Курсовая работа: Измерения

Вариант 6

Содержание

Погрешности измерений 2

Задача 1 2

Задача 2 2

Задача 3 3

Измерение токов. Шунты 3

Задача 4 3

Потери мощности при измерениях 4

Задача 5 4

Параллельное включение приборов 5

Задача 6 5

Изменение пределов измерения амперметра с помощью шунта 6

Задача 7 6

Расширение пределов измерения прибора 8

Задача 8 8

Погрешности измерения в реальных схемах 9

Задача 9 9

Проверка правильности подключения прибора 10

Задача 10 10

Измерения в трехфазной цепи 12

Задача 11 12

Измерения при учете электроэнергии в однофазной сети 12

Задача 12 12

Измерения при учете электроэнергии в трехфазной сети 13

Задача 13 13

Измерение мощности в сети при несимметричной нагрузке 14

Задача 14 14

Выбор схемы измерения по величине систематической погрешности 16

Задача 15 16

Измерения четырехплечным измерительным мостом 18

Задача 16 18

Определение места пробоя кабеля средствами измерения 20

Задача 17 20

Изменения сопротивления изоляции 22

Задача 18 22

Контроль изоляции трехфазной сети 24

Задача 19 24

Косвенное измерение температуры 26

Задача 20 26

Косвенное измерение взаимной индуктивности 27

Задача 21 27

Прямое измерение температуры 29

Задача 22 29

Список литеатуры 31

Погрешности измерений

Задача 1

При измерении тока было получено значение, тогда как действительное его значение было . Определить абсолютную и относительную погрешности измерения.

Задача 2

Чтобы измерить э.д.с. генератора, к его зажимам при холостом ходе присоединили вольтметр, сопротивление которого =2750 Ом. Внутреннее сопротивление генератора =1,2 Ом. (Определить относительную погрешность, если показание вольтметра принимается равным э.д.с. генератора).

Задача 3

Номинальный ток амперметра равен . Класс точности его . Определить наибольшую возможную абсолютную погрешность прибора.

Измерение токов. Шунты

Задача 4

Номинальный ток амперметра , сопротивление =0,0025 Ом. Какой ток проходит в цепи, если амперметр, зашунтированный сопротивлением =0,019 Ом, показывает ?

Потери мощности при измерениях

Задача 5

Через амперметр, номинальный ток которого и сопротивление =0,12 Ом, проходит ток =5,0 А; вольтметр, номинальное напряжение которого =150,0 В и сопротивление =6500 Ом, включен на напряжение =120,0 В. Определить потери мощности в этих приборах.

Параллельное включение приборов

Задача 6

Ток в цепи по мере присоединения к ней приемников энергии стал больше номинального тока амперметра , внутреннее сопротивление которого . Тогда было решено измерять ток в цепи двумя параллельно включенными амперметрами (рис. 1), причем номинальный ток второго амперметра и внутреннее сопротивление . Определить показания амперметров при измерении суммарного тока .

Изменение пределов измерения амперметра с помощью шунта

Задача 7

Определить сопротивление шунта для магнитоэлектрического измерительного механизма, номинальный ток которого и сопротивление , если шунтирующий множитель (рис. 2).

Расширение пределов измерения прибора

Задача 8

Многопредельный вольтметр имеет четыре предела измерения: 1, 5, 25 и 120 В (рис. 3). Наибольший допустимый (номинальный) ток прибора . Определить добавочные сопротивления , , , , включенные последовательно с прибором, если сопротивление вольтметра без этих сопротивлений .

Погрешности измерения в реальных схемах

Задача 9

Два пассивных приемника энергии, сопротивления которых и , соединены последовательно и включены на напряжение =110 В. Можно ли получить правильные значения напряжений на этих приемниках путем присоединения к их зажимам вольтметра, сопротивление которого равно 1000 Ом?

Проверка правильности подключения прибора

Задача 10

На рис. 4 приведена неправильная схема включения параллельной цепи ваттметра. Определить разность потенциалов между генераторными зажимами обмоток (помечены звездочками), если номинальный ток параллельной цепи ваттметра = 30 мА, сопротивление параллельной обмотки и сопротивление внутри прибора =1500 Ом, напряжение сети . Прибор рассчитан на напряжение =400 В.

Измерения в трехфазной цепи

Задача 11

Измерение мощности трехфазного электродвигателя при испытании было выполнено по схеме для равномерной нагрузки фаз и доступной нулевой точке. Показание однофазного ваттметра было при этом 350 Вт, показание амперметра 4,5 А, а показание вольтметра, включенного на линейное напряжение, 380 В. Определить мощность электродвигателя в данном режиме и коэффициент мощности в месте потребления электрической энергии.

Измерения при учете электроэнергии в однофазной сети

Задача 12

На крышке кожуха индукционного однофазного счетчика электроэнергии имеется надпись:. При нагрузке в виде электрических ламп, суммарный ток которых 2,25 А при напряжении 180 В, диск сделал 59 оборотов за 120 с.

Определить номинальную и действительную постоянные счетчика, а также его абсолютную и относительную погрешности.

