7. Електричні вимірювання
7.1. Похибки вимірювань та електровимірювальних приладів
Різниця між вимірюваним (Uв) і дійсним (Uд) значеннями величини називається абсолютною похибкою вимірювання:
ΔU = Uв – Uд. (7.1)
Відносна похибка вимірювання – це відношення абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної величини в відсотках:
.
(7.2)
Оскільки дійсне значення вимірюваної величини на початку вимірювання невідомо, для визначення ΔU і γ можна скористатися класом точності приладу, який дає загальну характеристику приладів вимірювання на підставі максимально допустимих похибок.
Амперметри, вольтметри і ватметри розподіляються на вісім класів точності: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Ці величини показують найбільшу додатну (або від’ємну) основну наведену похибку, яку має вимірювальний прилад.
Під основною наведеною похибкою розуміють відношення абсолютної похибки до номінальної величини приладу:
.
(7.3)
Якщо порівняти (7.2) і (7.3), неважко отримати
(7.4)
7.2. Номінальні величини приладів (межа вимірювання)
Номінальною величиною вимірювального приладу (амперметра, вольтметра, ватметра) називається найбільша величина, яку може виміряти цей прилад.
Номінальна потужність ватметра розраховується за співвідношенням
Рном = UномІном, (7.5)
де Uном – найбільша напруга, на яку може бути ввімкнена обмотка напруги; Іном – найбільший струм, на який розрахована послідовна обмотка струму.
7.3. Ціни поділки приладів
Стала (ціна поділки) приладу – це значення вимірюваної величини, яке викликає відхилення рухомої частини приладу на одне ділення шкали (амперметра, ватметра, вольтметра), або на один оберт диска (лічильника).
Сталі приладів визначаються:
вольтметра: СU = Uном/N, вольт/поділка;
амперметра: СІ = Іном/N, ампер/поділка;
ватметра: СР = Uном·Іном /N, ватт/поділка;
лічильника:СРt = Uном·Іном· t/n, ватт·година/поділка, (7.6)
де N – загальна кількість поділок приладу; n – кількість обертів диска лічильника за час t.
Варіанти електричних схем та чисельні значення до теми
«Електричні вимірювання»
Завдання 7.1
Для вимірювання активної потужності трифазного кола користуються двома ватметрами. Визначити величину активної потужності кола. Побудувати векторну діаграму. Користуючись векторною діаграмою визначити показання кожного ватметра та показати, що сума їх значень дорівнює величині активної потужності.
|
Відомі параметри до завдання 7.1 |
Номер варіанта |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uл, В |
220 |
380 |
660 |
220 |
380 |
220 |
380 |
660 |
220 |
380 |
Z, Ом |
12,7 |
20 |
19 |
20 |
22 |
25,4 |
10 |
38 |
10 |
22 |
cosφ |
0,6 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,8 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
Завдання 7.2
|
В трифазне коло змінного струму з лінійною напругою Uл ввімкнений ватметр. Побудувати векторну діаграму. Визначити показання ватметра. Переконатися, що показання ватметра пропорційне реактивній потужності споживача та визначити її. |
Відомі параметри до завдання 7.2 |
Номер варіанта |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uл, В |
220 |
380 |
660 |
220 |
380 |
220 |
380 |
660 |
220 |
380 |
Z, Ом |
12,7 |
20 |
19 |
20 |
22 |
25,4 |
10 |
38 |
10 |
22 |
cosφ |
0,6 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,8 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
Завдання 7.3
Для вимірювання активної потужності симетричного споживача з лінійною напругою Uл користуються двома ватметрами. Побудувати векторну діаграму; за допомогою векторної діаграми визначити показання кожного ватметра; переконатися, що сума показань ватметрів дорівнює активній потужності трифазного споживача. |
Відомі параметри до завдання 7.3 |
Номер варіанта |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uл, В |
220 |
380 |
660 |
220 |
380 |
220 |
380 |
660 |
220 |
380 |
Z, Ом |
12,7 |
20 |
19 |
20 |
22 |
25,4 |
10 |
38 |
10 |
22 |
cosφ |
0,6 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,8 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
Завдання 7.4
При перевірці сталої лічильника СРt виявилось, що при струмі І і напрузі U диск лічильника за час t зробив n обертів. Визначити похибку в показаннях лічильника, якщо відомо Сном. |
Відомі параметри до завдання 7.4 |
Номер варіанта |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
І, А |
10 |
5 |
10 |
1 |
6 |
10 |
6 |
5 |
4 |
6 |
U, В |
120 |
200 |
200 |
220 |
200 |
100 |
200 |
200 |
250 |
200 |
t, с |
300 |
360 |
180 |
300 |
300 |
360 |
300 |
720 |
600 |
60 |
n, обертів |
37 |
55 |
125 |
20 |
42 |
57 |
130 |
190 |
90 |
22 |
Сном, об./кВт·год |
400 |
600 |
1200 |
1000 |
400 |
600 |
1200 |
1000 |
600 |
1200 |
Завдання 7.5
Номінальна напруга вольтметра Uном. Клас точності γ. За допомогою вольтметра виміряна напруга U. Визначити абсолютну і відносну величини похибки вимірювання, а також дійсне значення напруги. |
Відомі параметри до завдання 7.5 |
Номер варіанта |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Uном, В |
150 |
150 |
150 |
100 |
150 |
100 |
100 |
150 |
150 |
150 |
γ |
1,5 |
0,5 |
1,0 |
0,1 |
2,5 |
0,5 |
4,0 |
1,5 |
4,0 |
0,2 |
U, В |
50 |
50 |
20 |
90 |
50 |
75 |
80 |
10 |
75 |
75 |