Контрольні завдання задача 1 Опрацювання результатів прямих вимірювань
Визначити відносну методичну похибку та надати результат вимірювання струму при одноразовому ввімкненні амперметра в коло навантаження з опором RН . Показ амперметра IX , границю вимірювання IН , опір RA і клас точності КА наведено у таблиці 1.
Таблиця 1 – Вихідні дані до задачі 1
№ вар. |
RН , Ом |
IX , А |
IН , А |
RА, Ом |
КА |
1 |
10 |
2,0 |
2,5 |
0,5 |
0,5 |
2 |
100 |
0,3 |
0,5 |
4,0 |
1,0 |
3 |
1000 |
0,12 |
0,15 |
14,5 |
0,1 |
4 |
20 |
1,4 |
2,0 |
0,5 |
1,0 |
5 |
200 |
0,12 |
0,2 |
10 |
1,5 |
6 |
2000 |
0,04 |
0,05 |
38 |
0,5 |
7 |
30 |
0,8 |
1,0 |
1,5 |
0,2 |
8 |
300 |
0,2 |
0,25 |
6,0 |
0,1 |
9 |
3000 |
0,03 |
0,05 |
60 |
0,2 |
10 |
40 |
0,6 |
1,0 |
1,0 |
1,5 |
11 |
400 |
0,16 |
0,2 |
8,0 |
1,0 |
12 |
4000 |
0,07 |
0,1 |
20 |
0,5 |
13 |
50 |
0,2 |
0,25 |
5,0 |
0,2 |
14 |
500 |
0,32 |
0,5 |
4,0 |
0,1 |
15 |
5000 |
0,028 |
0,05 |
40 |
0,5 |
16 |
60 |
0,45 |
0,5 |
3,0 |
1,0 |
17 |
600 |
0,12 |
0,15 |
12 |
0,2 |
18 |
6000 |
0,02 |
0,025 |
120 |
1,0 |
19 |
70 |
0,6 |
1,0 |
1,0 |
0,2 |
20 |
700 |
0,3 |
0,5 |
3,5 |
1,5 |
21 |
7000 |
0,018 |
0,025 |
210 |
0,5 |
22 |
80 |
0,8 |
1,0 |
0,8 |
0,1 |
23 |
800 |
0,09 |
0,15 |
12 |
0,2 |
24 |
8000 |
0,01 |
0,02 |
480 |
0,5 |
25 |
90 |
0,4 |
0,5 |
2,7 |
1,0 |
ЗАДАЧА 2 Опрацювання результатів опосередкованих вимірювань
Використовуючи дані таблиці 2, визначити похибку та надати результат опосередкованого вимірювання з дослідних даних прямих вимірювань АХ, виконаних вимірювальними засобами, що мають задані границі вимірювань АН і класи точності К, або отриманих з відомою абсолютною чи відносною похибкою.
Примітка. Всі величини мають розмірність Міжнародної системи одиниць СІ.
