2.3.4. Вибір зразкових засобів вимірювань для перевірки лічильника

Зразковими засобами перевірки лічильника є ватметр, за показами якого встановлю­ють задану потужність і секундомір, яким вимірюють час, протягом якого диск лічильника зробить задане число n обертів. Дійсне значення енергії визначають за формулою (14.3)

(14.9)

де P - дійсне значення потужності навантаження лічильника, Вт;

t - час, виміряний секундоміром, с;

W_Д = P∙t = P_W∙k_IH∙t (14.10)

Де P_W=C_W∙N_W –показ ватметра, Вт;

С_W – стала ватметра, Вт;

N_W – відлік за шкалою ватметра.

Граничне значення відносної похибки δ_WД.гр вимірювання енергії W_Д відповідно до (14.9) дорівнює

δ_WД.гр=±(δ_P.гр+δ_t.гр), % (14.11)

де δ_ΣP.гр – граничне значення похибки вимірювання потужності P, %;

δ_t.гр – граничне значення похибки вимірювання інтервалу часу t, %.

Зразкові засоби перевірки повинні забезпечувати визначення дійсного значення енер­гії з похибкою, що не перевищує 0,25 від границі допустимої основної похибки лічильника δ_Л.гр , тобто

(14.12)

Розглянемо складові похибки δ_WД.гр

Граничне значення похибки вимірювання часу

δ_t.гр= ±( δ_С.гр+ δ_Bt.гр), % (14.13)

де δ_С.гр –граничне значення основної похибки секундоміра, %;

δ_Bt.гр– граничне значення похибки відліку часу за секундоміром, %.

Гранична основна похибка секундоміра СМ-60 становить δ_С.гр= ± 0,1%

Граничне значення похибки відліку часу за секундоміром

% (14.14)

де ∆_Вt.гр=0,1с –ціна поділки секундоміра; t –виміряний час, с.

Наприклад, для перевірки лічильників класу точності 2 достатньо забезпечити умову δ_Bt.гр≤± 0,05%. Як видно, для виконання цієї умови необхідно, щоб час t, виміряний секундоміром

≥

Очевидно, що похибка відліку часу δ_{Вt, гр.} буде тим меншою, чим час t буде більший. Однак, вибирати час t>120 с є недоцільно, оскільки це збільшує час перевірки лічильника і знижує продуктивність праці, суттєво не зменшуючи сумарної похибки вимірювання енергії.

Отже, число обертів диска лічильника n , яке відраховується, перевіряючи лічильник класу точності 2, необхідно вибирати таким, щоби нормальний час t_Н перебував у межах

100 с ≤ t_Н ≤ 120 с (14.15)

Граничне допустиме значення похибки вимірювання потужності δ_P.гр знаходиться із (14.11)

δ_{P.гр =} δ_{WД.гр –} δ_t.гр (14.16)

З врахуванням (14.10)

δ_P.гр=±(δ_W.гр + f_I,гр.), % (14.17)

де δ_W.гр,– граничне значення основної відносної похибки показу ватметра, %;

f_I,гр. – граничне значення струмової похибки вимірювального трансформатора струму, %.

Вибір ватметра та вимірювального трансформатора струму

Якщо відома похибка вимірювання потужності, то можна вибрати ватметр та вимірювальний трансформатор струму, що спільно забезпечать її при перевірці лічильника.

Можна прийняти,що

δ_W.гр= f_I,гр.= δ_P.гр/2,

Отже, граничне значення струмової похибки вимірювального трансформа­тора струму дорівнює

f_I,гр.= δ_P.гр/2

Обираємо ВТС класу точності з номінальним вторинним струмом І_Л =І_2н ≤ I_KW і з номінальними первинними струмами І_1н = І_Лн та І_1н = 0,1І_Лн.

Визначимо необхідний клас точності ватметра. Для цього із (14.17) обчислимо граничне значення основної відносної похибки ватметра

δ_W.гр = δ_P.гр- γ_ВТС.,

Граничне значення основної відносної похибки ватметра визначається через його клас точ­ності. Для обчислення необхідного класу точності ватметра та орієнтуючись на значення І_нл, U_нл вибираємо ватметр з межами ви­мірювання за струмом І_кW ≥ І_нл та напругою U_кW ≥ U_нл, , Тоді розрахункове значення зведеної відносної похибки :

14.18

P_KW=C_W∙N_W,max – границя вимірювання ватметра, Вт;

P_W=C_W∙N_W –показ ватметра, Вт;

C_W – стала ватметра, Вт;

N_W,max – максимальний відлік за шкалою ватметра;

N_W – відлік за шкалою ватметра під час вимірювання.

Отже, необхідне граничне значення основної відносної похибки забезпечить ватметр, що виконує умову γ_W,гр. ≤ γ_Wрозр,

де γ_W,гр. –граничне значення основної зведеної похибки ватметра, яке чисельно дорівнює його класу точності, %;

Стала ватметра розраховується за формулою

, Вт, (14.19)

де U_KW, I_KW – межі вимірювання ватметра за напругою та за струмом%

cosφ_HW – номінальний коефіцієнт потужності ватметра (зазвичай cosφ_HW=1).