Измерения при учете электроэнергии в трехфазной сети

Задача 13

К схеме с двумя ваттметрами (рис. 5) присоединили в качестве нагрузки взамен ламп и электродвигателя три одинаковых емкостных батареи, включенные треугольником, причем токи в линейных проводах составили 2,3 А при линейных напряжениях .

Определить показания ваттметров.

Рис. 5. Включение ваттметров в трехфазную цепь

Измерение мощности в сети при несимметричной нагрузке

Задача 14

Для измерения активной мощности в трехпроводной трехфазной цепи служат два однофазных ваттметра, включенных по схеме рис. 5. При включении только ламп показания приборов были:,, , . После присоединения трехфазного электродвигателя показания тех же приборов стали: , , , . Определить активную мощность цепи в обоих случаях и тангенс угла сдвига фаз.

Выбор схемы измерения по величине систематической погрешности

Задача 15

Сопротивление электрической лампы мощностью =60 Вт для номинального напряжения 110 В следует измерить по методу вольтметра – амперметра. Применяемые приборы имеют следующие данные: вольтметр , , амперметр , . Напряжение сети =110 В. Какую из двух возможных схем измерения следует применить, если пользоваться при определении сопротивления
формулой ?

Измерения четырехплечным измерительным мостом

Задача 16

В схеме четырехплечного измерительного моста (рис. 7) линия АС изображает калиброванную проволоку длиной с движком Д. В два других плеча схемы включены известное сопротивление и искомое сопротивление х.

Требуется:

1. Определить сопротивление х, если при равновесии моста .

2. Определить расстояние от точки А до движка Д при равновесии моста в том случае, если бы измерение сопротивления х производилось при .

3. Доказать, что при неплотном контакте, допущенном в случае присоединения к схеме искомого сопротивления х, оно не может быть измерено (мост не уравновешивается при положении движка, обеспечивающем достаточную точность измерения).

4. Показать, какое изменение в расчетной формуле вызывает перемена местами r и х.

Определение места пробоя кабеля средствами измерения

Задача 17

Чтобы определить место пробоя между жилой и броней кабеля (т. е. землей), приемник энергии на конце кабеля отключили и замкнули накоротко концы исправной и поврежденной жил кабеля. Два других конца на входе в кабельную линию присоединили к калиброванной проволоке мостика, в результате чего получился замкнутый контур (рис. 8). Два плеча моста образовали части калиброванной проволоки длиной 100 см. Два других – части петли линии между точкой пробоя и зажимами проволоки и . Батарея включена между движком калиброванной проволоки и землей; тем самым второй зажим батареи соединен с точкой пробоя изоляции между жилой и броней (диагональ в схеме моста). Гальванометр включен между жилами кабеля на входе и образует вторую диагональ в схеме. Равновесие моста получили при длине (части проволоки) АД = 40 см. Определить расстояние от входа в кабельную линию до места пробоя, если длина кабеля = 100 м.

Изменения сопротивления изоляции

Задача 18

Сопротивление изоляции проводов установки постоянного тока относительно земли определяют, не отключая напряжения. С этой целью между проводами установки вольтметром измеряют напряжение U сети и напряжения U_А, U_В соответственно между проводами А, В и землей (рис. 9). Сопротивление вольтметра при этом известно: . Показания вольтметра при выполнении измерения: , , . Определить сопротивления изоляции проводов относительно земли.

Контроль изоляции трехфазной сети

Задача 19

Контроль изоляции трехфазной сети производится при помощи трех вольтметров, включенных соответственно между проводами А, В, С и землей (рис. 10а). Показания вольтметров соответственно равны: , . Определить соотношение сопротивлений изоляции проводов относительно земли, если линейное напряжение трехфазной сети равно 340 В.

Косвенное измерение температуры

Задача 20

Для измерения температуры масла трансформатора в бак погружено сопротивление , служащее одним из плеч проволочного моста, известное сопротивление которого r=150 Ом (рис. 11). В начале работы при температуре равновесие моста достигалось при положении движка Д, образующем длины и . После прогревания масла для уравновешивания моста движок был передвинут вправо на 3 см. Определить температуру масла, если сопротивление изготовлено из меди (температурный коэффициент меди ).

Косвенное измерение взаимной индуктивности

Задача 21

Для измерения взаимной индуктивности двух индуктивно связанных катушек применена схема, изображенная на рис. 12. При показании I_а амперметра 6 А, показание U_в вольтметра было 1,57 В. Определить взаимную индуктивность катушек, если частота =60 Гц и приложенное напряжение синусоидально.

Прямое измерение температуры

Задача 22

Для термопары железо-константан – удельная термо-э.д.с. равна. Образовали неразветвленную цепь из этой термопары, магнитоэлектрического гальванометра, имеющего постоянную деление и сопротивление , и соединительных медных проводов с площадью поперечного сечения при длине линии . Удельное сопротивление меди принять равным .

При погружении спая металла в дымоход, а противоположной точки цепи – в термостат, температура которого , стрелка измерителя отклонилась на n=215 делений (рис. 13). Определить температуру газов в этом месте дымохода, пренебрегая сопротивлением плеч термопары.