Таблиця 2 – Вихідні дані до задачі 2
№ вар |
Розрахункова формула |
Дані прямих вимірювань |
||||||||
перший параметр |
другий параметр |
третій параметр |
||||||||
АХ |
АН |
К |
АХ |
АН |
К |
АХ |
|
|
||
1 |
U=I(RH+RA) |
3 |
5 |
1,0 |
15 |
100 |
1,0/0,2 |
0,2 |
5,0 |
— |
2 |
I=U/(R0+RД) |
150 |
200 |
0,5/0,2 |
7400 |
9000 |
0,5 |
7600 |
1,0 |
— |
3 |
P=UI cos |
660 |
1000 |
0,5/0,5 |
20 |
30 |
1,0 |
45 |
1,0 |
— |
4 |
R= ((U/I)2-X2) |
220 |
300 |
1,0 |
4,4 |
5,0 |
1,0/1,0 |
30 |
1,5 |
— |
5 |
=1-(P0+PK)/P1 |
27 |
30 |
0,5 |
45 |
60 |
0,5 |
800 |
— |
10 |
6 |
U=E+IARA |
90 |
150 |
1,0/0,5 |
2 |
2,5 |
0,5 |
10 |
— |
0,5 |
7 |
=arctg(1/2FCR) |
400 |
1000 |
0,2/0,2 |
10-4 |
10-3 |
0,5/0,2 |
10 |
— |
0,2 |
8 |
I=U/(R2+X2) |
24 |
30 |
1,0/0,2 |
80 |
100 |
1,0 |
60 |
2,0 |
— |
9 |
P=PX-I2R1 |
40 |
150 |
0,2 |
4 |
10 |
0,5/0,2 |
0,1 |
— |
0,01 |
10 |
R0=U/I-RA |
120 |
150 |
1,0/0,5 |
2,4 |
3 |
0,5 |
0,5 |
10 |
— |
11 |
X=(U2/P)tg |
400 |
500 |
0,5/0,5 |
250 |
375 |
1,0 |
30 |
1,0 |
— |
12 |
W=(P1+P2)t |
600 |
900 |
0,5 |
1200 |
1500 |
0,5 |
600 |
— |
10 |
13 |
U=(U02+U12+U22) |
8 |
10 |
1,0/1,0 |
20 |
30 |
0,5 |
4 |
2,0 |
— |
14 |
I=(U-E)/RA |
110 |
200 |
0,5/0,2 |
90 |
150 |
0,5 |
10 |
— |
0,2 |
15 |
P=((UI)2-Q2) |
400 |
600 |
1,0/0,5 |
5 |
10 |
1,0 |
1200 |
1,5 |
— |
16 |
R=(U/I) cos |
24 |
30 |
0,5/0,5 |
0,2 |
0,25 |
1,0 |
60 |
1,5 |
— |
17 |
X=(P/I2) tg |
600 |
750 |
0,5 |
4 |
5 |
1,0 |
60 |
2,0 |
- |
18 |
Q=3 (P1+P2)KU |
400 |
750 |
1,0 |
450 |
750 |
1,0 |
10 |
— |
0,1 |
19 |
=arctg(2FL/R) |
50 |
100 |
0,2/0,2 |
0,1 |
0,2 |
0,5/0,2 |
20 |
— |
1,0 |
20 |
I=UШ/RШ+I0 |
0,9 |
1,0 |
0,5/0,2 |
0,1 |
1,0 |
0,5 |
1 |
0,5 |
— |
21 |
U=((UKA2+UKP2) KH) |
16 |
30 |
0,5 |
12 |
20 |
1,0/0,5 |
1 |
— |
0,04 |
22 |
R=U/(IA-IV) |
24 |
30 |
0,5/0,5 |
0,06 |
0,1 |
1,0 |
0,01 |
2,0 |
— |
23 |
X=(U/I) sin |
380 |
1000 |
1,0/1,0 |
2 |
2,5 |
0,5 |
30 |
1,0 |
— |
24 |
P=PX-U2/R1 |
180 |
375 |
0,5 |
60 |
100 |
1,0/1,0 |
8000 |
— |
40 |
25 |
Q=UI sin |
127 |
200 |
0,5/0,5 |
1,1 |
2,0 |
1,0 |
60 |
— |
1,0 |
ЗАДАЧА 3 Опосередковане вимірювання опору
За даними таблиці 3 потрібно:
вибрати прилади та схему їх вмикання для опосередкованого вимірювання омічного опору з мінімальною похибкою;
надати результати вимірювання струму, напруги та опору;
знайти аналітично і графічно величину опору навантаження R*, за якою методічні похибки в обох схемах будуть однакові;
побудувати графіки залежності методичної похибки для двох можливих схем вмикання приладів від величини опору навантаження RН при зміні від 0 до 2R*;
зробити висновок про доцільний діапазон застосовування цих схем.
