Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Поверка и калибровка измерительных преобразователей электрических величин. Конспект лекций
.pdf
11
Требования к погрешности поверки устанавливают по [7, 8].
A
B
C
0
D
0
1000:1
100:1
10:1
A
B
C
0
D
0
1000:1
100:1
10:1
1
2
3
A
0
U
in
U
in
U
in
U
out
U
out
Сумма относительных погрешностей используемой образцовой
катушки сопротивления и двойного моста должна быть в три раза
меньше класса точности поверяемого шунта. При этом в соответствии с [8] показатели достоверности поверки получаются не хуже требуемых по [7]: δm = 1,33; PHM = 0,5.
4. ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА
ДЕЛИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
4.1. Общие сведения о делителях напряжения
На рис. 4 приведены распространенные схемы делителей постоянного напряжения.
Рис. 4. Схемы делителей напряжения постоянного тока:
1 – делитель однопредельный; 2 – делитель многопредельный
с постоянным сопротивлением выхода; 3 – делитель
многопредельный с постоянным сопротивлением входа
Кроме делителей, построенных по схемам рис. 4, выпускают-
ся делители высоких классов точности (0,001 и выше) с устройством для автономной поверки (самоповерки). Они относятся к
делителям с постоянным сопротивлением выхода. Одна из возможных схем такого делителя показана на рис. 5.
12
XT
1
XT
2
XT
3
XT
4
A B C D
1:1 10:1 100:1
U
out
U
in
R
1
R
2
R
3
R
4
R
5
R
6
R
7
R
8
R
9
R
U
R
D
U
in
U
out
Рис. 5. Делитель с устройством автономной поверки:
R2 = R3 = (R4 + R5) = 3 R1; R6 = R7 = (R8 + R9) = 30 R1
4.2. Нормируемые метрологические характеристики
делителей
На рис. 6 представлена принципиальная схема делителя.
Рис. 6. Принципиальная схема делителя:
RU – сопротивление верхнего плеча делителя; RD – сопротивление
нижнего плеча делителя; Rin = RU + RD – сопротивление входа
делителя; R
Uin – входное (измеряемое) напряжение; U
напряжение
= RD – сопротивление выхода делителя;
out
– выходное
out
Не следует путать общепринятые в теории 4-полюсников по-
нятия входного и выходного сопротивлений и принятые в метрологической практике понятия о сопротивлениях «входа» и «выхода» делителей. Правильнее было бы называть Rin входным сопротивлением при разомкнутом выходе, а R
тивлением при разомкнутом входе. Однако для единообразия далее будем придерживаться терминологии, установившейся в мет-
out
рологической практике и документации.
выходным сопро-
13
Основная метрологическая характеристика делителя – номи-
D
U
D
DU
R
R
R
RR
R
R
U
U
k
1
out
in
out
in
k
U
U
in
out
0
00
0in
k
RR
R
DU
0000
,,,
in
kRRR
DU
kRRR
DU
,,,
in
000in DU
RRR
нальный коэффициент деления
. (12)
Отсюда номинальная функция преобразования делителя
. (13)
Характеристика сопротивления входа:
для делителей с постоянным сопротивлением выхода (рис.
4(2) номинальное удельное сопротивление входа, Ом/В,
, (14)
где
– номинальные значения параметров
;
для делителей с постоянным сопротивлением входа (рис. 4(3)
номинальное значение сопротивления входа, Ом,
. (15)
Характеристика погрешности: предел основной допускаемой
относительной погрешности коэффициента деления в %, численно равный классу точности К (0,0001; 0,0005; 0,001; 0,005; 0,01;
0,05; 0,1).
4.3. Поверка делителей без устройства автономной поверки
Поверка выполняется в соответствии с указаниями [10].
При внешнем осмотре особое внимание обращают на состоя-
ние зажимов и контактов устройства автономной поверки (при
его наличии), выполняется очистка и промывка контактов.
Опробование выполняется при проверке погрешности.
При проверке погрешности измеряют сопротивление делите-
ля или подгоняют коэффициент деления делителей с устройством
автономной поверки.
Затем оформляют результаты поверки.
14
4.3.1. Проверка погрешности делителей класса 0,05
R
U
R
D
PV
PK
U
in
U
out
%1100%
out
in
0
Uk
U
К %
и менее точных измерением входного и выходного напряже-
ний по схеме рис. 7.
Рис. 7. Схема поверки по методу измерения входного
и выходного напряжений
С помощью эталонного калибратора РК устанавливают вход-
ное напряжение Uin делителя равным номинальному напряжению
делителя.
Измеряют выходное напряжение U
делителя эталонным
out
измерителем напряжения PV.
Вычисляют относительную погрешность делителя
, (16)
где k0 – номинальный коэффициент деления.
