Герасимов В.Г. (ред). - Электрические измерения и основы электроники (1998) (529641), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Активная энергия, измеренная счетчиком, И' = С Х= 3000-200 = 600 кВт. с. Здесь С =3600 . 1000/1200 = 3000 Вт . с/об. Ответ Активная мощность прием ника Р=% й = 6001(10 60)= 1 кВт. сч Задача 1.19~. Определить активную мощность трехфазного симметричного приемника по показаниям двух ваттметров Р! и Р2 с учетом погрешности, если измерения проводились прибором с Р =500 ном Вт и класса точности 1,0; 0,5; 1,5; 2,5. Рис.1.34.
К задаче 1.1$ 40 Рис.! 35. К задаче !.20 Табл ица1.7 Задача 1.20. Определить показания ваттметров в схеме рис. 1,35, если Ф У =(6 — у 8) Ом, У= 380 В, Сравнить с активной мощностью приемника, Ответ: Р„=3,01 кВт; Р =23,00 кВт; Р = Р„+Р = 26 кВт; Р =26 кВт. Задача 1.21. Для определения мощности участка цепи с активным сопротивлением были измерены; напряжение 125  — измерительным прибором класса 1,5 с пределом измерения 150 В, а также сопротивление 20 Ом — измерительным мостом, погрешность измерения которым составляет б„= +0,2%.
Определить мощность, абсолютную и относительную погрешности. Ответ: Р = 781 Вт; Л = + 29,7 Вт„6 = + 3,8%. Задача 1,22. Определить наибольшую возможную относительную погрешность при измерении электрической энергии ваттметром (К=0,5; Р = 750 Вт), если время 2 мин было измерено с максимальной погрешностью Л 1 = + 2 с, а показание ваттметра в течение указанного промемакс жутка времени было 200 Вт. Ответ: Ь = 3,6%.
1,6. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Как известно, к параметрам электрических цепей относятся сопротивление А, емкость С, индуктивность Л, взаимная индуктивность М Для измерения значений этих величин используют разнообразные методы прямого и косвенного измерения. Измерение электрического сопротивления постоянному току. Электрические сопротивления катушек, резисторов и других элементов постоянному току можно условно разделить на малые (до 1 Ом), средние 41 (1 — 107 Ом) и большие (свыше 10 МОм). Для измерения малых сопротивлений применяют метод амперметра — вольтметра и двойные мосты постоянного тока. Наиболее часто в практике встречаются устройства, обладающие средними сопротивлениями, для измерения которых применяют метод амперметра — вольтметра, омметры, одинарные мосты (неавтоматические с ручным уравновешиванием и автоматические) и различные компенсационные методы.
Для измерения больших сопротивлений используют мегаомметры и тераом метры. Метод амперметра — вольтметра(см.рис.1.25) является наиболее простым косвенным методом измерения малых и средних сопротивлений Я. Схему рис. 1.25,а рекомендуется применять при измерении м а л ы х сопротивлений, так как в этом случае ток 1 = 1 ввиду того, что вольтметр, как правило, обладает большим 4 А сопротивлением и ток 1, (с 1 .
Схему рис. 1.25,б лучше применять Г й' при измерении с р е д н и х сопротивлений, так как в этом случае напряжение (/,= (/ ввиду того, что амперметр обладает малым сопротивлением и напряжением (г <с (' . Измеренное сопротивление А л' Й определяют по показаниям вольтметра ГГ и амперметра У для вэм обеи~ схем из соотношения (1.33) Однако вследствие влияния внутренних сопротивлений приборов измерение методом амперметра вольтметра сопряжено с методической погрешностью: сопротивление Л, вычисленное из (1.33), бувзм' дет отлично от его фактического значения Я [см.(1.21) и (1.22)]. Т При точных измерениях необходимо знать внутреннис сопротивления приборов и вносить соответствующие поправки в результат измерения. Погрешность не превысит 1 "о, если для схемы рис.