Таблиця 3 – Вихідні дані до задачі 3
№ вар. |
Покази приладів |
Дані приладів |
|||||||||
aмперметр А |
вольтметр V1 |
вольтметр V2 |
|||||||||
U,B |
I, A |
IН,А |
KА |
RА,Ом |
UН1,В |
KV1 |
RV1,кОм |
UН2,В |
KV2 |
RV2,кОм |
|
1 |
100 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
1,0 |
100 |
1,0/1,0 |
100 |
150 |
0,5 |
100 |
2 |
100 |
0,4 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
200 |
1,0/0,5 |
50 |
150 |
1,0 |
50 |
3 |
100 |
0,4 |
1,0 |
0,2 |
0,5 |
200 |
1,0/0,2 |
50 |
300 |
0,5 |
50 |
4 |
100 |
0,4 |
1,0 |
0,5 |
2,5 |
500 |
0,5/0,2 |
100 |
300 |
0,2 |
100 |
5 |
100 |
0,4 |
0,5 |
1,5 |
1,25 |
500 |
0,5/0,5 |
25 |
150 |
1,5 |
25 |
6 |
200 |
0,2 |
0,5 |
0,5 |
4,0 |
200 |
1,0/1,0 |
50 |
300 |
1,0 |
50 |
7 |
200 |
0,2 |
0,25 |
1,0 |
10 |
500 |
1,0/0,5 |
50 |
300 |
0,5 |
50 |
8 |
200 |
0,2 |
0,25 |
1,5 |
20 |
500 |
1,0/0,2 |
25 |
250 |
1,0 |
25 |
9 |
200 |
0,2 |
0,5 |
0,2 |
5,0 |
400 |
0,5/0,5 |
25 |
600 |
0,5 |
25 |
10 |
200 |
0,2 |
1,0 |
0,2 |
1,0 |
1000 |
0,5/0,2 |
100 |
250 |
1,5 |
100 |
11 |
50 |
1,0 |
2,0 |
1,0 |
0,5 |
50 |
1,0/1,0 |
50 |
60 |
0,5 |
50 |
12 |
50 |
1,0 |
2,5 |
0,5 |
0,2 |
100 |
1,0/0,5 |
50 |
60 |
1,5 |
50 |
13 |
50 |
1,0 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
100 |
1,0/0,2 |
25 |
75 |
1,0 |
25 |
14 |
50 |
1,0 |
2,5 |
1,0 |
0,25 |
200 |
0,5/0,5 |
100 |
75 |
0,5 |
100 |
15 |
50 |
1,0 |
5,0 |
0,2 |
0,1 |
200 |
0,5/0,2 |
100 |
150 |
0,2 |
100 |
16 |
25 |
0,25 |
0,25 |
1,5 |
10 |
50 |
1,0/1,0 |
10 |
30 |
1,0 |
10 |
17 |
25 |
0,25 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
50 |
1,0/0,5 |
10 |
50 |
1,0 |
10 |
18 |
25 |
0,25 |
0,75 |
0,5 |
1,0 |
100 |
1,0/0,2 |
20 |
60 |
0,5 |
20 |
19 |
25 |
0,25 |
1,0 |
0,5 |
0,5 |
100 |
0,5/0,5 |
20 |
75 |
1,0 |
20 |
20 |
25 |
0,25 |
1,5 |
0,2 |
0,2 |
100 |
0,5/0,2 |
50 |
100 |
0,5 |
50 |
21 |
250 |
0,5 |
0,5 |
1,5 |
5,0 |
500 |
1,0/1,0 |
100 |
250 |
1,5 |
100 |
22 |
250 |
0,5 |
0,6 |
1,0 |
2,0 |
400 |
1,0/0,5 |
100 |
300 |
1,0 |
100 |
23 |
250 |
0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,0 |
500 |
1,0/0,2 |
100 |
300 |
1,0 |
100 |
24 |
250 |
0,5 |
1,0 |
0,5 |
0,5 |
1000 |
0,5/0,5 |
200 |
500 |
1,5 |
200 |
25 |
250 |
0,5 |
2,0 |
0,5 |
0,5 |
1000 |
0,5/0,2 |
200 |
600 |
0,5 |
200 |
ЗАДАЧА 4 Магнітоелектричні прилади
Магнітоелектричний мілівольтметр має границю вимірювання UН, число поділок шкали Н і опір вимірювального механізму R0 (таблиця 4). Визначити:
опори двограничного шунта для отримання на засаді цього магнітоелектричного механізму амперметра з границями вимірювання IН1 і IН2;
опори двограничного додаткового резистора для отримання вольтметра з границями вимірювання UН1 і UН2;
ціну поділки (сталу приладу) і чутливість у кожному разі;
власне споживання потужності на кожній границі вимірювання;
клас точності розрахованих амперметра і вольтметра.
