Системи керування цифрових приладів

7 Час на перетворення аналогових величин в цифровий код

8 Від чого залежать похибки цифрових приладів з частотно-імпульсним перетворенням?

9 Принцип побудови цифрових вольтметрів змінного струму

10 З чого складається цифровий прилад?

11 Операція умовного зображення числового значення величини послідовністю цифр,які підкорюються повному закону

12 Фізична операція перетворення нерозривної величини у квантовану

13 Як класифікують цифрові вольтметри по способу перетворення непереривної величини у дискретну

14 Похибки цифрових приладів

15 Які похибки залежать від вимірювальної вепичини

16 Які похибки не залежать від вимірювальної вепичини

17 Найменше визначається перетворювачем змінення значення вхідної вепичини

18 Недоліки цифрових вольтметрів з часоімпульсним перетворенням

19 Вигоди приладів з подвійним інтегруванням

20 З чого складається елемент цифрового відліку прилада?

5.Теми лабораторних робіт

1 Вивчення конструкції і дослідження загальних властивостей аналогових вимірювальних приладів.

2 Вимірювання потужності в колах трьохфазного змінного струму з використанням вимірювальних трансформаторів.

3 Вимірювання напруги, струму та опору цифровими вимірювальними приладами

4 Електронний осцилограф.

Методичні вказівки до виконання контрольної роботи

Контрольну роботу студенти виконують самостійно, засвоївши теоретичний матеріал.Завдання на контрольну роботу складається з 4 задач.Варіант контрольної роботи вибирається за двома останніми цифрами учбового шифру студента.Якщо шифр має однозначне число, за попередню цифру примаємо 0. Оформлення контрольної роботи повинно відповідати таким вимогам:

1. Контрольна робота виконується в шкільному зошиті, на обкладинці якого вказують: номер роботи, дисципліна ,прізвищи,ім’я та по-батькові,курс, факультет,спеціалбність,шифр та домашня адреса.

2. Контрольна робота повинна оформлятися охайно ,в іншому випадку- повертається для переробки. Сторінки повинні бути пронумерованими та мати поле до 3 см шириною для зауважень рецензента.

3. Всі облікові дії супроводжують чіткими поясненнями.

4. Для позначення електричних величин використовують умовні літерні позначення,встановлені чинним держстандартом.

5. Позначення електричних величин у тексті, у формулах , на схемах повинні бути розшифрованими один раз у кожній задачі.

6. Схеми,векторні діаграми та графіки виконують креслярськими інструментами,нумеруються та підписуються.

7. Графіки повинні мати розміри не менше 10х10см,виконуватись на міліметровці та підклеюватись до тексту роботи.Масштаб треба вказувати на координатних осях.

8. Робота в кінці підписується та вказується дата її завершення.

ЗАДАЧА № 1

ВИЗНАЧЕННЯ ПОХИБОК ТА КЛАСУ ТОЧНОСТІ ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ

ЗМІСТ ЗАДАЧІ

У даній задачі необхідно провести вивіряння на визначення класу точності амперметра магнітоелектричної системи, який має умовну шкалу на 100 номінальних поділок, пойменованих на кожній п'ятій частині шкали від нуля до заданого в табл. 1.1 номінального струму перевірного приладу.

Абсолютні похибки (дельта а) перевірного амперметра визначені за показаннями зразкового приладу, клас точності якого на ступінь вище перевірного приладу. Визначені похибки наведено в табл. 1.1 для кожної оцифровано! поділки шкали після нуля за порядком їх зростання до номінального струму.

Визначити найбільш можливі відносні бмах та абсолютні (дельта мах) похибки перевірного амперметра на усіх оцифрованих поділках його шкали і зробити висновок, як залежить точність вимірів від положення покажчика приладу на його шкалі.

Таблиця 1.1 Вивірений амперметр Передостання цифра шифру Остання цифра шифру Іном, А 0;5 2,5 5.0 2,5 5,0 2,5 5,0 2,5 2; 7 5,0 5,0 2,5 2,5 2,5 5,0 2,5 5,0 5,0 4; 9 2.5 5,0 2,5 Δ, А -0,01 +0,03 -0,04 +0,02 -0,03 +0,05 -0,04 +0,02 -0.06 +0.03 - +0,02 -0,04 +0,06 -0,08 +0,05 -0,08 +0,03 +0,04 -0,03 +0,06 - -0,03 +0,05 -0,03 +0,07 +0,04 -0,04 +0,06 -0,05 +0.08 -0,05 - +0,04 -0,06 +0.02 -0,05 -0,08 +0,02 -0,07 +0.06 -0,02 +0,04 - -0,05 +0,07 -0,01 +0,04 -0.06 +0,03 -0,02 -0,08 +0,05 -0,02

Таблиця 1.2

N°	α,	lа	Δа	Ід	5а	а
п/п	под	А	А	А	%	%

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЗАДАЧІ

1.Занести до табл. 1.2 значення оцифрованих поділок а, шкали перевірного приладу.

