок измерения сопротивления изоляции электрооборудования.
Задача 28
Начертите схему включения фазометра электродинамической системы в однофазную цепь переменного тока. Поясните все элементы указанного прибора и объясните принцип его действия.
Задача 29
Начертите схему включения частотомера электродинамической системы в однофазную цепь переменного тока. Поясните все элементы указанного прибора и принцип его действия.
Задача 30
Начертите принципиальную схему омметра. Объясните назначение каждого элемента и принцип работы прибора. Как и чем осуществляется установка нуля? Отчего зависит предел измерения омметра? Укажите достоинства прибора.
Дата: 2018-11-18, просмотров: 604.