Навести схеми приладу з шунтом і з додатковим резистором.
Таблиця 4 – Вихідні дані до задачі 4
№ вар. |
UН , мВ |
Н , под. |
R0 , Ом |
IН1 , А |
IН2 , А |
UН1 , В |
UН2 , В |
Класи точності |
||
приладу |
RД |
RШ |
||||||||
1 |
100 |
200 |
35 |
10,0 |
0,5 |
300 |
600 |
0,2 |
0,1 |
0,5 |
2 |
100 |
100 |
25 |
5,0 |
0,5 |
600 |
150 |
0,1 |
0,5 |
0,05 |
3 |
100 |
200 |
50 |
1,5 |
1,0 |
400 |
100 |
0,5 |
0,1 |
0,2 |
4 |
200 |
100 |
40 |
2,5 |
1,0 |
200 |
400 |
1,0 |
1,0 |
0,5 |
5 |
200 |
200 |
50 |
5,0 |
0,5 |
250 |
500 |
1,5 |
1,0 |
0,2 |
6 |
200 |
200 |
20 |
10,0 |
0,5 |
250 |
100 |
0,5 |
0,02 |
0,01 |
7 |
200 |
100 |
40 |
20,0 |
1,0 |
250 |
750 |
0,2 |
0,05 |
0,02 |
8 |
200 |
200 |
25 |
20,0 |
1,0 |
100 |
200 |
0,1 |
0,2 |
0,05 |
9 |
100 |
50 |
20 |
5,0 |
0,5 |
50 |
150 |
2,5 |
1,0 |
0,5 |
10 |
150 |
150 |
20 |
10,0 |
0,25 |
100 |
300 |
1,5 |
1,0 |
0,05 |
11 |
50 |
250 |
50 |
5,0 |
1,0 |
200 |
600 |
1,0 |
0,2 |
0,5 |
12 |
250 |
100 |
50 |
1,0 |
5,0 |
300 |
150 |
0,5 |
0,02 |
0,01 |
13 |
250 |
250 |
50 |
4,0 |
2,5 |
500 |
250 |
0,2 |
0,01 |
0,02 |
14 |
100 |
200 |
25 |
1,5 |
5,0 |
600 |
300 |
0,1 |
0,5 |
0,2 |
15 |
100 |
200 |
25 |
2,0 |
0,5 |
600 |
150 |
1,0 |
0,2 |
0,1 |
16 |
100 |
100 |
25 |
5,0 |
1,0 |
250 |
100 |
0,5 |
0,05 |
0,5 |
17 |
60 |
150 |
10 |
5,0 |
20,0 |
100 |
600 |
1,5 |
0,1 |
0,05 |
18 |
100 |
100 |
20 |
5,0 |
10,0 |
220 |
380 |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
19 |
150 |
300 |
10 |
10,0 |
15,0 |
100 |
450 |
0,1 |
0,01 |
0,02 |
20 |
500 |
250 |
50 |
1,0 |
2,5 |
100 |
50 |
1,0 |
0,5 |
0,05 |
21 |
500 |
250 |
40 |
1,0 |
5,0 |
50 |
200 |
0,5 |
0,01 |
0,1 |
22 |
500 |
250 |
55 |
5,0 |
10,0 |
100 |
250 |
0,2 |
0,05 |
0,02 |
23 |
500 |
500 |
200 |
1,0 |
2,5 |
200 |
300 |
0,1 |
0,01 |
0,05 |
24 |
250 |
100 |
50 |
0,5 |
4,0 |
250 |
50 |
2,5 |
1,0 |
0,5 |
25 |
50 |
50 |
100 |
2,0 |
5,0 |
75 |
150 |
1,0 |
0,1 |
0,5 |
ЗАДАЧА 5 Вимірювання напруги електромеханічними приладами
Визначити покази магнітоелектричного, випрямного, електромагнітного і електродинамічного вольтметрів при вимірюванні періодичної напруги, що указана у таблиці 5 (частота основної гармоніки 50 Гц).