2.Визначити сталу перевірного амперметра (ціну поділки шкали)

3.Визначити в амперах значення оцифрованих поділок шкали та занести їх до табл. 1.2 в колонку 1А:

4.Занести до табл. 1.2 в колонку Δа значення абсолютних похибок перевірного амперметра, які наведено в табл. 1.1 для кожного відповідного варіанта шифру.

5.Обчислити та занести до табл. 1.2 дійсні значення lд вимірювального струму, які відповідають показанням зразкового приладу:

Ід = Ід- - Δа.

6.Визначити на всіх оцифрованих поділках пікали та занести до табл. 12 дійсні основні похибки перевірного амперметра:

відносні

де I_N - нормоване значення шкали приладу, яке визначається верхньою межею шкали І_ном.

7.Визначити за нормованим рядом 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 Держстандарту 8.401-80 клас точності перевірного та зразкового амперметрів, який встановлюється за найбільшою основною зведеною похибкою показуючих електромеханічних приладів.

8.Обчислити за визначеним класом точності перевірного амперметра на усіх оцифрованих поділках шкали та занести до табл 1.3 найбільш можливі похибки приладу:

відносні та абсолютні

де р_а - визначений клас точності перевірного амперметра.

Таблиця 1.3 I_a, А             δ, % δ max, %             Δ max, А

9. Побудувати в масштабі графік залежності найбільш можливої відносної похибки δ(І_a) та зробити висновок, як залежить точність вимірів від положення на шкалі покажчика приладу.

задача № 2

розширення меж вимірів магнітоелектричних

приладів

зміст задачі

У даній задачі для розширення меж вимірів магнітоелектричного приладу «Р» за його номінальними даними І_рном*и_рном,а_ном і заданим

максимально можливим струмом І_тах та напругою U_max у вимірювальному колі необхідно визначити основні параметри резистивного шунта, за допомогою якого розширюють межі вимірів за струмом, а також визначити основні параметри додаткового резистора, за допомогою якого розширюють межі вимірів за напругою.

Визначити також значення струму та напруги у вимірювальному колі за заданими показаннями в поділках шкали а_А та a_v приладу з шунтом РА та приладу з додатковим резистором PV.

Обчислити за показаннями цих приладів найбільш можливі похибки вимірів струму та напруги, а також визначити довірчий діапазон, у межах якого знаходяться дійсні значення виміряних величин.

Вихідні дані для розрахунку даної задачі наведені в табл. 2.1.

порядок виконання задачі

1.Накреслити схему ввімкнення в електричне коло вимірювального приладу РА через резистивний шунт R_ш та обчислити величину його опору за заданим максимально можливим струмом у навантаженні І_мах.

2.Визначити потужність, яку будуть окремо споживати міліамперметр РА та шунт R при максимальному струмі навантаження І_мах.

3.Визначити сталу міліамперметра РА та ціну поділки його шкали як амперметра з шунтом, розрахованим на максимальний струм навантаження.

4.Визначити величину струму в навантаженні при заданому відхиленні покажчика на а_А поділок вимірювального приладу PA, а також показання цього приладу як міліампер метра.

5.Накреслити схему вимірів максимально можливої напруги на навантаженні U_Hmax вимірювальним приладом PV, ввімкненим в електричне коло через додатковий резистор Яд, та обчислити необхідну величину опору цього резистора.

Таблиця 2.1.   Передос- тання цифра Остання цифра шифру Ір_ном мА 7,5 Up ном мВ а_рном пд А 0;1 1,0 зо 6;2 1,5 7;3 2,0 5,0 8;4 2,5 4,0   9:5 3,5 8,0 а_А пд   U_max, в 0;5 1:6 10С 2;7 3:8 4;9   a_v ПД

Класи точності; вимірювального приладу, р = 1,0; резистивного шунта, q_ш = 0,2;

додаткового резистора, q_R = 0,5.

