Задания при подготовке к работе и ее выполнении

Лабораторная работа № 4

ЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Цель работы:изучить функциональную и принципиальную схемы электронного счетчи­ка электрической энергии и исследовать в нем физические процессы.

Задания при подготовке к работе и ее выполнении

1. Разобраться с принципом действия электронного счетчика активной энергии и исследовать в нем физические процессы.

2. Используя нижеприведенные формулы, рассчитать частоту импульсов генератора ШИМ в импульсном перемножающем устройстве (ИПУ) счетчика, а также частоту импульсного интегратора (ИИ) и выяснить, от чего эти частоты зависят.

В лабораторном стенде (см. фотографию стенда и схему рис. 1) используется экспериментальный макет данного счетчика. На основании параметров схемы при подготовке к работе рассчитать частоту генератора треугольных импульсов в первом функциональном узле счетчика – импульсном перемножающем устройстве (ИПУ), используя следующую формулу:

f = R3 / (4 R1 C1 R2),

где R1 = 12 кОм; R2 = 3 кОм; R3 = 30 кОм; С1 = 0,022 мкФ.

Затем при установленных значениях напряжений в функциональных узлах счетчика рассчитать частоту второго узла счетчика – импульсного интегратора (ИИ), соответствующую потребляемой счетчиком энергии за 1 час. Для этого используйте нижеследующие формулы:

fи = 26,1 U1(Гц);

W(Вт час) = fи / 3,6.

Напряжение U1, соответствующее потребляемому току в заданной нагрузке, следует взять из нижеследующей таблицы.

Таблица вариантов бригад

№ бригады
U1, В	1; 2; 4,5; 5; 10	3; 4; 5,5; 7,5; 10	1,5; 2,5; 3,5; 4,75; 7	0,5; 2,5; 3; 3,5; 4	0,75; 1,5; 3; 4,5; 5	1; 2; 3; 4; 5

3. Исследовать процессы в ИПУ и ИИ с помощью осциллографа и частото­мера.

4. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

Выполнение работы:

Дано: R1=12кОм, R2=3кОм, R3=30кОм, C1=0,022кмФ, U=1, 2, 4.5, 5,10В

Решение:

f = R3 / (4 R1 C1 R2)

f=30*1000/(4*12*1000*3*1000*0,022*10^-6 )=9470 Гц

fи = 26,1 U1(Гц)

fи1=26,1*1=26,1

fи2=26,1*2=53,22

fи3=26,1*4,5=119,75

fи4=26,1*5=133,05

fи5=26,1*10=261

W = fи / 3,6 (Вт *час)

W1=26,1/3,6=7,39

W2=53,22/3,6=14,78

W3=119,75/3,6=33,26

W4=133,05/3,6=36,96

W5=261/3,6=73,92

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Лабораторная работа№4

«Электронный счетчик электрической энергии»

Проверил: Тихонов.А.И

Выполнили: Ст.гр Эр-211

Бабкова.О.Г

Веймер.Т.В

Зыянова.Д.О

Коломеец.Н.А

Соколова.О.А

Рис. 2. Функциональная схема счетчика:

DА1 – интегратор; DА2 – триггер Шмитта; DА3 – компаратор; DА4 – инвертор;
DD1, DD2 – электронные ключи; DА5.1 – повторитель; DА5.2 – инвертор;
DА5.3 – инвертирующий интегратор; DА5.4 – инвертирующий триггер Шмитта;
ФНЧ – фильтр нижних частот

Контрольные вопросы

1.Из каких трех функциональных узлов состоит электронный счетчик?

1) импульсного перемножающего устройства (ИЛУ);

2) импульсного интегратора (ИИ);

3) регистрирующего устройства (частотомера).

2. Какие два основных узла включает в себя Импульсно-перемножающее устройство (ИПУ)

ИПУ включает в себя два основных узла: широтно-импульсный модулятор (ШИМ) и амплитудно-импульсный модулятор (АИМ).