- •Электрические измерения и способы обработки результатов наблюдения
- •Электрические измерения и способы обработки результатов наблюдения
- •1.1. Основные сведения из теории
- •1.2. Задание для самостоятельного решения
- •1.2.1. Задача №1. Определение погрешности результата косвенных измерений
- •1.2.2. Методические указания по решению задачи №1
- •1.3. Примеры решения задач
- •1.4.1. Основные теоретические положения
- •1.4.2. Порядок выполнения работы
- •1.4.3. Контрольные вопросы
- •1.5.1. Основные теоретические положения
- •1.5.2. Порядок выполнения работы
- •1.5.3. Контрольные вопросы
- •1.6.1. Порядок выполнения работы
- •1.6.2. Контрольные вопросы
- •2. Средства электрических измерений
- •2.1. Основные сведения из теории
- •При полной симметрии системы реактивная мощность
- •2.2. Задания для самостоятельного решения
- •2.2.1. Задача № 2. Измерение несинусоидального напряжения
- •Исходные данные для задачи № 2
- •2.2.2. Методические указания
- •2.2.5. Задача № 4. Измерение мощности в цепях трехфазного тока
- •2.2.6. Методические указания
- •2.3.1. Основные теоретические положения
- •2.3.2. Порядок выполнения работы
- •2.3.3. Контрольные вопросы
- •2.4. Лабораторная работа 6
- •2.4.1. Порядок выполнения работы
- •2.4.3. Контрольные вопросы
- •2.5. Лабораторная работа 7
- •2.5.1. Основные теоретические положения
- •2.5.2. Порядок выполнения работы
- •2.5.3. Контрольные вопросы
- •2.6 Лабораторная работа 8
- •2.6.1. Основные теоретические положения
- •2.6.2. Прямое измерение емкости и индуктивности.
- •2.6.3. Порядок выполнения работы
- •2.6.4. Контрольные вопросы
- •3.1. Основные сведения из теории
- •3.1.1. Представление о погрешностях измерения
- •3.1.2. Систематическая погрешность
- •3.1.3. Оценка результирующей систематической погрешности и внесение поправок
- •3.1.4. Неисключенные остатки систематической погрешности
- •3.1.5. Пример обработки результата наблюдения при однократном измерении
- •3.1.6. Обработка результатов наблюдений при наличии случайной погрешности
- •3.2. Задания для самостоятельного решения
- •3.2.1. Задача № 5. Обработка результатов наблюдений при однократном измерении
- •3.2.2. Задача № 6. Обработка результатов прямых измерений, содержащих случайные погрешности
- •3.3.1. Основные теоретические положения
- •3.3.2. Порядок выполнения работы
- •3.3.3. Контрольные вопросы
- •3.4. Лабораторная работа 10
- •3.4.1. Основные сведения из теории
- •3.4.2. План выполнения работы
- •3.4.3. Контрольные вопросы
- •3.5.1. Основные сведения из теории
- •3.5.1.1. Построение статистических моделей
- •3.5.1.2. Алгоритм критерия Пирсона
- •Значения функции плотности вероятности нормированного
- •3.5.1.3. Алгоритм проверки гипотезы о промахах
- •3.5.1.4. Запись результата измерений
- •3.5.2. План выполнения работы
- •Значение коэффициентов Стьюдента
- •Результаты статистических испытаний
- •Результаты обработки статистического ряда
- •3.5.3. Контрольные вопросы
- •Результаты исследования входного сопротивления на соответствие
- •3.6. Лабораторная работа 12
- •3.6.1. Основные сведения из теории
- •3.6.2. План выполнения работы
- •3.6.3. Контрольные вопросы
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
2.5.3. Контрольные вопросы
1) Начертить блок-схему электронного счетчика и объяснить назначение его основных элементов.
2) Охарактеризовать метод поверки электронного счетчика.
3) Какие погрешности вносят трансформаторы тока и напряжения в определение энергии Wн, на низкой стороне измерительных преобразователей.
4) Пояснить понятия "передаточное число", "постоянная счетчика", "порог чувствительности счетчика".
2.6 Лабораторная работа 8
Измерение полных сопротивлений электронными приборами
Цель работы: знакомство с работой электронного прибора ВМ 507 для измерения полных сопротивлений.