6. Обчислити найбільш можливу абсолютну похибку вимірів струму навантаження при заданому відхиленні покажчика на а _a поділок та визначити довірчий діапазон, в якому знаходиться дійсне значення виміряного струму навантаження.

7.Накреслити схему ввімкнення в електричне коло вимірювального приладу PV через додатковий резистор R_д та обчислити величину його опору за заданою максимально можливою напругою на навантаженііі U_max.

8.Виконати такі розрахунки для схеми вимірів напруги аналогічно п. 2.. .6.

приклад оформлення та розрахунку задачі

Вихідні дані за номером шифру 00.

1. Номінальний струм вимірювального приладу І_рНОМ = 5 мА.

2. Номінальна напруга вимірювального приладу U_pH0M =50 мВ.

3. Номінальне число поділок шкали приладу a_рНОМ =100 пд.

4. Максимально можливий струм навантаження І_mах = 150 А.

5. Показання приладу при вимірах струму а_А =65 пд

6. Максимально можлива напруга навантаження U_max =750 Вт.

7. Показання приладу при вимірах напруги a_v = 80 пд.

8. Клас точності вимірювального приладу р -1,0.

9. Клас точності шунта q_ш = 0,2.

10. Клас точності додаткового резистора q_R = 0,5.

порядок розрахунку

1.Накреслити схему ввімкнення в електричне коло вимірювального приладу РА з шунтом R_ш(рис. 2.1) та обчислити значення опору шунта за заданим струмом навантаження І_maх

2.Визначити потужність, яку будуть споживати окремо міліамперметр РА і шунт R_ш при максимальному струмі навантаження і_шах

де максимально можливий спад напруги

шунта.

R_ш

Рис.2.1 3.Визначити сталу міліамперметра РА та ціну поділки його шкали, як амперметра з шунтом:

4.Визначити величину струму навантаження при відхиленні покажчика приладу РА на а_А =65 пд

5.визначити показання приладу РА як міліамперметра, при тому ж відхиленні покажчика на

о

6.Обчислити найбільш можливу відносну похибку показання приладу РА, як міліамперметра при

7.Обчислити найбільш можливу відносну похибку вимірів струму навантаження при відхиленні покажчика на

де - найбільш можлива похибка за класом точності шунта.

8. Обчислити найбільш можливу абсолютну похибку вимірів струму навантаження при

9.Визначити довірчий діапазон, в якому знаходиться дійсне значення виміряного струму навантаження при

10.Накреслити схему ввімкнення в електричне коло вимірювального приладу PV з додатковим резистором R_д(рис. 2.2) та обчислити значення

опору цього резистора

11.Визначити потужність, яку будуть споживати окремо мілівольтметр PV і додатковий резистор R _ц при максимально можливій

напрузі навантаження U_max:

12.Визначити сталу мілівольтметра PV та ціну поділки його шкали як вольтметра задатковим резистором R_A:

13. Визначити величину напруги навантаження при відхиленні покажчика приладу PV на

14.Визначити показання приладу PV як мілівольтметра при тому ж відхиленні покажчика на

15.Обчислити найбільш можливу відносну похибку показання приладу PV, як мілівольтметра при

16.Обчислити найбільш можливу відносну похибку вимірів напруги навантаження при відхиленні покажчика приладу на

де - найбільш можлива похибка за класом

точності додаткового резистора.

17.Обчислити найбільш можливу абсолютну похибку вимірів напруги навантаження при a_v =80 пд

18. Визначити довірчий діапазон, в якому знаходиться дійсне значення виміряної напруги навантаження:

задача № з

розширення меж вимірів електромеханічних приладів у колах синусоїдного струму

зміст задачі

У даній задачі за показаннями чотирьох приладів (амперметра, вольтметра, фазометра та ватметра), які ввімкнені в високовольтне коло через два вимірювальні трансформатори (трансформатор струму ТС та трансформатор напруги ТН), визначити прямим та посереднім способом активну потужність навантаження, а також найбільш можливі відносні та абсолютні похибки вимірів за цими способами та зробити висновок, який з цих способів більш точний і з яких причин.

Вимірювальні трансформатори, які повинні використовуватись в задачі, мають такі паспортні дані.

Трансформатор струму типу УТТ - 5

1. Номінальний струм первинної обмотки I_ном = (15;50; 100; 150;200;300;600) А.