Если выполняется неравенство
, где К – обозначение
класса точности, делитель ГОДЕН к дальнейшей эксплуатации. В
противном случае делитель БРАКУЕТСЯ.
Требования к погрешности поверки устанавливают по [7, 8].
Сумма относительных погрешностей используемых эталонов (РК
и РV) должна быть в три раза меньше класса точности поверяемого делителя. При этом в соответствии с [8] показатели достоверности поверки получаются не хуже требуемых по [7]:
δm = 1,33; P
HM
= 0,5.
15
4.3.2. Проверка погрешности делителей класса 0,001 и ме-
ИП ПНТ МП
R
E
SA
RU или R
D
EiEiiiii
RRRRRR
; ; ; ; ;
EiEi
ii
Ei
RR
RR
RR
%100%
0
0
00
00
D
DVD
DU
DVUVDU
R
RR
RR
RRRR
К%
нее точных мостом постоянного тока по методу замещения
(схема рис. 8)
Рис. 8. Схема поверки с помощью моста постоянного тока
по методу замещения:
ИП – источник постоянного тока; ПНТ – переключатель направления
тока; МП – мост постоянного тока; RE – эталон сопротивления
с номинальным значением, близким к номинальному значению
сопротивлений RU0 или RD0
Измеряют значения сопротивлений RU0, RD0, RE при двух на-
правлениях тока:
Вычисляют действительные значения сопротивлений RUV и
RDV при каждом направлении тока:
, (17)
где RE – действительное (по свидетельству о поверке) значение
сопротивления эталона RE.
Вычисляют относительную погрешность делителя:
Если выполняется неравенство
.
. (18)
, делитель ГОДЕН
к дальнейшей эксплуатации. В противном случае делитель
БРАКУЕТСЯ.
Требования к погрешности поверки устанавливают по [7, 8].
Сумма относительных погрешностей используемых эталонов
(моста и образцовой катушки сопротивления) должна быть в три
16
раза меньше класса точности поверяемого делителя. При этом в
+
+
+
Б2
Б1
НЭ
ПНТ
ППТ
R
R
E
R
V
I
X1
X2
E
U
V
U
E
U
V
U
V
R
in
V
R
out
соответствии с [8] показатели достоверности поверки получаются
не хуже требуемых по [7]: δ
= 1,33; P
m
HM
= 0,5.
4.3.3. Поверка делителей класса 0,001 и менее точных
с помощью двухрядного потенциометра по методу сравнения
(рис. 9)
Рис. 9. Схема поверки делителя с помощью двухрядного потенциометра по
методу сравнения:
Б1, Б2 – батареи; НЭ – нормальный элемент; ПНТ – переключатель
направления тока; ППТ – потенциометр постоянного тока,
двухрядный; R – резистор регулировочный; RЕ – эталонный резистор;
RV – измеряемое сопротивление (RU или RD поверяемого делителя)
Номинальное значение эталонного резистора RE выбирают
приблизительно равным измеряемому сопротивлению RV поверяемого делителя.
На декадах первого ряда Х1 выставляют напряжение
, со-
ответствующее действительному значению (по свидетельству о
поверке) эталона RE. С помощью R регулируют ток I так, чтобы
нуль-индикатор ППТ показал «0».
На декадах второго ряда Х2 измеряют напряжение
на ре-
зисторе RV.
ряют измерения
чения сопротивлений
.
и
.
Переключателем ПНТ изменяют направление тока и повто-
и
По результатам измерений вычисляют действительные зна-
17
Вычисляют относительную погрешность делителя по формуле
%100%
0
0
0
0
out
outout
in
inin
R
RR
R
RR
V
V
К%
B
C
1:1
10:1A
XT
3
U
out
R
1
R
2
R
3
R
4
R
5
R
6
,90%
110
a,
. (19)
Если выполняется неравенство
, делитель ГОДЕН
к дальнейшей эксплуатации. В противном случае делитель
БРАКУЕТСЯ.
Требования к погрешности поверки устанавливают по [7, 8].
Сумма относительных погрешностей используемых эталонов
(потенциометра и образцовой катушки сопротивления) должна
быть в три раза меньше класса точности поверяемого делителя.
При этом в соответствии с [8] показатели достоверности поверки
получаются не хуже требуемых по [7]: δm = 1,33; PHM = 0,5.
4.4. Поверка делителей с устройством автономной поверки
Проверяют делитель при коэффициенте деления 1:10. Для это-
го замыкают зажимы ХТ1 и ХТ2 на схеме рис. 5 специальными перемычками. Схема делителя принимает вид, показанный на рис. 10.
