Средства электрических измерений

U = UИр= UИ + UД = IИ (rИ+rД),

откуда сопротивление добавочного резистора

rД = (UИр - IИ rИ)/IИ = (IИ rИ р - IИ rИ) /IИ

или

rД = rИ(р – 1),

т.е. оно должно быть в (р – 1) раз больше сопротивления измерительного механизма

Если сопротивление измерительного механизма и добавочного резистора известны, то множитель добавочного сопротивления

Вопрос№3 Опишите методы амперметра и вольтметра, ваттметра и баллистического гальванометра при измерении емкости

Схема для измерения емкости амперметром и вольтметром

Пренебрегая потерями в диэлектрике конденсатора, емкость его можно определить методом амперметра и вольтметра.

Измерив ток и напряжение и зная частоту переменного тока, емкость можно определить по формуле

С = I / (ωU)

При измерении емкости этим методом напряжение должно быть синусоидальным, так как в противном случае за счет высших гармоник может произойти значительное искажение кривой тока, что может привести к большим погрешностям измерения.

Схема для измерения емкости амперметром, вольтметром и ваттметром

Определив по показанию приборов ток, напряжение и мощность, можно вычислить сначала активное сопротивление r = P/I2 , полное сопротивление цепи

z = U/I =

а затем и искомую емкость:

С = 1/(ω)

Точность измерений при этом методе такая же или несколько выше, чем у предыдущего.

Схема для измерения емкости баллистическим гальванометром

Если переключатель П1 и П2 установить в положение 1, то образцовый конденсатор С0 получит заряд Q0 = U1C0, где U1 – показания вольтметра.

Если перевести переключатель П2 в положение 2, то конденсатор С0 разрядится и через баллистический гальванометр пройдет заряд

Q0 = U1C0 = Сqα1,

где α1 – угол отклонения подвижной части гальванометра.

Баллистическая постоянная гальванометра

Сq = U1C0/ α1.

Если при положении 1 переключателя П2 в положении 2 переключателя П1 поднять напряжение до значения U2, то испытуемый конденсатор получит заряд

Q = U2CX.

Перебросив нож переключателя П2 из положения 1 в положение 2, конденсатор разрядится через гальванометр, т.е. через него пройдет заряд

Q = U2CX. = Сqα2

и подвижная часть его будет отброшена на угол α2. Измеряемую емкость находят по формуле

CX = .

При измерении этим методом возможны значительные погрешности вследствие остаточного заряда (неполный разряд конденсатора).

Задача 1. Для термопары ХА (хромель – алюмель) определить показания прибора и термо – ЭДС при измерении температуры 400º С, если свободные концы термопары находятся в помещении, имеющем температуру 20ºС.

Решение:

Переход t° холодного и горячего спаев термопары составляет

400 – 20 = 380°

По таблице №16.1 (литература №3) термо ЭДС термопары (хромель – алюмель) 4,1 мВ на 100°С

Определим термо ЭДС при измерении температуры 400º С

Е = В

Ответ

Е = 15,58 В

Задача 2. Для измерения активной мощности, равной 6 кВт, трехфазной симметричной трехпроводной цепи, соединенной звездой, с фазным напряжением 127 В и cosφ = 0,8 использованы два одинаковых ваттметра электродинамической системы со шкалами на 150 делений. Составить схему измерения, используя при необходимости измерительные трансформаторы тока. Подобрать ваттметры по току и напряжению, определить показания каждого ваттметра, начертить в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений для выбранной схемы ваттметров.

Решение

При соединении звездой и симметричной нагрузке активная мощность цепи будет равна

где IФ – фазный ток; UФ – фазное напряжение

Определим фазный ток

А

показания ваттметров будут:

где IЛ – линейный ток; UЛ – линейное напряжение

Определим и

Определим IЛ · UЛ из выражения

В·А

Определим показания ваттметров:

= Вт ≈ 4,3 кВт

Вт ≈1,7 кВт

Ваттметры выбираем с номинальными значениями

U = 250 В

I = 20 А

Схема измерения

Ответ

4,3 кВт

1,7 кВт

Ваттметры с номинальными значениями U = 250 В; I = 20 А

Для построения векторной диаграммы зададимся масштабами токов и напряжений

МU = 50 В/см

МI = 5 А/см

Рис. 1 Векторная диаграмма токов и напряжений

Задача 3. Какую из схем измерения сопротивления на следует предпочесть, если измеряемое сопротивление мало? Велико? Ответ пояснить.

При измерении сопротивления применяют две схемы включения амперметра и вольтметра как показано на рисунках а) и б).

В случае а) измеряемое сопротивление

где UV – показание вольтметра; UА– напряжение на зажимах амперметра; IA – показание амперметра; rA – сопротивление амперметра

т.е. появляется погрешность измерения, равная rA , по этому данную схему применяют для измерений сопротивлений, больших по сравнению с сопротивлением амперметра в 100 раз и более.

 Скачать реферат