2.6.1. Основные теоретические положения
Электронные аналоговые приборы представляют собой средства измерений, в которых преобразование сигналов измерительной информации осуществляется с помощью аналоговых электронных устройств. Выходной сигнал таких средств является непрерывной функцией измеряемой величины. Электронные приборы применяются при измерении практически всех электрических величин. Их использование расширяет функциональные возможности средств измерений и обеспечивает высокий уровень метрологических характеристик. Широкое применение нашли электронные приборы для измерения сопротивления и фазы.
Наибольшее распространение получили омметры, схемы которых изображены на рис. 2.16,а,б, где ИСН – источник стабилизированного напряжения со значением на выходе Uo; У – усилитель постоянного тока; ОУ – операционный усилитель; ИМ – измерительный механизм;Rx – измеряемое сопротивление;Ro– образцовое сопротивление;Ux– напряжение, функционально связанное с измеряемым сопротивлениемRx.
В омметрах, построенных по схеме рис. 2.16,а, используется усилитель с большим внутренним сопротивлением. Угол поворота подвижной части ИМа определяется так:
= k Ux = k Uo Rx / (Ro+Rx), (2.57)
где k– коэффициент усиления.
а
б
Рис. 2.16. Структурные схемы измерения сопротивления: а – с операционным усилителем; б – с усилителем постоянного тока
Рис. 2.17. Структурная схема измерения угла сдвига фаз
В омметрах, построенных по схеме рис. 2.16,б, в цепь обратной связи включено Ro. Величина коэффициента усиленияkи входное сопротивление операционного усилителя выбираются большими, поэтому потенциалы входов У, определяемые какUx/k, и входной ток практически равны нулю. Следовательно, токи, проходящие черезRoиRx, равны и справедливо соотношение:
Uo/Rx = Ux/Ro, (2.58)
откуда следует, что угол поворота подвижной части
= Su Uo Ro / Rx,(2.59)
где Su– чувствительность ИМ.
При измерении угла сдвига фаз электронными приборами наибольшее распространение получил метод преобразования фазового сдвига во временной интервал. Структурная схема такого метода представлена на рис. 2.17.
Синусоидальные сигналы u1иu2, сдвиг по фаземежду которыми измеряется, подаются на входы усилителей-ограничителей (УО), которые преобразуют их в симметричные сигналы прямоугольной формы (рис.2.18, а, б). Сигналы, полученные с выходов управляемых мультивибраторов, показаны на рис. 2.18, в, г. Они формируют сигналы длительностьюТ/2и сдвинутые друг относительно друга на времяТ, пропорциональное сдвигу по фазе. Эти импульсы поступают в дифференцирующую распределительную цепь (ДРЦ), на выходе которой получают остроконечные импульсы одинаковой формы (рис. 2.18, д). Выходные мультивибраторы формируют прямоугольные импульсы длительностью (Т/2 + Т)и (Т/2 - Т) (рис. 2.18, е). Показания магнитоэлектрического микроамперметра, включенного по схеме вычитания токов, пропорциональны среднему значению (постоянной составляющей) разности токов (рис. 2.18, ж) выходных мультивибраторов (ВМ) за период сигнала.
Вращающий момент Мдля выпрямительных приборов определяется по выражению:
, (2.60)
где Icp– среднее значение тока на периодеТ.
а)
б)
в)
г)
д)
е)
ж)
з)
и)
Рис. 2.18. Временные диаграммы работы измерителя угла сдвига фаз
В данном случае показания микроамперметра будут зависеть от скважности импульсов ( Т/(Т/2)). ПриТ = (Т/2) имеем = Т = (Т/2) = =180или в общем случае:
(2.61)
Электронный прибор ВМ507 позволяет производить измерение полных сопротивлений (импеданса) в диапазоне частот 5 Гц – 500 кГц. Измеряемое сопротивлениеZопределяется в виде модуляZи угла сдвига фаз. Значения этих величин отсчитываются по стрелочным приборам на передней панели прибора. ДиапазонZсоставляет от 1 Ом до 10 МОм, а диапазон– от –90 до +90. Прибор может быть использован для прямого измеренияLиС.