2. Номінальний струм вторинної обмотки I_2ном ⁼ (2,5р,0) а.

3. Номінальне навантаження трансформатора R_тс(ном) = (0,8; 0,6) Ом.

4. Клас точності трансформатора: при R_rc < 0,6; q_rc = 0,2;

при 0,6 < R_rc < 0,8; q_TC - 0,5.

Трансформатор напруги типу И510

І. Номінальна напруга первинної обмотки U__іном = (3,0; 6,0; 10; 15) кВ.

Номінальна напруга вторинної обмотки В.

Номінальна потужність навантаження трансформатора S_тн(ном) =(10;15;30) ВА.

Клас точності трансформатора: при

при при

Вимірювальні прилади, які повинні використовуватись в задачі, мають, такі паспортні дані.

Амперметр типу Э514/2

1. Номінальні струми l_AHOM =(2,5;5,0) А.

2. Номінальне число поділок сикали Ом. Активний опір котушок амперметра R _А = (0,012;0,005) Ом.

4. Клас точності амперметра р_А =0,5.

Вольтметр типу Э515/3.

1. Номінальні напруги U_vном = (75;150;300) В

2. Активний опір котушок R_v = (10;20;40) кОм.

3. Номінальне число поділок шкали а_VНОМ = 100 пд.

4. Клас точності вольтметра p_v = 0,5.

Фазометр типу Д5781.

1. Номінальні напруги паралельних котушок U_фН0М = (100; 127;220) В

2. Опір паралельних котушок R_ПР =(5,0;7,5;10) кОм.

3. Номінальні струми послідовних котушок І_фНОМ =(5,0:10) А.

4. Опір послідовних котушок R_фПС = (0,03;0,015) Ом.

5. Номінальне число поділок шкали а_фНОМ = ±45 пд.

6. Межі діапазонів шкали (-90...0... + 90) град.

7. Клас точності фазометра р_ф = 0,5.

Ватметр типу Д539.

1. Номінальна напруга паралельних котушок U_WНОМ = (75; 150;300) В.

2. Активний опір паралельних котушок R_WПР = (25;50; 100) кОм.

3. Номінальний струм послідовних котушок I_WНОМ =(2,5;5,0) А.

4. Активний опір послідовних котушок R_WПC =(0,03;0,015) Ом.

5. Номінальне число поділок шкали а_wном = 150 пд

6. Клас точності ватметра p_w = 0,5.

Вихідні дані Дпя розрахунку даної задачі наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1   Передостан­ ня цифра шифру Остання цифра шифру     кВ 2,4 5,6 8,5 2,8 5,0 9,2 14Д 8,8 9,5   0;5 I_ном, А 1;6   2; 7   3; 8   4; 9 a_A пд.   a_v пд.   пд. -20 -30 -15 -25 -40 L м

У таблиці L - відстань, на якій знаходяться вимірювальні прилади від вимірювальних трансформаторів.

З'єднувальний провід - мідний, діаметром d=1,5 мм, з питомим

опіром р = 0,0173 Ом-мм²/м.

порядок виконання задачі

1.Накреслити схему ввімкнення в однофазне високовольтне коло двох вимірювальних трансформаторів ТС та ТН.

2.Виконати розмітку затискачів первинних та вторинних обмоток ТС та ТН номінальними значеннями струмів та напруг, вибраних за їх паспортними данними відповідно до номінальних даних U_H0M та І_ном навантаження для своїх варіантів за шифром (див. табл. 3.1).

3.Ввімкнути за певними правилами на вторинні обмотки ТС та ТН чотири вимірювальні прилади: амперметр, фазометр, ватметр та вольтметр.

4.Викопати розмітку затискачів цих приладів номінальними значеннями струмів та напруг, вибраних за їх паспортними даними відповідно до номінальних даних, вибраних для трансформаторів ТС та ТН.

5.Виконати умови техніки безпеки для захисту обслуговуючого персоналу при ушкоджені ізоляції обмоток вимірювальних трансформаторів.

6. Написати умову допустимого навантаження вимірювальних трансформаторів та виконати перевірку цієї умови для вибраних ТС та ТН.

7. Визначити за показаннями трьох приладів: амперметра I_А, вольтметра U_v та фазометра Ф_ф - активну потужність Р_н споживача при заданих в табл. 3.1 відхиленнях покажчиків цих приладів а_А, а_v. а_ф в момент вимірів Р_н.

