Метрология,стандартизация,сертификация

 

З а д  а ч а №3

MЕТОДЫ И ПОГРЕШНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

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

     Измерение сопротивления производилось  при температуре t°С приборами группы А, Б пли В. Данные приборов, их показания, а также группа приборов и температура окружающего воздуха, при которой производилось измерение сопротивления, приведены в табл. 4.

     Определить:

     1) величину сопротивления r_x  по показаниям приборов и начертить схему;

     2) величину сопротивления r_x с учетом схемы включения приборов;

     3) наибольшие возможные (относительную g_r, и абсолютную Δr) погрешности результата измерения этого сопротивления;

     4) в каких пределах находятся  действительные значения измеряемого сопротивления.

Методические  указания к решению  задачи № 3

 

     При измерении сопротивления методом двух приборов - амперметра и вольтметра, применяются две схемы. В этом случае  приближенное значение сопротивления r’_x согласно закону Ома определяется как 
 
 

     Одна из схем (без учета внутреннего  сопротивления приборов) используется в тех случаях, когда измеряемое сопротивление велико по сравнению с сопротивлением амперметра; другая - в тех случаях, когда измеряемое сопротивление мало по сравнению с сопротивлением вольтметра. Поскольку в практике измерений этим методом подсчет сопротивления r’_x обычно производится по приближенной формуле, то необходимо знать, какую схему следует выбрать для того, чтобы величина погрешности была наименьшей. 
 
 
 

                                     Числовые значения для задачи №3                                          Таблица 4

 

Чтобы правильно выбрать схему, необходимо сначала определить соотношения r’_X / r_A и r_V / r’_X и по наибольшему из них принять и вычертить схему включения приборов.

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

     Приступая к решению п.3, необходимо иметь ввиду, что погрешности электроизмерительных приборов разделяются на две категории:

     а) основная погрешность, зависящая  только от внутренних свойств  и состояния самого прибора;

     б) дополнительные погрешности,  обусловленные влиянием внешних факторов и отклонением условий эксплуатации прибора от нормальных (например, отклонением температуры окружающего воздуха от нормальной).

     Погрешность измерения δ будет представлять собой сумму основной погрешности δ_Д (класс точности прибора) и дополнительной погрешности δ_t вызванной отклонением температуры окружающего воздуха от нормальной (принимается обычно t_Н=20 ⁰С); причем следует принимать случай наиболее неблагоприятный, когда

±δ =± δ_Д ± δ_t

      Относительная погрешность при косвенном методе измерения сопротивления определяется по формуле

±δ_r =± δ_u ± δ_l,

где: δ_u и δ_l – относительные погрешности измерений напряжения и тока.

     Величины  δ_u и δ_l могут быть определены по формулам, приведенным в рекомендуемой литературе [4, с.23]. Так, относительная погрешность при измерении напряжения будет

     Аналогично определяется относительная погрешность и при измерении тока.

     Для определения абсолютной погрешности Dr, а также пределов изменения действительного значения измеряемого сопротивления r следует воспользоваться соотношением

     По исполнению в зависимости  от условий эксплуатации приборы  разделяются на три группы: А,Б и В. Ниже, в таблице 5, приводятся нормы для рабочих климатических условий по температуре для приборов различных групп. 

Таблица 5

 

     Изменение показаний прибора, отклонением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой в пределах рабочих температур, не должно превышать значений, указанных в таблице 6, на каждые ±10 ⁰С изменения температуры.

Таблица 6

 

     Более подробно с определением  погрешностей измерения можно  ознакомиться в рекомендуемой литературе [1, c. 144 – 145; 2, c. 423 – 424; 4, c. 240 – 252]. 
 
 

З а д  а ч а №4

ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В  ЦЕПЯХ ТРЕХФАЗНОГО  ТОКА

    

     Для измерения активной мощности  трех проводной цепи трехфазного  тока с симметричной активно-индуктивной нагрузкой, соединенной звездой или треугольником, необходимо выбрать два одинаковых ваттметра с номинальным током I_Н, номинальным напряжением U_Н и числом делении шкалы a_Н=150 дел.

                   Исходные данные для решения  задачи приведены в таблице  7.

                   1.По данным варианта для нормального режима работы цепи:

                   а) начертить схему включения  ваттметров в цепь;

                   б) доказать, что активную мощность  трех проводной 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 Р₁ и Р₂, измеряемые каждым ваттметром;

                   д) определить число делении  шкалы a₁ и a₂, 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 Р₁ и Р₂, измеряемые каждым ваттметром;

                   г) определить число делении  шкалы a₁ и a₂, на которые отклоняются стрелки ваттметров.

                   Результаты расчетов записать  в таблицу 8. 

                   П р и м е ч а н и  е. Заданная трех проводная цепь трехфазного тока представляет собой соединение трех неподвижных магнитно-несвязанных катушек.