Расчёт основных метрологических величин

основных метрологических величин" width="139" height="43" align="BOTTOM" border="0" /> мА/ дел

А/ дел

в) Мощность потребляемая амперметром при номинальном значении тока Iн.

Вт

г) Схема включения измерительного механизма с добавочным сопротивлением.

д) Ом

Ом

мВ/дел

В/дел

е) Мощность потребляемая вольтметром при номинальном напряжении

Вт

Результаты сводятся в таблицу:

R, Ом	С,мА/дел.	С,А/дел.	Р, Вт	R,Ом	С,мВ/дел	С,В/дел	Р,Вт
0,002	0,1	0,2	2.25	3325	0,5	0,33	0.75

Задача №4

Выбор измерительной аппаратуры

В высоковольтной трехпроводной цепи трехфазного тока необходимо измерить линейные токи , линейное напряжение , коэффициент – мощности цепи и расход активной энергии всей цепи. Подобрать для этой цели два измерительных трансформатора тока ( ИТТ) , два измерительных трансформатора напряжения (ИТН), и подключить к ним следующие измерительные приборы:

два амперметра электромагнитной системы;

два однофазных индукционных счетчика активной энергии;

один трехфазный фазометр электромагнитной или электродинамической системы;

один вольтметр электромагнитной системы;

Необходимо:

Начертить схему включения ИТТ и ИТН в цепь, а также показать подключение к ним всех измерительных приборов.

Выполнить разметку зажимов обмоток ИТТ и ИТН , счетчиков и фазометра. Показать заземление вторичных обмоток ИТТ и ИТН.

Методические указания:

При подборе ИТТ необходимо учитывать , что для обеспечения правильности их работы общее сопротивление всех проводов и обмоток приборов во вторичной цепи не должно превышать номинальной нагрузки. Номинальной нагрузкой трансформатора тока называется наибольшее сопротивление, на которое может быть замкнута вторичная обмотка при условии, что погрешности его не превысили допустимых значений.

Выбор трансформаторов напряжения производится по их допустимой номинальной мощности. Т. о. к трансформатору напряжения можно подключить такое количество приборов, при котором их мощность при номинальном напряжении не превышает номинальной мощности трансформатора.

Наименование величин	Единица измерения	Значение величин
Номинальное напряжение сети U	В	15000
Линейный ток I	А	15
Расстояние от измерительных приборов до трансформатора l	м	23

Провод медный, сечением S = 2,5 мм

Измерительные трансформаторы тока

Тип	Номинальный ток, А		Класс точности	Номинальная нагрузка, Ом	Коэффициент мощности cos
	первичный	вторичный
1	2	3	4	5	6
И532	15	1	0,05-0,5	15	1

Измерительные трансформаторы напряжения

Тип	Номинальное напряжение		Класс точности	Номинальная мощность нагрузки вторичной цепи, В*А	Коэффициент мощности cos
	Первичное, кВ	Вторичное, В
И510	15	100	0.1	15	0.8-1

Амперметр –Э514/1

I,А	,%	R,Ом	f,Гц
1	0.5	0.035	40-100

Фазометр Д120

I,А		Rпосл,Ом	f,Гц	U,В	Rпар,Ом
5	1,5	0,12	50	127	2500

Счётчик СО-И445/4Т

I,А		Rпосл,Ом	f,Гц	U,В	Rпар,Ом
2,5	2,0	0,25	50	110	8000

Вольтметр - Э515/3

,%	R,Ом	f,Гц	U,В
0,5	10000	40-100	75

Найдём сопротивление поводов по формуле.

Проверим выполняется ли условие обеспечения правильности работы трансформаторов. Для обеспечения правильности работы трансформаторов тока необходимо, чтобы общее сопротивление всех проводов и обмоток приборов во вторичной цепи не превышало номинальной нагрузки.

Для обеспечения правильности работы трансформаторов напряжения необходимо, чтобы мощность приборов при номинальном напряжении не превышало номинальной мощности трансформатора.