8.Визначити відхилення покажчика ватметра a_w в момент вимірювання потужності Р_н.

9.Визначити найбільш можливу відносну та абсолютну похибки вимірів потужності Р_н непрямим посереднім способом за показаннями трьох приладів: амперметра, вольтметра та фазометра, ввімкнених в електричне коло через вимірювальні трансформатори ТС та ТН.

10.Визначити найбільш можливу відносну та абсолютну похибки вимірів потужності Р_н прямим способом за показанням одного ватметра P_w, ввімкненого в електричне коло через вимірювальні трансформатори ТС та ТН.

11 .Зробити висновок, який із досліджуваних способів виміру більш точніший і з яких причин?

ПРИКЛАД ОФОРМЛЕННЯ ТА РОЗРАХУНКУ ЗАДАЧІ

Вихідні дані за номером шифру 00.

1. Номінальна напруга навантаження U _ном = 8,6кВ.

2. Номінальний струм навантаження І_НОМ = 480А.

3. Показання амперметра при вимірах а_А = 65пд.

4. Показання вольтметра при вимірах a_v = 90пд.

5. Показання фазометра при вимірах а_ф = -ЗОпд.

6. Відстань від приладів до трансформаторів L = 30м ,

7. 3^?еднувальний провід мідний діаметром d = 1,5 мм.

(Ом * мм^2)/м

8. Питомий опір проводу р = 0,0173 (Ом * мм^2)/м

порядок розрахунку

1. Схема ввімкнення в високовольтне коло вимірювальних приладів через вимірювальні трансформатори( рис. 3.1)

Рис. 3.1

2.Вибираємо за заданими номінальними величинами навантаження I_ном =480 А та U = 8,6кВ номінальні величини первинних обмоток вимірювальних трансформаторів ТС та ТН за їх паспортними даними:

для ТС I_июм = 600 А, для ТН U_1ном =10 кВ;

3.Вибираємо номінальні величини вимірювальних приладів: амперметра вольтметра U_уном =150В; фазометра: U_фном = 100 В; Iном =5 А; ватметра: U_WH0M = 150 В, [_ном = 5 А.

4.Вибираємо відповідно за номінальними величинами вимірювальних приладів номінальні значення вторинних обмоток вимірювальних трансформаторів:

для ТС I_2ном =5 А; для ТН U_2Н0М = 100В.

5.Визначаємо на схемі місця для заземлення вторинних обмоток ТС та ТН для захисту обслуговуючого персоналу на випадок ушкодження ізоляції обмоток вимірювальних трансформаторів.

6.Виконуємо перевірку умови допустимого навантаження вимірювального трансформатора струму, за якого на один трансформатор струму дозволяється вмикати послідовно декілька вимірювальних приладів, але так, щоб сумарний активний опір послідовних котушок цих приладів в сумі з опором з'єднувальних їх проводів з ТС не перевищував номінального навантаження трансформатора, що забезпечує нормальну його роботу та гарантує те, що його основна похибка не перевищить допустимих значень згідно з його класом точності, встановленого для цього навантаження:

де - сумарний активний опір послідовних котушок приладів

сумісно з опором з'єднувальних проводів Rпр,

де - опір проводів;

L = ЗО м, - відстань від приладів до трансформатора ТС;

- поперечний переріз проводу.

Таким чином, дане навантаження ТС не забезпечує умови для класу точності q_TC = 0,2, але для другої умови навантаження Rтс(НОМ)= 0,8 Ом при q_TC = 0,5 це навантаження цілком задовільне.

7. Виконуємо перевірку умови допустимого навантаження вимірювального трансформатора напруги за якою, на один трансформатор напруги дозволяється вмикати паралельно декілька вимірювальних приладів, але так, щоб сумарна повна потужність паралельних котушок цих приладів при номінальній напрузі ТН не перевищувала номінального значення повної потужності трансформатора ТН, що забезпечує нормальну його роботу та гарантує те, що його основна похибка не перевищить допустимих значень відповідно його класу точності, встановленого для ТН при цьому навантаженні.

де - сумарна повна потужність можливого навантаження

трансформатора ТН вимірювальними приладами;

Таким чином, дане навантаження ТН цілком задовольняє умову для класу точності q_TH = 0,1.

8.Визначаємо за показаннями амперметра струм навантаження споживача.