1.25,п выбрать вольтметр с сопротивлением Я, >100 й и для схемы Г рис.1.25.6 амперметр с сопротивлением Я <0„01 А . л ! г'- Л, б) ~г Рис 1 36 Элекгрическая схема (а) и цмяала (б) омметра, устройство магнитоэлек~рическо~ о ло~омеэра (в) О м м с т р представляет собой прибор. предназначенный для прямого измерения сопротивления. На рис 1 ЗГ>.а приведена схема одного из типов омметров. Он состоит из магнитоэлсктрического измерительного ме~анизма, шкала которого проградуирована в омах ( Ы ), источника питания с напряжением Г, добавочного резистора й и имеет выходные зажимы АВ, к которым присоединяют объект с измеряемым сопротивлением й .
Ток в цепи измерителя 1 = Г1(й . й ' й ), (где й .й, й сопротивления добавочного резистора. измерителя и измеряемого объекта соответственно. Угол отклонения стрелки ~х = Л; 1 = Л', Г ! й+К +К' д и х (1. 3Л) 43 где 5, — чувствительность измерителя по току. При разомкнутых зажимах АВ (й = о) угол отклонения и = !). при закороченных зажимах АВ (К =(!) угол отклонения кх максимальный, поэл тому шкала у этого омметра обратная — нулевая отметка расположена не слева.
как обычно, а справа (рис.1.36,б). Омметры удобны в практике, но имеют большую погрешность (класс точности 2,5) из-за неравномерности шкалы и нестабильности напряжения источника питания (батарея гальванических элементов) Для устранения послсднсго недостатка в оммстрах используют логомстричсский измерительный механизм. Устройство магнитоэлектричсского логомстра показано на рис ! зб в. Угол отклонения подвижной часзи логомстра зависит от отношения двух токов 1 и 1,.
Конструктивно его измерительный механизм отли гнется от 1 Рассмотренных магнитоэлсктричсских измерительных механизмов следующими особенностями: имеет две жестко скрепленные между собой подвижные рамки: не имеет устройства для создания противодействующего момента (пружинок): магнитное поле. создавасмос постоянным магнитом в воздушном зазоре, нсравномсрнос. Токи в рамках 1 и 1, подво- 1 дятся по безмоментным проводникам. В рамках создаются противоположно направлснныс моменты' один из них стремится повсрну ть рамку в одном направлении к)1 = с1 В (<к ); друтой — в противоположном навр ~ ! правлении А1 = с,1,В,(а ). При равенстве этих моментов .!.1 =.И или пр 12 1) !!) с 1,В ((х)= С,1,В. ((х), т.с.
1,11„=с,В (и )/В ((х ) или (х = 1'(1 11 ) Угол поворота подвижнои части логометра пропорционален отношению токов в рамках. В качестве примера ниже рассмотрен такой омметр, используемый для измерения больших сопротивлений М е г а о м м е т р (рис.1.37) представляет собой омметр. предна ~наченный для измерения больших сопротивлений (до 1()'" Оч) Он состоит из логометрического измерительного механизма и небольшого генератора Рис ! 37 Электрическая схема мегаомметра Рис ! .38.
Электрическая схема измерительного моста постоянного напряжения 500 и 1000 В, приводимого в действие рукой. Для устранения утечек тока отдельные элементы прибора экранированы, экраны присоединены к специальному зажиму Э (экран). Для измерения сопротивлений, превышающих 109 Ом, используют электронные приборы, называемые тераомметрами. Рассмотрим мостовой метод из м ерен и я.
Измерительное устройство, выполненное по мостовой схеме (рис.1.38) и позволяющее измерять электрическое сопротивление методом сравнения, называют измерительным мостом. Разновидностями мостов постоянного тока являются одинарные (четырехплечие) и двойные (шестиплечие) мосты как уравновешенные, так и неуравновешенные. Мосты выполняются с ручным и автоматическим уравновешиванием. Наиболее широкое применение имеют одинарные уравновешенные мосты. На рис. 1.Зо представлена электрическая схема одинирного моста постоянного тока, содержащая четыре плеча и две диагонали.
