Оценка инструментальной погрешности прямых и косвенных измерений параметров режима и схемы замещения пассивного двухполюсника. Осциллографирование сигналов тока и напряжения, мгновенной мощности

Страницы работы

8 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Министерство образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Задание  №3.

Метрология.
 
 


По дисциплине  ____________________________________________________________

__________________________________________________________________________

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Оценка инструментальной погрешности прямых и косвенных измерений параметров режима и схемы замещения пассивного двухполюсника. Осциллографирование сигналов тока и напряжения, мгновенной мощности.

 
 


Тема:_____________________________________________________________________

          _____________________________________________________________________

          _____________________________________________________________________

 ЭР-01-1

 

Соболев С.А.

 
 


Автор: студент гр.   _______        ____________________                      / _____________  /                                                                                   (подпись)                                                         (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА:     _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

профессор

 

 Шонин О. Б.

 
 


Руководитель работы     ________     ________________                      /________________/

                                                 (должность)                      (подпись)                                                                         (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2003 год


Режим работы однофазного приемника (рис.1) определяется с помощью приборов. По результатам прямых измерений определить полную S=UI и реактивную мощность , коэффици­ент мощности c=cosj=Р/S , потерю мощности Р1,2=P1-P2, КПД линии h12, потерю напряжения U1,2=U1-U2, падение напря­жения Uл = U1,2/ cosj1, и сопротивление линии Rл=Uл/Iл. Определить параметры R, C, L последовательной  и параллельной схемы замещения . Частота сети f = 50 Гц, напряжение источника U1=100 В. Построить векторную диаграмму.

Рисунок 1. Схема включения приборов для измерения параметров режима приёмника.

Оценить погрешность прямых измерений по классу точности γ и номинальным значениям приборов UH, IH, РH. Класс точности нормируется по приведенной погрешности, например, γ = |ΔU|/UH*100%, где ΔU – абсолютная погрешность. Относительная погрешность определяется формулой δ = γUH/U. Определить рабо­чий диапазон каждого прибора из условия δ ≤ 2%. Для оценки допустимой погрешности косвенных измерений по результатам прямых измерений воспользоваться формулами:

Какого класса должны быть вольтметры V1 и V2, чтобы δU1,2≤2%?

Режим приемника определяется также с помощью двухканального осциллографа, размеры экрана которого 2|YM| = 60 мм и 2|ХM| = 100 мм. Размах сигналов напряжения Yu и тока YI должен быть одинаковым и равным 50 мм. Определить сопротивление шун­та Rш, сопротивления R1 и R2 делителя напряжения. Ток делителя напряжения IД ≤ 5 мА. Чувствительность по каналу yi составил 0,02 В/см, по каналу Yu - 5 В/см. Изобразите осциллограммы и оп­ределите опережение (запаздывание) одного сигнала относительно другого, если чувствительность к каналу X составляет 5 мс/см.

Характеристики приборов: UH=150 В, γ=1; РH = 500Вт, IН = 5 А. Для четных вариантов: φH>0, класс точности ваттметра γ р = 0,5, амперметра – уi = 1; для нечетных вариантов φн < 0, γ р = 1, γi, = 0.5.

Определите чувствительность, постоянную приборов и от­счет в делениях, если длина шкалы вольтметров N = 150, ампермет­ров и ваттметров N = 100.

Вариант 22.

Дано:

U2= 87 В;                                                        UН=150В; PН=500Вт; 

P1= 133 Вт;IН=5А; f=50 Гц.

P2= 55 Вт;

I= 3 А;

U1=100 В.

Класс точности:  ваттметра γp = 0,5; амперметра γi = 1; φн > 0.

Решение:

  1. Полная мощность:

  1. Коэффициент мощности:

  1. Реактивная мощность:

вар

вар

  1. Потеря мощности в линии:

Р1,2=P1-P2=133 – 55 = 78 Вт

  1. КПД линии:
  2. Потеря напряжения: U1,2=U1-U2=100-87 =13 В
  3. Падение напряжения в  линии: В
  4. Сопротивление линии: Ом

Векторная диаграмма тока и напряжений.

а). параметры последовательной схемы замещения:

  Ом;   Ом

Ом;

 мГн

б). параметры параллельной схемы замещения:

См; См; Ом; См;

мГн

9. Определение чувствительности, постоянной приборов и отсчёта в делениях, при длине шкалы вольтметров NV=150, амперметров и ваттметров NA= NW =100.

Цена деления (постоянная прибора) шкал приборов при номинальных условиях:

вольтметра ;

амперметра   .

ваттметра

Чувствительность:

вольтметра: дел/В.

амперметра: дел/А.

ваттметра: дел/Вт.

Отсчёт в делениях:

вольтметра 1:

вольтметра 2:

амперметра:

ваттметра 1:

ваттметра 2:

10. Оценка погрешности прямых измерений по классу точности g и номинальным значениям приборов UН; PН; IН.

; ; ; ; .

11. Определение рабочего диапазона каждого прибора при d ≤ 2%

; ; .

12. Оценка допустимых погрешностей косвенных измерений по результатам прямых измерений:

; ; ;

;

; ;

;

;

;

; ;

; ;

;

; ;

.

13. Определение класса точности вольтметров V1 и V2 для соблюдения условия dU1,2 < 2%.

                   

14. Определение сопротивления шунта RШ, сопротивление делителя напряжения R1 и R2.

Сопротивление шунта:

Cyi = 0,02 В/см, Cyu = 5 В/см, тогда: Ymax I = 25 см.

Uвх I = Ymax I * Cy I = 50 мВ.

Rш = мОм.

Определим напряжение на входе осциллографа: UВХ М = АMAX * Cy, АMAX – амплитуда наблюдаемых колебаний; Cy – постоянная канала.

UВХ М = 3*5 = 15 В.

U2 = 87 В. U2м = 87=123 В.

КД = =0,122.

IД ≤ 5 мА.

RЭ= 17,4 кОм.

Пусть Rе = 34 кОм.

КД =

R2 = КД *Rе = 0,122*34 = 4,148 кОм.

R1 = Re – R2 = 34кОм - 4,148 кОм = 29,852 кОм.

Построение осциллограмм токов и напряжений:

15. Построение осциллограммы напряжения на выходе датчика Холла.

SХ = 0,4 мВ/Вт (чувствительность преобразователя).

U(t) = Um sin(ωt)

i(t) = Im sin(ωt+φ2)

P(t) = 2S(sin(ωt))sin(2ωt+φ2) = S cos(φ2) – S cos(2ωt+φ2)

UX = SX P(t)

P(t) = 54,81-261 cos(628t+0,21)

UX = 21,924 – 104,4 cos(628t+0,21)

16. Определение напряжения на выходе вольтметра магнитоэлектрической системы:

UV = SX P = 0,4*54,81= 21,924 мВ.

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Метрология
Тип:
Расчетно-графические работы
Размер файла:
1 Mb
Скачали:
0