де /_А - показання амперметра С_А - ціна поділки амперметра,

а_А - показання амперметра в поділках, k_ном) - номінальний коефіцієнт трансформатора ТС.

9.Визначаємо за показаннями вольтметра напругу навантаження споживача

де Uv - показання вольтметра, =1,5-90 = 135 В;

C_v150

C_v - ціна поділки вольтметра =150/100= 1,5 В/пд;a_v - показання вольтметра в поділках, = 90 пд ^/(ному " номінальний коефіцієнт трансформатора ТН.

10.Визначаємо за показаннями фазометра кут зсуву фаз поміж напругою та струмом навантаження.

де С_ф - ціна поділки шкали фазометра, С_ф = 90/45= 2 град/пд; а_ф - показання фазометра в поділках, а_ф = -30 пд.

11.Визначаємо потужність навантаження непрямим посереднім способом за показаннями трьох приладів.

12.Визначаємо кількість поділок шкали, на які відхиляється покажчик ватметра при вимірах:

13.Визначаємо найбільш можливу відносну похибку вимірів струму навантаження.

де б_А(тах) - найбільш можлива похибка показання амперметра;

б тс max) = +-q тс ^{= +-}0,5% - найбільш можлива похибка ТС.

14.Визначаємо найбільш можливу відносну похибку вимірів напруги навантаження

= ±(0,556 +0,1) =±0,656%, де б_V(max) - найбільш можлива похибка показання вольтметра,

= ±0,1% - найбільш можлива похибка ТН.

15.Визначаємо найбільш можливу відносну похибку вимірів cosф_x

16.Визначаємо найбільш можливу відносну похибку вимірів активної потужності навантаження непрямим посереднім способом за показаннями трьох приладів

17.Визначаємо найбільш можливу абсолютну похибку вимірів активної потужності непрямим посереднім способом.

18.Визначаємо найбільш можливу відносну похибку вимірів активної потужності навантаження прямим способом за показанням одного ватметра

19. Визначаємо найбільш можливу абсолютну похибку вимірів активної потужності прямим способом за показаннями ватметра

задача № 4

виміри активної та реактивної потужності в колах трифазного струму

зміст задачі

У даній задачі необхідно визначити показання двох ватметрів, ввімкнених з згідно варіантом шифру в різно іменні лінійні проводи трифазного трипровідного кола з симетричним навантаженням, яке ввімкнене в трифазне коло згідно з варіантом «зіркою» або «трикутником». Довести, що алгебраїчна сума показань цих ватметрів дорівнює сумарній активній потужності трифазного навантаження, а різниця їх показань помножена па v/З дорівнює сумарній реактивній потужності цього навантаження.

Вихідні дані для розрахунку цієї задачі наведені в табл. 5.1.

Ватметри, які можна використовувати в задачі мають такі паспортні дані:

1. Номінальні напруги паралельних котушок U_wнom(150;300;600) В.

2. Номінальні струми послідовних котушок lw_HOM=(2,5;5;10) А.

3. Номінальне число поділок шкали a_WHOM=100пд.

9. Визначити найбільш можливу абсолютну похибку вимірів опору R_х непрямим способом

10. Визначити діапазон, у межах якого знаходиться дійсне значення вимірювального опору при вимірах непрямим способом:

4. Клас точності ватметра/р_wном=0,5.

Таблиця 4.1 S„ кВА Передостання цифра Остання цифра шифру 0; 5 0,9 6,0 6,5 1,5 4,0 5,8 1,2 1,9 6,5 1,8 1; 6 1.0 5,5 6,0 1,2 4,5 5,0 1,5 1,8 6,0 2,2 2; 7 1,5 5,0 5,5 0,6 5.0 4,5 1,0 1,7 5,5 2,8 3:8 2,0 4.5 5,0 0,4 5,5 4,0 0.8 1,6 5,0 3,0 4; 9 1,8 4,0 4.5 0.8 6,0 3,5 0,9 1,5 4,5 3,5 ф_ф,град -ЗО -60 -75 -90 U_ф.B Схема навантаження Δ   Δ Δ   λ λ   Δ   Лінійні проводи ввімкнення приладів АВ В,С СА A3 в,с СА AВ В,С СА АВ

порядок виконання задачі

1. Визначити за заданим варіантом значення лінійної напруги та лінійного струму кола.

