Методические указания к решению задач
Задача 1. При выборе измерительных приборов следует учитывать, что погрешность измерения сопротивления по схеме 1 зависит не только от основных погрешностей вольтметра и амперметра, но и от входных сопротивлений вольтметра и амперметра (методическая погрешность). Необходимо знать погрешности косвенных измерений, нормирование основных погрешностей стрелочных и цифровых приборов. Следует учитывать, что дополнительная погрешность всех приборов не должна превышать половины от основной погрешности при изменении температуры на 10°С. С учетом всех погрешностей погрешность измерения сопротивления:
ΔRX = ΔA+ΔV+ +ΔM+ΔA'+ΔV',
где ΔV, ΔA – основная погрешность приборов;
ΔV', ΔA' – дополнительные погрешности приборов;
ΔM – методическая погрешность.
Основная погрешность цифровых приборов в общем виде нормируется формулой:
,
Где , , .
- относительная погрешность чувствительности (мультипликативная погрешность),
- относительная погрешность смешения нулевого уровня (аддитивная погрешность),
КТ = c / d – класс точности прибора,
Х - измеряемая величина,
Хн - номинальное значение измеряемой величины (равно максимальной измеряемой величине на данном пределе).
Более подробно с погрешностями измерений и нормированием погрешностей измерительных приборов можно познакомиться в рекомендуемой литературе ([1], [3]).
Задача 2. При решении п.1 данной задачи следует учитывать, что класс точности прибора определяется основными погрешностями измерительного механизма (аддитивная погрешность) и дополнительный сопротивлений (мультипликативная погрешность). При построении графика абсолютной и относительной погрешностей для полного диапазона измеряемых напряжений необходимо знать нормирование основной погрешности для стрелочных приборов - см. методические указания к задаче 1 и рекомендуемую литературу ([5]). .
Для исключения погрешности от нестабильности источника питания рассчитать дополнительные регулируемые сопротивления и включить их в схему прибора ([1]).
При решении п. 2 данной задачи необходимо учитывать, что приборы магнитоэлектрической системы реагируют на постоянную составляющую тока, электродинамической системы - на действующее значение тока, а приборы детекторной (выпрямительной) системы - на среднее по модулю значение тока. Следует учесть также, что градуирование прибора производится в действующих значениях синусоидального тока, поэтому угол поворота подвижной части прибора необходимо выразить в зависимости от действующего значения тока ([1], [4]).
Задача 3. При решении этой задачи необходимо в соответствии с заданием своего варианта начертить схему включения ваттметров в трехпроводную цепь. Привести доказательство, что активная мощность в трехфазной цепи может быть измерена двумя ваттметрами. Определив токи и напряжения, под действием которых находятся последовательные и параллельные обмотки ваттметров, необходимо проиллюстрировать решение векторно-топографической диаграммой.
Более подробно с методами измерения активной мощности в цепях трехфазного тока можно ознакомиться в рекомендуемой литературе ([1], [2]).
Задача 4. Весь необходимый теоретический материал, а также формулы для решения этой задачи могут быть подучены из рекомендуемой литературы ([1], [2]).
Необходимо обратить внимание на то, что обозначение каждой из величин на схеме, в тексте в формулах, а также на векторной диаграмме должно быть одинаковым.
Задача 5. В большинстве случаев магнитные величины измеряют косвенным методом. К числу широко распространенных магнитных измерений относится, и определение потерь в стали ваттметровым методом. Этот метод основан на том, что ваттметр, включенный по схеме рис.7 или рис.8, измеряет сумму мощности, затрачиваемой на покрытие потерь в стали, и мощности, потребляемой вторичной катушкой трансформатора и электроизмерительными приборами.
В общем случае потери, а стали определяются по формуле
где Р -показание ваттметра;
–мощность потерь в активном сопротивлении катушки транс форматора;
– мощность потерь в сопротивлении обмотки вольтметра,
- мощность потерь в сопротивлении параллельной обмотки ваттметра;
– мощность потерь в сопротивлении последовательной обмотки ваттметра;
U - показание вольтметра;
J - показание амперметра;
– мощность потерь в сопротивлении обмотки амперметра.
При решении этой задачи в формуле для определения потерь в стали мощность потерь в обмотке отдельных приборов не должна учитываться. Это обстоятельство зависит от схемы включения приборов - рис. 7 или рис. 8. Так, например, по схеме рис. 8 не следует учитывать мощность потерь в обмотке амперметра.
Более подробно с методами и приборами для магнитных измерений можно ознакомиться в рекомендуемой литературе ([1]).
Рекомендуемая литература
1. Основы метрологии и электрические измерения/ Под ред. Е. М. Душина. Л.: Энергоатомиздат, 1987
2. Электрические измерения: Учебное пособие для вузов/ Под ред. В.Н. Малиновского. М.: Энергоатомиздат, 1985
3. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. - Л.: Энергоатомиздат, 1985
4. Измерение электрических и неэлектрических величин /Под ред. Е. Н. Евтихеева. - М.: Энергоатомиздат, 1990
5. Евстигнеева М.Л. Метрология и информационно-измерительные системы. – Н.Новгород: ВГАВТ, 2000