ИТТ1

Rт=15 Ом Ом Ом

Ом

Rт

ИТТ2

Rт=15 Ом

Ом ОмОм

Ом

Rт

ИТН1

Вт Вт

Вт

Вт

ИТН2

Вт Вт Вт

Вт

Задача№5.

Измерение несинусоидального напряжения.

Необходимо измерить несинусоидальное напряжение с помощью аналоговых измерительных приборов, определить на какое число

делений шкалы отклонятся измерительные приборы при определении соответствующих напряжений.

Наименование величины	Вариант № 39
Напряжение Um, В	190
Напряжение U1m, В	115
Напряжение U3m, В	16
Угол β3m, рад.

Задано два вида напряжения:

(1)

(2)

Напряжение вида (1) измерено вольтметрами электродинамической и детекторной (выпрямительной) систем. Вольтметры имеют одинаковые напряжение Uн=300 В и шкалы с одинаковым числом делений дел.

Напряжение вида (2) измерено вольтметром пикового значения с открытым входом и вольтметром магнитоэлектрической системы. Вольтметры имеют одинаковые номинальные напряжения Uн=300 и шкалы с одинаковым числом делений дел.

Решение:

Электродинамическая система.

Действующее напряжение несинусоидального напряжения, определяется по формуле:

В

В/дел

дел.

Детекторная система.

Среднее значение несинусоидального напряжения определяется по формуле:

В

Действующее напряжение несинусоидального напряжения, определяется по формуле:

В/дел.

дел.

Электронный вольтметр пикового значения с открытым входом (пропускает постоянную составляющую и реагирует на амплитудное значение).

Определяем действующее значение несинусоидального сигнала.

Определяем коэффициент амплитуды несинусоидального сигнала.

где:

Значение постоянной прибора при несинусоидальном напряжении.

В/дел.

дел.

Магнитоэлектрическая система.

В В/дел

дел.

Наименование измерительной системы	CU, В/дел	C’U, В/дел	, дел.
Электродинамическая	2		34,185
Детекторная		2,17	26,12
Магнитоэлектрическая			47,5
Электронная		0,79	137,5

Задание №6

Определение угловой погрешности ваттметра.

Привидите векторные диаграммы электродинамического ваттметра, включенного в цепь переменного однофазного тока с активно-индуктивной и активно-ёмкостной нагрузками и схему включения ваттметра.

Привидите вывод формулы относительной угловой погрешности электродинамического ваттметра и дайте её анализ.

Вычислите угловую погрешность электродинамического ваттметра активной мощности для отношения паралелльной цепи ваттметра и значение косинуса угла сдвига между током и напряжением в измеряемой цепи.

Исходные данные:

Наименование	Вариант №39
	0,0314
	0,3

1.Схема включения ваттметра:

Рис. 1.

Векторные диаграммы электродинамического ваттметра.

Рис.2.

На рисунке 2 приведены векторные диаграммы электродинамического ваттметра, включенного в цепь переменного однофазного тока с активно-индуктивной (рис. 2б) и активно-ёмкостной ( рис. 2а) нагрузками.

2. Рассмотрим работу электродинамического ваттметра на переменном токе. Векторная диаграмма рис. 2, б построена для индуктивного характера нагрузки. Вектор Iu параллельной цепи отстает от вектора U на угол вследствие некоторой индуктивности подвижной катушки.

На основании формулы:

имеем

-где . Ток в параллельной цепи ваттметра

.

Принимая , получим

(1)

Из выражения (1) следует, что ваттметр правильно измеряет мощность в двух случаях: при и . Условие может быть достигнуто созданием резонанса напряжений в параллельной цепи, например включением конденсатора С соответствующей ёмкости, как это показано штриховой линией на рис.1. Однако резонанс напряжений будет лишь при некоторой определенной частоте. С изменением частоты условие нарушается.

При ваттметр измеряет мощность с погрешностью , которая носит название угловой погрешности.

При малом значении угла ( обычно составляет не более 40), т.е.

При относительная погрешность

Если не учитывать фазовых сдвигов между токами и напряжениями в катушках и считать нагрузку Zн чисто активной, тогда погрешность будет обусловлена потреблением мощности катушками ваттметра.

3. ,