Міністерство транспорту та зв’язку україни

Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

Кафедра «Теоретичні основи електротехніки»

завдання

На контрольну роботу з курсу «Основи метрології та електричні вимірювання» для студентів груп 3ем та 3еп

Укладач: П. Є. Михаліченко

Для студентів безвідривної форми навчання спеціальності 8.092202 «Електричний транспорт, напрямку 0922 – Електромеханіка»

Дніпропетровськ 2010

Загальні методичні вказівки

Для розвязання контрольної роботи користуватися методичними вказівками №706

Контрольну роботу студенти виконують самостійно, заздалегідь засвоївши теоретичний матеріал курсу.

Завдання на контрольну роботу складається з шести задач. Варіант контрольної роботи вибирається за двома останніми цифрами навчального шифру студента.

Оформлення контрольних робіт повинно відповідати наступним вимогам:

Контрольна робота виконується в шкільному зошиті, на обкладинці якого повинні бути вказані: номер контрольної роботи; дисципліна; призвіще, ім’я та по батькові; курс, факультет, спеціальність; навчальний шифр та домашня адреса студента.

1. Контрольні роботи повинні оформлятися охайно і так щоб кожну букву, знак чи слово можна було читати без утруднення. Роботи, які виконані неохайно повертаються студенту для переробки.

2. Сторінки зошита повинні бути пронумеровані та мати поле до 3 см шириною для зауважень рецензента.

3. Всі облікові дії супроводжуються короткими, але чіткими поясненнями.

4. Для позначення електричних величин застосовуються тільки такі умовні літерні позначення, які встановлені діючим Держстандартом.

5. Позначення електричних величин в тексті, в формулах, на векторних діаграмах та електричних схемах повинні бути узгоджені та розшифровані один раз в кожній задачі.

6. Схеми, векторні діаграми та графіки виконуються креслярськими інструментами, нумеруються та мають підрисуночні надписи.

7. Криві та графіки повинні мати розміри не менше 10х10 см, виконуватись на міліметровому папері та підклеюватись до тексту роботи. При виборі масштабів треба мати на увазі, що число одиниць в 1 см виражається числами ; або , де – любе ціле число. Масштаб повинен бути вказаним на координатних вісях. Надписи, які позначають величини, треба робити ліворуч від вісі ординат, та під віссю абсцис.

8. Робота в кінці підписується та вказується дата її завершення.

9. Розрахунки оформлюються наступним чином:

формала = пряма підстановка = результат → одиниці виміру

Задача № 1

ВИЗНАЧЕННЯ ПОХИБОК ТА КЛАСУ ТОЧНОСТІ ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ

В даній задачі необхідно провести вивіряння на визначення класу точності амперметра магнітоелектричної системи, який має умовну шкалу на 100 номінальних поділок, поіменованих на кожній п'ятій частині шкали від нуля до заданого в табл. 1.1 номінального струму вивіряного приладу.

Абсолютні похибки вивіреного амперметра визначені за показаннями зразкового приладу, клас точності якого на ступінь вище вивірного приладу. Визначені похибки наведено в табл. 1.1 для кожної оцифрованої поділки шкали після нуля за порядком їх зростання до номінального струму.

Визначити найбільш можливі відносні на абсолютні похибки вивірного амперметра на усіх оцифрованих поділках його шкали і зробити висновок, як залежить точність вимірів від положення покажчика приладу на його шкалі.

Таблиця 1.1

Вивірений амперметр	Передостан- ня цифра	Остання цифра шифру
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
, А	0; 5	20	15	15	2,5	15	20	5,0	10	2,5	15
	1; 6	5,0	10	2,5	10	20	2,5	2,5	5,0	10	5,0
	2; 7	2,5	5,0	20	15	2,5	10	15	20	5,0	10
	3; 8	15	2,5	10	5	10	5,0	20	15	20	2,5
	4; 9	10	20	5,0	20	5,0	15	10	2,5	15	20
, А	-	+0,03	-0,06	+0,02	-0,04	+0,05	-0,03	+0,02	-0,04	+0,03	-0,01
	-	+0,06	-0,03	+0,04	+0,03	-0,08	+0,05	-0,08	+0,06	-0,04	+0,02
	-	-0,05	+0,08	-0,05	+0,06	-0,04	+0,04	+0,07	-0,03	+0,05	-0,03
	-	+0,04	-0,02	+0,06	-0,07	+0,02	-0,08	-0,05	+0,02	-0,06	+0,04
	-	-0,02	+0,05	-0,08	-0,02	+0,03	-0,06	+0,04	-0,01	+0,07	-0,05

Задача № 2

РОЗШИРЕННЯ МЕЖ ВИМІРІВ МАГНІТОЄЛЕКТРИЧНИХ ПРИЛАДІВ

В даній задачі для розширення меж вимірів магнітоелектричного приладу «Р» за його номінальними даними , , і заданим максимально можливим струмом та напругою в вимірювальному колі необхідно визначити основні параметри резистивного шунта, за допомогою якого розширюють межі вимірів за струмом, а також визначити основні параметри додаткового резистора, за допомогою якого розширюють межі вимірів за напругою.