2. Вибрати відповідно до лінійного струму та напруги кола номінального значення струму та напруги ватметрів згідно з їх паспортними даними та визиачити сталу ватметрів.

3. Скласти згідно з варіантом схему ввімкнення в трифазне електричне коло двох ватметрів в задані лінійні проводи та заданою схемою навантаження [2,с.404...408].

4. Показати у схемі всі фазні та лінійні електричні величини кола та номінальні значення приладів.

5. Побудувати векторну діаграму струмів та напруг електричного кола та виділити на ній струми та напруги, на які ввімкнені відповідні котушки ватметрів.

6. Визначити за векторною діаграмою кути зсуву фаз між струмами та відповідними напругами, на які ввімкнені котушки ватметрів.

7. Визначити за показаннями ватметрів активну та реактивну потужності навантаження.

8. Визначити дійсне значення активної та реактивної потужності та обчислити відносну похибку вимірів цих потужностей методом двох ватметрів.

9. Зробити висновок за результатами досліджень про доцільність

методу двох приладів для одночасних вимірів активної та реактивної потужності :симетричного навантаження.

10. Визначити найбільш можливі відносні похибки показань ватметрів з урахуванням їх класу точності та зробити висновок, від чого залежить їх величина.

ПРИКЛАД ОФОРМЛЕННЯ ТА РОЗРАХУНКУ ЗАДАЧІ

Вихідні дані за номером шифру 00.

1. Повна потужність навантаження S_H = 1,3 кВА

2. Фазовий кут навантаження ф_ф = -45 град.

3. Фазна напруга навантаження U_ф =220 В

4. Схема ввімкнення навантаження «трикутник».

5. Лінійні проводи ввімкнення ватметрів С, А.

ПОРЯДОК РОЗРАХУНКУ

1. Визначаємо лінійну напругу кола

2. Визначаємо лінійний струм кола

3. Вибираємо за паспортними даними ватметра номінальні струм та напругу ватметрів:

4. Визначаємо ціну поділки ватметрів:

5. Складаємо згідно з варіантом схему ввімкнення в трифазне електричне коло двох ватметрів у лінійні проводи С та А та навантаження за схемою трикутника.

6. Складаємо за першим законом Кірхгофа рівняння для вузлових точок а, в, с:-

7. Будуємо векторну діаграму струмів та напруг електричного кола та виділяємо на ній струми та напруги, на які ввімкнені котушки ватметрів, а також визначаємо кути зсуву фаз поміж цими струмами та відповідними напругами:-

Рис.5.2

8. Визначаємо показання ватметрів:

9. Визначаємо показання ватметрів у поділках:

10. Визначаємо за показанням ватметрів активну потужність навантаження

11. Визначаємо за показаннями ватметрів реактивну потужність навантаження

12. Визначаємо дійсне значення активної та реактивної потужності навантаження:

13. Визначаємо відносні похибки вимірів активної та реактивної потужності навантаження за показаннями двох приладів.

14. Висновок. При симетричному навантаженні трифазного трипровідного кола достатньо двох ватметрів для виконання одночасних вимірів як активної, так і реактивної потужностей за одними і тими ж показаннями приладів без їх перемикання.

При цьому відносна похибка вимірів за цим методом складає не більше 1%.

15. Визначаємо найбільш можливі відносні похибки показань ватметрів:

Pw Pw " клас точності ватметрів.

16. Таким чином, чим ближче показання ватметра P_w до його номінального значення Р_w_НОМ), тим менша відносна похибка показань приладу.

Література

1. Электрические измерения электрических и неэлектрических величин. Под ред. Е.С. Полищука. – К.: Высшая школа. 1984, 359 с.

2. Основы метрологии и электрические измерения. Под ред. Е.М. Душина. – Л.: Энергоатомиздат. 1987, 480 с.

3. Электрические измерения. Учебник для вузов. Байда Л.И., Добровольский Н.С., Душин Е.М. и др. Под ред. А.В. Фремке и Е.М. Душина, - 5-е изд. Переработанное и дополненное. – Л.: Энергия. 1980, 392 с.

4. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы /аналоговые и цифровые/ - К.: Высшая школа. Главное издательство. 1986, 504 с.

5. Э.Г. Атамалян. Приборы и методы измерения электрических величин. – М.: Высшая школа. 1982, 403 с.

6. Метрологія та вимірювальна техніка. За редакцією Є. Поліщука. – Львів: Бескід Біт. 2003, 320 с.