Навести графік вимірювальної напруги u(t) і графік струму вимірювального механізму випрямного приладу, прийнявши RV =10 кОм.
Таблиця 5 – Вихідні дані до задачі 5
№ вар. |
u(t), B |
№ вар. |
u(t), B |
1 |
10 + 100 sin t |
15 |
10 sin t - 2 sin 2t |
2 |
5 - 20 sin t |
16 |
-20 - 20 sin 2t |
3 |
200 + 100 sin 2t |
17 |
30 sin t + 6 sin 2t |
4 |
-50 + 50 sin t |
18 |
120 - 80 sin t |
5 |
40 sin t +5 sin 3t |
19 |
50 sin t - 10 sin 3t |
6 |
-10 + 100 sin t |
20 |
-25 sin t - 5 sin 2t |
7 |
-5 - 20 sin t |
21 |
20 + |50 sin t| |
8 |
-200 + 100 sin 2t |
22 |
50 - |20 sin t| |
9 |
50 - 50 sin t |
23 |
100 при 0t< -100 при t<2 |
10 |
-40 sin t - 5 sin 3t |
||
11 |
-150 - 100 sin 2t |
24 |
40 при 0t< -200 при t<2 |
12 |
10 + 10 sin t |
||
13 |
-60 sin t +10 sin 3t |
25 |
100 - |100 sin t| |
14 |
-100 sin t + 20 sin 2t |
ЗАДАЧА 6 Вимірювання потужності в однофазному колі
Для вимірювання потужності однофазного навантаження використовується електродинамічний ватметр. Потрібно:
вибрати схему вмикання ватметра з меншою методичною (амплітудною) похибкою вимірювання;
визначити показ ватметра;
надати результат вимірювання потужності навантаження для кожної схеми;
знайти аналітично та графічно величину опору навантаження R*, за якою методічні похибки в обох схемах будуть однакові;
побудувати графіки залежності методичної похибки для двох можливих схем вмикання ватметра від величини опору навантаження при зміні від 0 до 2R*;
зробити висновок про доцільний діапазон використання кожної схеми.
Напругу живлення схеми UП , опір навантаження RН , граничні струм IН і напругу UН ватметра, опори його послідовного кола RI та паралельного кола RU, а також клас точності КW наведено в таблиці 6.
