kontr_zadan_electroteh

последовательным возбуждением. Сопоставьте достоинства и недостатки этих двигателей.

7.Номинальный ток нагрузки генератора равен 108,7А. При этом

UН = 230 В, ηН = 0,89. Рассчитать мощность, потребляемую генератором от привода.

8.Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

включен в сеть с напряжением UН = 220 В. Ток, потребляемый из сети, составляет 20А. Сопротивление цепи возбуждения RВ = 110 Ом. Определить конструктивный коэффициент момента КМ, если магнитный поток машины Ф = 0,01 Вб, а вращающий момент на валу 10 Нм.

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

В учебнике дается подробная классификация современных электроизмерительных приборов. Чаще всего применяются электромеханические показывающие приборы прямого действия магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической систем. Следует обратить внимание на условные знаки систем, которые отображают принцип создания вращающего момента. Изучив устройство и принцип работы приборов, можно выявить характерные для каждой системы достоинства и недостатки по таким признакам, как точность, величина потребляемой мощности, способность выдерживать перегрузки, возможность работы в цепях постоянного и переменного тока, равномерность шкалы, чувствительность к посторонним воздействиям. В практике электрических измерений возникает необходимость измерять ряд физических величин в очень широком диапазоне.

Для расширения диапазона измерений приборов применяют шунтирующие и добавочные резисторы, измерительные трансформаторы, называемые масштабными измерительными преобразователями.

Шунтирующие резисторы используются для расширения пределов измерений магнитоэлектрических приборов по току. Следует обратить внимание на ,точто амперметр включается параллельно шунтирующему резистору. Сопротивление шунтирующего резистора определяется из соотношения:

50

RШ = RИМ ,

n -1

где п = I/IИМ – коэффициент шунтирования, показывающий, во сколько раз измеряемый ток I больше тока I ИМ в цепи катушки измерительного механизма (ИМ) прибора.

Таким образом, применение шунтирующего резистора увеличивает цену деления прибора в n раз:

С А/ = С А × n .

Задача 9.1

Шкала миллиамперметра магнитоэлектрической системы с сопротивлением RИM=2 Ом разбита на150 делений. Верхний предел измерения прибора I Н=30 мА. Определить сопротивление шунтирующего резистора, если этим прибором необходимо измерить ток 15 А.

Решение

Цена деления прибора без шунтирующего резистора:

пределов измерения приборов различных систем по напряжению. Они включаются последовательно с ИМ прибора. Сопротивление добавочного резистора:

RД = RИМ ×(m -1) ,

51

где m = U/UИM – коэффициент кратности напряжений, показывающий, во сколько раз измеряемое напряжениеU больше напряжения UИM. Таким образом, применение добавочного резистора увеличивает цену деления прибора в m раз:

C1V = CV × m .

Задача 9.2

Вольтметр с неименованной шкалой, используемый с добавочным резистором, имеет верхний предел измерения600 В и число делений шкалы, равное 150. Сопротивление RИM=10 Ом, сопротивление RД=100 Ом. Напряжение UИM составляет 40 В. Определить измеряемое напряжение.

Решение

Цена деления вольтметра без добавочного резистора:

Из соотношения RД = RИM(m-l) определяется коэффициент кратности напряжений:

Цена деления вольтметра с добавочным резистором:

C1V = CV × m = 4 ×11 = 44 В дел .

Число делений, на которое отклоняется указатель прибора:

переменного тока применяются измерительные трансформаторы. Следует иметь в виду, что использование измерительных

52

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала один конец вторичных обмоток ТТ и ТН заземляется.

Цены деления приборов, включенных через измерительные трансформаторы, определяются следующими выражениями:

ваттметра, включенного с использованием ТТ:

C1W = CW × K IH ;

ваттметра, включенного с использованием ТН и ТТ:

C1W = CW × K IH × KUH ,

где Cw – цена деления ваттметра непосредственного включения;

К1H = I1H I 2 H – номинальный коэффициент трансформации ТТ;

53

КUH =U1H U 2 H – номинальный коэффициент трансформации ТН.