В одно плечо моста включается объект с измеряемым сопротивлением А, а три х' других плеча образованы резисторами с сопротивлениями Л,Я и Я . В одну диагональ моста (между узлами а и в) включается источник питания с ЭДС Е, а в другую (узлы с и ф — нулевой индикатор НИ, играющий в цепи моста роль указателя равновесия моста. Когда потенциалы точек с и д моста равны между собой, ток в нулевом индикаторе У =О.
Мост в этом ни режиме находится в состоянии равновесия, т.е. признаком равновесия моста является нулевое отклонение указателя НИ. При этом справедливы соотношения1 =1, У =У, А 1 =Я 1, А 1 =Я 7. Разделив почленно два по- 1 2' 3 4' 1 ) ЗЗ' '2 4г4 следних уравнения друг на друга и учтя равенства токов, получим Я,И =ЛЯ откуда получаем уравнение равновесия моста: 44 Ях 4 2 3' (1.35) Произведения сопротивлений элементов, включенных в противоположные плечи уравновешенного моста, равны друг другу.
Добившись равновесия моста путем рс улирования сопротивлений резисторов в плечах, записывают их значения и вычисляют искомое значение сопротивления А: х 2 3 4' (1.36) Плечо Я называют плечом сравнения, а плечи А и Я вЂ” плечами отношения. Одинарный мост служит для измерений только средних сопротивлений, малые и большие сопротивления измерять им не рекомендуется. Нижний предел (единицы ом) измерения моста ограничен влиянием сопротивлений соединительных проводов и переходных контактов, которые неизбежно включаются в плечо ас последовательно с измеряемым объектом Я .
Верхний предел (! О МОм) измерения моста х ограничен шунтирующим действием токов утечки. Для измерения малых сопротивлений служат двойные мосты, для измерения сопротивлений в диапазоне !Π— 10 Ом — специальные 9 !6 мосты. Кроме мостов с ручным уравновешиванием, в измерениях применяют основанные на том же принципе автоматические аналоговые или цифровые мосты. Они позволяют непрерывно следить за изменениями измеряемого параметра и даже осуществлять его регулирование (см. 9 8.1). К о м п е н с а ц и о н н ы й м е т о д измерения позволяет измерять малые и средние сопротивления с наивысшей точностью.
На рис.1.39 приведена схема измерительной цепи, включающая потенциометр постоянного тока (см. 9 1.4), переключатель на две позиции, образцовый резистор Яо, источник питания Е и объект с измеряемым сопротивлением Я . Проводя измерения при двух полх' ожениях переключателя и одном и том же значении тока в элементах 1 Рис ! З9 Электрическая схема измерения сопротивлений компе4есационным методом К и А (1 = сопв!), определяют Г =Я 1 и с/ =1еО1. Искомое значе- О х и! х п2 О ние сопротивления вычисляют из выражения (1.37) Измерение индуктивности, взаимной индуктивности и емкости.
Для измерения индуктивности 1., взаимной индуктивности М и емкости С применяют приборы непосредственной оценки и приборы сравнения. Индуктивность 1. катушки как пассивного двухполюсника определяют косвенным методом с помощью амперметра, вольтметра и ваттметра или резонансным методом. При более точных измерениях пользуются мостовым методом. Взаимную индуктивность М проще всего определить индукционным методом, ее можно измерить и с помощью моста. Емкость С измеряют методами непосредственной оценки или методами сравнения.
Рассмотрим некоторые из этих методов, наиболее распространенные на практике: сначала методы непосредственной оценки, а затем методы сравнения М ет од а м п ер м е тра — в о л ь т м етр а — ватт м е тр а (рис.1 40) удобен и доступен для практики при определении параметров пассивных двухполюсников переменного тока промышленной частоты. Результаты измерений действующих значений тока 1, напряжения У и активной мощности Р позволяют вычислить полное сопротивление яву«пилюли икя У = бУУУ, активное сопротивление К =РУУ, ревк- х тинное сопротивление Х = ъ Л -Я .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