Таблиця 6 – Вихідні дані до задачі 6
№ вар. |
UП, B |
RН, Ом |
IН, А |
UН, B |
RI, Ом |
RU, кОм |
KW |
1 |
20 |
50 |
0,5 |
30 |
1,0 |
2 |
1,0 |
2 |
50 |
25 |
2,5 |
15 |
0,2 |
5 |
0,5 |
3 |
120 |
30 |
5 |
150 |
0,1 |
10 |
0,5 |
4 |
220 |
55 |
5 |
300 |
0,1 |
20 |
1,0 |
5 |
240 |
30 |
10 |
300 |
0,05 |
20 |
0,2 |
6 |
400 |
50 |
10 |
600 |
0,05 |
40 |
0,2 |
7 |
60 |
80 |
1 |
75 |
0,5 |
5 |
1,0 |
8 |
140 |
20 |
10 |
150 |
0,05 |
10 |
0,5 |
9 |
270 |
60 |
5 |
300 |
0,1 |
20 |
1,0 |
10 |
380 |
40 |
10 |
450 |
0,05 |
30 |
0,5 |
11 |
25 |
10 |
5 |
30 |
0,1 |
2 |
0,2 |
12 |
40 |
20 |
2,5 |
60 |
0,2 |
4 |
0,2 |
13 |
80 |
50 |
2 |
150 |
0,25 |
10 |
0,5 |
14 |
180 |
45 |
5 |
300 |
0,1 |
20 |
1,0 |
15 |
240 |
30 |
10 |
300 |
0,05 |
20 |
1,0 |
16 |
360 |
190 |
2,5 |
450 |
0,2 |
30 |
0,5 |
17 |
450 |
300 |
2 |
600 |
0,25 |
40 |
1,0 |
18 |
16 |
40 |
0,5 |
30 |
1,0 |
2 |
0,2 |
19 |
70 |
10 |
10 |
75 |
0,05 |
5 |
0,2 |
20 |
105 |
70 |
2 |
150 |
0,25 |
10 |
0,5 |
21 |
160 |
40 |
5 |
300 |
0,1 |
20 |
0,5 |
22 |
210 |
30 |
10 |
300 |
0,05 |
20 |
1,0 |
23 |
320 |
80 |
5 |
450 |
0,1 |
30 |
1,0 |
24 |
100 |
250 |
0,5 |
150 |
1,0 |
10 |
0,5 |
25 |
35 |
70 |
1 |
60 |
0,5 |
4 |
0,2 |
ЗАДАЧА 7 Міст постійного струму
Опір RX вимірюється за допомогою моста постійного струму. Згідно з наведеними у таблиці 7 значеннями опорів пліч моста, опору гальванометра RГ, ЕРС джерела живлення Е0 і його внутрішнього опору R0, потрібно:
навести схему моста;
обчислити значення опору резистора RX в урівноваженому стані моста;
визначити, яку мінімальну чутливість до струму SI повинен мати гальванометр, щоб можна було виміряти опір RX з відносною похибкою ;
розрахувати, яким має бути зовнішній опір гальванометра, що дорівнює критичному значенню.
Таблиця 7 – Вихідні дані до задачі 7
№ вар. |
Опори пліч моста, Ом |
RГ , Ом |
R0 , Ом |
E0 , В |
, % |
|||
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
|||||
1 |
RX |
300 |
100 |
1000 |
100 |
15 |
3 |
1,0 |
2 |
750 |
1000 |
RX |
2500 |
200 |
20 |
3 |
0,2 |
3 |
600 |
RX |
1000 |
500 |
400 |
15 |
6 |
1,5 |
4 |
100 |
5600 |
1000 |
RX |
300 |
10 |
10 |
1,5 |
5 |
9750 |
1000 |
RX |
100 |
500 |
10 |
8 |
0,5 |
6 |
RX |
1500 |
3000 |
1000 |
1100 |
10 |
10 |
0,5 |
7 |
500 |
RX |
1000 |
2500 |
750 |
10 |
10 |
1,0 |
8 |
100 |
1000 |
9500 |
RX |
1500 |
10 |
15 |
2,0 |
9 |
1250 |
1000 |