Визначити також значення струму та напруги в вимірювальному колі за заданними показаннями в поділках шкали та приладу з шунтом РА та приладу з додатковим резистором РV.

Обчислити за показаннями цих приладів найбільш можливі похибки вимірів струму та напруги, а також визначити довірчий діапазон, в межах якого знаходяться дійсні значення виміряних величин.

Вихідні дані для розрахунку даної задачі наведені в табл. 2.1.

Таблиця 2.1.

	Передос-тання цифра	Остання цифра шифру
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
НОМ	мА	50	40	15	45	30	15	10	10	7,5	5
НОМ	мВ	100	80	75	100	60	75	100	50	75	45
НОМ	под	100	50	150	100	75	150	50	100	75	50
,А	0; 5	80	40	75	20	15	30	25	4,0	45	2,5
	1; 6	100	50	150	40	75	15	20	8,0	27	3,5
	2; 7	10	25	15	50	30	75	50	25	15	1,0
	3; 8	60	30	45	10	60	45	30	5,0	60	2,0
	4; 9	40	20	30	30	45	90	40	10	30	1,5
А	под	70	30	110	80	65	120	40	75	60	35
,В	0; 5	200	50	750	100	300	150	30	100	75	45
	1; 6	160	100	600	120	150	120	60	80	150	90
	2; 7	140	150	450	160	450	90	90	60	300	100
	3; 8	120	200	300	180	600	60	120	40	180	150
	4; 9	100	250	150	200	750	30	150	20	90	180
	под	60	40	120	70	60	130	35	80	55	40

Класи точності: вимірювального приладу ;

резистивного шунта ;

додаткового резистора .

Задача 3

РОЗШИРЕННЯ МЕЖ ВИМІРІВ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПРИЛАДІВ В КОЛАХ СИНУСОЇДАЛЬНОГО СТРУМУ

В даній задачі за показанням чотирьох приладів (амперметра, вольтметра, фазометра та ваттметра), які ввімкнені в високовольтне коло через два вимірювальні трансформатори (трансформатор струму ТС та трансформатор напруги ТН), визначити прямим та посереднім способом активну потужність навантаження, а також найбільш можливі відносні та абсолютні похибки вимірів за цими способами, та зробити висновок, який з цих способів більш точний і з яких причин.

Вимірювальні трансформатори, які повинні використовуватись в задачі, мають такі паспортні дані.

Трансформатор струму типу УТТ-5

1. Номінальний струм первинної обмотки,

А.

2. Номінальний струм вторинної обмотки, А.

3. Номінальне навантаження трансформатора, Ом.

4. Клас точності трансформатора: при

при

Трансформатор напруги типу И510

1. Номінальна напруга первинної обмотки, кВ.

2. Номінальна напруга вторинної обмотки, В.

3. Номінальна потужність навантаження трансформатора,

ВА.

4. Клас точності трансформатора: при , ;

при

при

Вимірювальні прилади, які повинні використовуватись в задачі, мають такі паспортні дані.

Амперметр типу Э514/2

1. Номінальні струми, А;

2. Номінальне число поділок шкали, пд;

3. Активний опір котушок амперметра, Ом;

4. Клас точності амперметра,

Вольтметр типу Э515/3

1. Номінальні напруги, В;

2. Активний опір котушок, кОм;

3. Номінальне число поділок шкали, пд;

4. Клас точності вольтметра,

Фазометр типу Д5781

1. Номінальні напруги паралельних котушок, В;

2. Опір паралельних котушок, кОм;

3. Номінальні струми послідовних котушок, А;

4. Опір послідовних котушок, Ом;

5. Номінальне число поділок шкали, пд;

6. Межі діапазонів шкали, град;

7. Клас точності фазометра,

Ватметр типу Д539.

1. Номінальна напруга паралельних котушок, В;

2. Активний опір паралельних котушок, кОм;

3. Номінальний струм послідовних котушок, А;

4. Активний опір послідовних катушок, Ом;

5. Номінальне число поділок шкали, пд.;

6. Клас точності ватметра,

Вихідні дані для розрахунку даної задачі наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1

	Передостання цифра	Остання цифра шифру
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	кВ	9,5	8,8	14,2	9,2	5,0	2,8	14	8,5	5,6	2,4
А	0; 5	40	250	160	30	150	85	530	260	12	70
	1; 6	550	160	75	80	40	580	90	90	480	140
	2; 7	140	500	260	180	420	180	250	140	30	400
	3; 8	220	12	40	10	85	130	25	45	250	35
	4; 9	80	38	450	480	280	260	160	470	80	250
	пд.	70	45	65	80	55	60	70	75	80	85
	пд.	80	85	50	65	70	80	55	60	75	80
	пд.	-40	30	-25	20	-15	10	-30	25	-20	15
	м	28	26	24	22	20	18	16	14	12	10

де – відстань, на якій знаходяться вимірювальні прилади від вимірювальних трансформаторів.

