Федеральное агентство по рыболовству

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Мурманский государственный технический университет»

Кафедра «Электрооборудования судов»

Расчетно-графическое задание

по дисциплине Информационно-измерительные системы

студента 5 курса ВЗФ факультета

специальность «ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ»

учебной группы № ВЭП-5

Нырков Ю.В.

Вариант №9

Мурманск

2010

Задача 1.

Косвенным методом амперметра и вольтметра измеряется мощность в цепи постоянного тока. Приборы показывают силу тока I=12А и на­пряжение U=185В. Пределы измерения вольтметра U_н=250В, амперметра I_н=15А, а классы точности этих приборов К_В=4 и К_А=2,5. Вычислить и записать в соответствии с ГОСТом 8.207-80 результаты измерений, считая, что случайные погрешности измерений так же, как и систематическая погрешность метода измерений, пренебрежимо малы. Доверительную вероятность р принять равной 0,95. Распределение не исключенных систематических погрешностей считать равномерным.

Решение.

1. Значение мощности по показаниям приборов

Р = UI = Вт;

2. Оценим значение основной абсолютной погрешности при измерении вольтметром и амперметром:

3. Определяем погрешность измерения при косвенном методе:

искомые значение мощности Р = (2220 138) Вт.

При доверительной вероятности равной 0,95 и равномерном распределении систематических погрешностей имеем

= (2*138)= 276 Вт

4. P=2220 Вт; = 276 Вт; р=0,95

Задача 2.

Последовательно соединены четыре резистора R_A=750 Ом, R_B= 1200 Ом, R_С=850 Ом и R_D=600 Ом. Напряжение, приложенное к схеме равно U=12В. Определить показания вольтметра, поочередно подсоединяемого к каждому из четырех резисторов. Сопротивление вольтметра R_v= 5кОм, его номинальное напряжение U_BH= 15В и класс точности К_в=1.

Равна ли сумма показаний вольтметра приложенному к схеме напряжению U? Если не равна, то почему? Результаты измерений найти и записать соответственно требованиям ГОСТа 8.207-80.

Решение.

1. Показания вольтметра

2. Сила тока

3. 

4. 

5. 

6. Показания вольтметра:

7. Максимальные абсолютные погрешности вольтметра:

= = 0,225 В

8. Аналогично определяем показания вольтметров на других резисторах.

_{Получим:}

2,348 В, = 0,225 В, р=1

3,668 В, = 0,225 В, р=1

2,659 В, = 0,225 В, р=1

1,927 В, = 0,225 В, р=1

Сумма показаний вольтметра не равна приложенному напряжению к схеме, т.к. при измерении напряжения имеет место методическая погрешность, вызванная шунтированием входной цепи вольтметра участка электрической цепи, на котором измеряется падение напряжения.

Задача 3.

Для измерений неэлектрических физических величин - Давление в цилиндрах дизеля (для снятия осциллографом индикаторных диаграмм работающего дизеля), значения которых могут изменяться в пределах - До 1 МПа, выбрать первичный измерительный преобразователь и электроизмерительный прибор, обеспечивающие выполнение требований – Требуемая точность измерений: средняя. Обосновав выбор преобразователя и электроизмерительного прибора, необходимо подобрать по каталогам типы приборов, соответствующие указанным пределам измерений, и оценить вероятные пределы достоверности результатов измерений, учитывая классы точности преобразователя и измерительного прибора, а также возможную методическую погрешность. Случайные погрешности считать пренебрежимо малыми по сравнению со систематическими. Доверительную вероятность можно считать равной 0,95, распределение не исключенных систематических погрешностей равномерным.

ИНДИКАТОР ДАВЛЕНИЯ МВГ-1 Назначение изделия

Индикатор давления МВГ-1 предназначен для совместной работы с неохлаждаемым датчиком давления ДМВГ-160-500, установленным в полости, связанной с камерой сгорания цилиндра ДВС.       Индикатор давления осуществляет:       а)  преобразование сигнала, полученного от датчика давления ДМВГ-160-500, в аналоговый            выходной сигнал, пропорциональный давлению в камере сгорания;       б)  выдает информацию на цифровом табло, соответствующую максимальному давлению в            камере сгорания.