Устандартных измерительных трансформаторов

большинстве случаев I2H = 5A, a U2H = 100 B.

Задача 9.3

Определить показание амперметра с именованной шкалой, включенного в однофазную цепь синусоидального тока использованием ТТ 300/5 А. Известно, что ток I в цепи нагрузки составил 150 А.

Решение

Коэффициент трансформации ТТ:

КUH=3. Определить показание ваттметраРИМ, а также мощность Р, потребляемую нагрузкой. Верхний предел токовой катушки

делений NW, равное 10.

Решение

Цена деления ваттметра без использования ТН:

54

РИМ = СW × NW =10 ×10 =100 ВТ.

Цена деления ваттметра с использованием ТН:

CW1 = СW × KUH =10 ×3 = 30 Вт/дел.

Мощность, потребляемая нагрузкой:

Р = СW1 × NW = 30 ×10 = 300 ВТ.

Важным показателем прибора является его класс точности.

О точности электроизмерительного прибора судят по величине

где ∆ прm – максимальное значение абсолютной погрешности.

55

Согласно ГОСТ, электромеханические показывающие приборы делятся на восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Самый высокий класс точности – 0,05, самый низкий – 4,0. Следует помнить, что класс точности характеризует свойства

приборов в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерения, так как последняя зависит еще от метода измерений и условий, при которых эти измерения выполняются.

Результат лабораторного измерения с оценкой точности записывается с использованием соотношения:

Задача 9.5

Определить относительную погрешность амперметра класса точности 0,5 с верхним пределом измерения30А, вносимую в измерение тока 4 А.

Решение

По классу точности определяются:

56

При определении результатов косвенных измерени относительную погрешность приборов βпр следует вычислять по формулам, зависящим от функциональной связи между искомой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Следует иметь в виду, что методические погрешности

измеряемой величины; влияния средств измерений на объект; приемов использования средств измерения.

RH= 1000 Ом.

Рисунок 33

57

Решение

Действительное значение тока в цепи Iд (до включения прибора) определяется соотношением:

IД= Е/(г + R) =22·10-3 /(100 + 1000) = 2·10-5А=20 мкА.

Измеренное значение тока Iи (после включения прибора)

определяется соотношением:

IИ = Е/(г + R + RИM) = 22·10 -3/(100 + 1000 + 2500) = = 0,61·10-5А =6,1 мкА.

Относительная методическая погрешность измерения тока:

Входное сопротивление цепи со стороны измерителя тока составляет:

RBX = Rab= r + R = 100 + 1000 = 1100 Ом.

Сопротивление катушки ИМ прибора RИM = 2500 Ом. Этим объясняется большая методическая погрешность измерения тока. Погрешности, обусловленные средствами измерений, получили название инструментальных:

β ин=βпр+βмп.

Если в рассматриваемой задаче пренебречь инструментальной погрешностью, то результат измерения тока с оценкой точности может быть записан как:

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

58

3. Что называется классом точности прибора и как о определяется?

4. Как по известному классу точности электроизмерительного

пределом измерения 150 В. Показания какого вольтметра точнее, если первый зафиксировал напряжение 29,2 В, а второй – 30 В?

6.Какое влияние оказывают масштабные преобразователи на результат измерения?

7.Амперметр класса точности2,5 с верхним пределом измерения 15A числом делений шкалы150 включён в цепь с шунтом, расширяющим предел измерения в10 раз. Определить погрешность измерения тока и результат измерения с оценкой точности, если указатель амперметра отклонился на 30 делений, а класс точности шунта0,2. Методической погрешностью пренебречь.

8.В чём заключается особенность оценки погрешности при косвенных измерениях?

10 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Выполнение контрольной работы является важным этапом в процессе заочного обучения, позволяющим студенту проверить и оценить свои знания. Это может состояться при условии самостоятельной работы студента. Прежде чем приступить к решению очередной задачи, нужно изучить материал по учебнику, разобраться с решениями задач на данную , тему выполненными в предыдущем разделе. В случае затруднений можно получить консультацию у преподавателя на кафедре ТОЭ в установленные дни.

59