З’єднувальний провід – мідний, діаметром мм, з питомим опором Ом*мм²/м.

ЗАДАЧА № 4

ВИМІРИ ЕЛЕКТРИЧНОГО ОПОРУ НЕПРЯМИМ СПОСОБОМ

Для вимірів опору непрямим способом використовуються два прилади: амперметр та вольтметр магнітоелектричної системи.

У табл. 4.1 наведені метрологічні характеристики цих приладів, їх показання при вимірах та температура навколишнього середовища, при якій проводились виміри.

Треба визначити діапазон, в межах якого знаходиться дійсне значення вимірювального опору з врахуванням вибраної схеми вимірів, внутрішнього опору приладів, класу їх точності, основної похибки вимірів та додаткової, визванної технічними умовами, при яких проводились виміри.

Таблиця 4.1

	Наменування величин	Передостання цифра	Остання цифра шифру
			0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Дані вольтметра	Ном. напруга, , В	-	150	300	75	15	300	30	300	75	150	30
	Ном. струм, мА	-	7,5	3	1	1	1	7,5	7,5	1	3	1
	Клас точності, , %	-	0,5	0,2	0,2	1,0	1,0	1,0	0,5	0,5	0,5	1,0
	Показання при вимірах, , В	0; 5	130	280	70	10	180	26	260	60	110	25
		1; 6	120	250	65	8	230	18	210	70	140	23
		2; 7	140	220	60	12	270	20	240	50	100	27
		3; 8	100	290	55	14	160	25	200	55	130	29
		4; 9	110	170	50	11	240	22	250	65	120	28
Дані амперметра	Ном. струм, А	-	3,0	1,5	7,5	1,5	1,5	15	0,3	0,3	1,5	15
	Ном. напруга, , мВ	-	95	100	140	100	100	100	27	27	100	100
	Клас точності, , %	-	1,0	0,5	0,5	0,2	1,0	1,5	1,0	0,2	0,5	0,2
	Показання при вимірах, , В	0; 5	1,1	1,2	4	0,8	1,3	7	0,24	0,27	1,2	12
		1; 6	1,3	1,4	3,5	0,7	1,2	5	0,16	0,2	0,8	13
		2; 7	0,5	1,0	5	1,0	0,5	10	0,2	0,1	0,4	9
		3; 8	0,9	1,1	7	0,9	1,1	14	0,26	0,17	1,0	11
		4; 9	0,7	1,3	6	1,2	0,6	8	0,18	0,15	0,5	10
	Група приладів	-	Б	А	А	В	А	А	Б	В	Б	В
	Температура, 0С	-	0	10	30	-10	30	10	10	40	30	0

ЗАДАЧА № 5

ВИМІРИ АКТИВНОЇ ТА РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В КОЛАХ ТРИФАЗНОГО СТРУМУ

В даній задачі необхідно визначити показання двох ватметрів, ввімкнених згідно варіанту шифру в різноіменні лінійні проводи трифазного трипровідного кола з симетричним навантаженням, яке ввімкнене в трифазне коло згідно варіанту “зіркою” або “трикутником”. Довести, що алгебраїчна сума показань цих ватметрів дорівнює сумарній активній потужності трифазного навантаження, а різниця їх показань помножена на дорівнює сумарній реактивній потужності цього навантаження.

Вихідні дані для розрахунку цієї задачі наведені в табл. 5.1.

Ватметри, які можна використовувати в задачі мають такі паспортні дані:

1. Номінальні напруги паралельних катушок, В;

2. Номінальні струми послідовних катушок, А;

3. Номінальне число поділок шкали, пд;

4. Клас точності ватметра,

Таблиця 5.1

кВ.А	Передостання цифра	Остання цифра шифру
		0	1	2		3	4		5		6		7		8		9
	0; 5	1,8	6,5	6,0		4,0	5,8		1,2		1,9		6,5		0,9		1,5
	1; 6	2,2	6,0	5,5		4,5	1,5	1,8		6,0		1,0		4,5		1,2
	2; 7	2,8	5,5	5,0		5,0	1,0	1,7		5,5		1,5		3,0		0,6
	3; 8	3,0	5,0	4,5		5,5	4,0		0,8		1,6		5,0		2,0		0,4
	4; 9	3,5	4,5	4,0		6,0	3,5		0,9		1,5		4,5		1,8		0,8
град		30	-30	45		-45	60		-60		75		-75		90		-90
В		380	127	127		200	380		220		220		127		127		380
схема навантаження
лінійні проводи ввімкнення приладів		А,В	В,С	С,А	А,В		В,С		С,А		А,В		В,С		С,А		А,В

ЗАДАЧА № 6

ВИМІРИ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ІНДУКТИВНОЇ КАТУШКИ ТА КОНДЕНСАТОРА