Технические данные

1. Индикатор давления МВГ-1

а)	Индицируемое давление на табло	Мра	0 20
б)	Выходное напряжение аналогового сигнала	В	0 5
в)	Напряжение питания	В	=18 36
г)	Защита от переполюсовки питания

2. Неохлаждаемый датчик давления ДМВГ - 160-500

а)	Измеряемое давление	Мра	0 20
б)	Зона рабочих температур на мембране	С	-40 +500
в)	Основная погрешность в зоне рабочих температур	%	0,5 1,0
г)	Собственная частота	kHz	20,0
д)	Присоединительные размеры	М	12 x 1,25
е)	Вес	Gr	75

Вопрос. Опишите принцип действия логометров, поясните характерные особенности их конструкций, схемы включения и применение логометров для измерения, пользуясь данными:

• Измеряемая величина - Перемещение (с помощью индуктивных первичных преобразователей)

• Тип логометра – Электродинамический

Ответ.

Принцип действия Логометр основан на том, что направленные встречно вращающие моменты, возникающие вследствие воздействия на подвижную часть Логометр величин, входящих в измеряемое отношение, уравновешиваются при отклонении подвижной части на некоторый угол. Например, подвижную часть Логометр образуют две скрепленные под углом рамки, токи к которым подводятся через безмоментные спирали. Находясь в поле постоянного рамки, стремятся повернуться в направлении действия большего момента, и подвижная часть отклоняется до тех пор, пока моменты не уравновесятся. Логометр широко применяются в различных схемах для измерения электрических величин.

Логометр электродинамический - измеритель отношений двух величин на базе электродинамического измерительного механизма.

Для построения отношения интересующих величин в электродинамических логометрах используются либо вращающаяся катушка со скрещенными обмотками, либо перекрестное поле двух неподвижных катушек. В зависимости от схемы различаются области применения: измеритель коэффициента мощности, измеритель емкости или измеритель индуктивности.

Логометр электродинамический со скрещенными катушками. При помощи неподвижной катушки (рнс.1, а) создается неоднородное

Р ис. 1 Измерительный механизм логометрический электродинамической системы (изображение схематичное):

а - со скрещенными катушктми; 6-,-о скрещенными полями; / - магннто-провод; 2 - магнитомягкнй сердечник: 3 - иолсеоздающая катушка; 4 - подвижные скрещенные ка1ушки: 5 - пары неподвижных катушек, создающих скрещенные поля; 6 - обичнчн подвижная катушка (рамка)

поле, в котором размещается крестообразная катушка. Измеряемые токи подводится к обеим частям (обмоткам) этой вращающейся катушки через безмоментные пружины. Вращающие моменты, создаваемые обоими токами, направлены встречно. При этом вращающаяся катушка занимает в неоднородном поле стационарной катушки такое положение, при котором оба вращающих момента становятся равными по значению. Вследствие этого показание, как и в случае измерительного механизма со скрещенными катушками (магнитоэлектрический логометр), зависит от отношения обоих токов и сдвига фаз между ними.

Логометр электродинамический с перекрестным полем. По сравнению с логометром со скрещенными катушками здесь роли катушек меняются (рнс.1, б). Имеются две пары неподвижных катушек, образующих цепь напряжения и создающих встречно направленные поди и соответствующие им вращающие моменты. Подвижная катушка имеет только одну обмотку, служащую токовой цепью.

Использование логометрической схемы не требует стабилизации напряжения питания. Кроме того, в этой схеме влияние изменений сопротивлений линии связи на результат измерения незначительно. В качестве измерительного прибора применен магнитоэлектрический логометр с выпрямительной схемой и фильтром. Резисторы RI и R2 служат для подгонки шкалы прибора в соответствии с заданным диапазоном измеряемых перемещений 8Х. С изменением значения &х изменяются полные сопротивления Z1 и Z2 катушек индуктивного преобразователя, а тем самым изменяется отношение токов логометра, шкала которого проградуирована непосредственно в единицах перемещения.

Задача 4.

Четырехплечный мост постоянного тока предназначен для точных измерений величин сопротивлений. Первое плечо моста R₁ = Rx =7132334489

Второе плечо моста R₂ представляет собой пятидекадный магазин сопротивлений, состоящий из декады тысяч 10 х 1000 Ом, декады сотен 10 х 100 Ом, декады десятков 10x10 Ом, декады единиц 10 х I Ом и декады десятых долей 10 х 0,1 Ом. Третье и четвертое плечи отношений R₃ и R₄ состоят каждое из пяти резисторов, имеющих сопротивления 10000, 1000, 100, 10 и 1 Ом. Измеряемое сопротивление R_x = R*10^-7 Ом.

Напря­жение питания моста 8В.

Укажите, какие сопротивления (R₂ , R₃ , и R₄) должны быть установлены, чтобы мост был уравновешен, и точность измерения была наибольшей. Какой должна быть чувствительность нуль-индикатора (гальванометра), чтобы он реагировал на изменение сопротивления второго плеча на единицу в последней декаде магазина сопротивлений?