Рис. 10. Схема делителя при поверке коэффициента 1:10
С помощью моста постоянного тока измеряют отношение со-
противлений между зажимами АВ и ВС. Регулируя R5, добиваются равенства RAB ≈ RВС с возможной точностью. Измеряют действительное значение отношения сопротивлений RВС / RAB.
формуле
Вычисляют относительную погрешность ступени 10:1 по
(20)
18
AB
BC
1
1100 где
R
R
a
.
A
C
D
10:1
100:1
R
7
R
6
R
8
R
9
R1 + R2 + R3 + R4 + R
5
21100
% aa
AC
CD
2
1100 где
R
R
a
К%
Для поверки ступени 100:1 размыкают зажимы ХТ1 и ХТ2, за-
мыкают зажимы ХТ3, ХТ4. Схема делителя принимает вид рис. 11.
Рис. 11. Схема делителя при поверке коэффициента 1:100
С помощью моста постоянного тока измеряют отношение со-
противлений между зажимами АС и СD. Регулируя R9, добиваются равенства RAC ≈ RСD с возможной точностью. Измеряют
действительное значение отношения сопротивлений RСD / RAC.
Вычисляют относительную погрешность ступени 100:1 по
формуле
, (21)
.
При наличии ступени 1000:1 определяют относительную по-
грешность δ
% этой ступени по аналогии со ступенью 100:1.
1000
Если для погрешностей всех ступеней выполняется неравен-
ство
, делитель ГОДЕН к дальнейшей эксплуатации.
В противном случае делитель БРАКУЕТСЯ.
Сумма относительных погрешностей используемых эталонов
(моста и др.) должна быть в три раза меньше класса точности поверяемого делителя. При этом в соответствии с [8] показатели
достоверности поверки получаются не хуже требуемых по [7]:
δm = 1,33; P
Требования к погрешности поверки устанавливают по [7, 8].
HM
= 0,5.
19
5. ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
3
100
НИ
S
Q
MT
U
E
U
U
V
R
D
ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Измерительные трансформаторы напряжения и тока – мас-
штабные ИП – применяются преимущественно в электроэнергетике при частоте 50–60 Гц.
Назначение: 1. масштабное преобразование высоких напря-
жений и больших токов до уровня, доступного для измерения рабочими измерительными приборами; 2. изоляция оперативного
персонала и измерительных цепей от высоких напряжений.
Номинальные пределы выходных сигналов: тока 5 А, реже
1 А; напряжения 100 В, реже
В.
Для поверки ТА и ТН используются эталонные TA, TН и
прибор сравнения (ПС) – прямоугольно-координатный компенсатор переменного напряжения, например, К507, К520, К535. С помощью компенсатора измеряют параметры вектора разности двух
переменных напряжений (модуль и угол).
На рис. 12 приведена схема прибора сравнения.
Рис. 12. Схема прибора сравнения
Разность ΔU эталонного напряжения (тока) UE и измеряемого
напряжения (тока) UV выделяется на сопротивлении RD. Первичные обмотки трансформаторов T (с ферромагнитным сердечником) и M (без сердечника) соединены последовательно, они по-
20
лучают питание от источника эталонного напряжения (тока). На-
1
1
2
2
U
w
w
U
пряжения вторичных обмоток этих трансформаторов получаются
сдвинутыми на 90°. Поэтому вектор напряжения между движками реохордов S и Q в зависимости от положения движков может
находиться в любом из квадрантов комплексной плоскости. Регулируя положения движков реохордов, добиваются компенсации
напряжения ΔU напряжением между движками реохордов – показания нуль-индикатора НИ равны нулю. Градуировка реохорда
S выполняется в % – относительной разности напряжений (токов)
UE и UV, а реохорда Q – в минутах угла между этими напряже-
ниями (токами.).
Измерительные трансформаторы тока ТА и напряжения ТН –
тупиковая ветвь развития средств измерений: очень дорогая изоляция (до 80 % общей стоимости трансформатора); большой расход меди и высококачественного трансформаторного железа. Поэтому измерительные трансформаторы постепенно вытесняются
датчиками тока (пояс Роговского) и датчиками напряжения (ѐмкостный делитель), особенно в сетях 6–35 кВ, на высоких и
сверхвысоких напряжениях (выше 110 кВ).
Метрологические характеристики, устройство и методика
поверки таких ИП рассмотрены особо.
6. ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ
6.1. Общие сведения об измерительных трансформаторах
напряжения
На рис. 13 приведена типовая схема включения измеритель-
ного трансформатора напряжения. Номинальная функция преобразования ТН имеет вид:
, (22)
где U1, U2 – действительные значения напряжения на первичной
и вторичной обмотках при холостом ходе вторичной обмотки; w1,
w2 – числа витков первичной и вторичной обмоток.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]