RX |
100 |
1000 |
20 |
5 |
0,5 |
10 |
RX |
1000 |
8550 |
10 |
1500 |
10 |
20 |
1,5 |
11 |
100 |
2000 |
500 |
RX |
500 |
15 |
2 |
0,5 |
12 |
5000 |
100 |
RX |
10000 |
1200 |
15 |
4 |
0,5 |
13 |
2000 |
RX |
1000 |
1500 |
300 |
20 |
6 |
0,2 |
14 |
RX |
5000 |
5000 |
1000 |
500 |
10 |
10 |
0,2 |
15 |
100 |
1000 |
RX |
50 |
100 |
20 |
2 |
0,5 |
16 |
100 |
RX |
1000 |
1500 |
150 |
15 |
3 |
1,0 |
17 |
960 |
1000 |
RX |
1000 |
300 |
10 |
6 |
0,2 |
18 |
RX |
1250 |
1000 |
100 |
750 |
10 |
20 |
0,5 |
19 |
100 |
2000 |
625 |
RX |
100 |
15 |
5 |
1,0 |
20 |
100 |
1000 |
RX |
4500 |
1000 |
10 |
20 |
0,1 |
21 |
5600 |
RX |
1000 |
100 |
1500 |
10 |
20 |
0,5 |
22 |
RX |
8250 |
100 |
1000 |
500 |
10 |
10 |
0,2 |
23 |
500 |
1000 |
RX |
640 |
200 |
15 |
5 |
1,0 |
24 |
1000 |
2000 |
6500 |
RX |
1000 |
10 |
12 |
1,5 |
25 |
7250 |
RX |
1000 |
10 |
300 |
10 |
6 |
1,0 |
ЗАДАЧА 8 Міст змінного струму
Відповідно до заданих у таблиці 8 параметрів моста змінного струму потрібно:
навести схему моста;
показати умови рівноваги моста (у різних формах запису);
визначити параметри шуканого плеча моста, при яких міст буде врівноважено, а також добротність котушки Q або тангенс кута втрат конденсатора tg .
Таблиця 8 – Вихідні дані до задачі 8
№ вар. |
Z1 |
Z2 |
Z3 |
Z4 |
f, Гц |
||||
R1, Ом |
другий параметр плеча |
R2, Ом |
другий параметр плеча |
R3, Ом |
другий параметр плеча |
R4, Ом |
другий параметр плеча |
||
1 |
? |
? |
15 |
0 |
30 |
100 мкф |
20 |
0 |
100 |
2 |
30 |
6 мГн |
20 |
0 |
? |
? |
100 |
0 |
500 |
3 |
100 |
2 мкф |
2000 |
3 мкф |
50 |
0 |
? |
? |
1000 |
4 |
100 |
1 мГн |
? |
? |
1000 |
0 |
0 |
1 мкф |
5000 |
5 |
100 |
1 мГн |
50 |
5 мГн |
? |
? |
100 |
0 |
500 |
6 |
200 |
2,5 мкф |
100 |
0 |
1000 |
0,1 мкф |
? |
? |
100 |
7 |
? |
? |
75 |
0 |
45 |
8 мГн |
120 |
0 |
50 |
8 |
100 |
6 мГн |
? |
? |
200 |
0 |
40 |
0 |
100 |
9 |
200 |
10 мкф |
100 |
0 |
200 |
0,5 мкф |
? |
? |
1000 |
10 |
40 |
14 мкф |
100 |
0 |
? |
? |
0 |
20 мкф |
400 |
11 |
25 |
5 мГн |
? |
? |
20 |
0 |
10 |
0 |
50 |
12 |
? |
? |
3 |
10 мГн |
20 |
0 |
10 |
0 |
100 |
13 |
30 |
0,5 мГн |
45 |
0 |
60 |
10 мкф |
? |
? |
400 |
14 |
20 |
0 |
10 |
1 мкф |
? |
? |
10 |
0 |
50 |
15 |
250 |
0,05 мкф |
1000 |
0 |
? |
? |
0 |
0,1 мкф |
1000 |
16 |
50 |
0,2 мкф |
? |
? |
200 |
0 |
100 |
0 |
50 |
17 |
? |
? |
314 |
10 мГн |
200 |
20 мГн |
200 |
0 |
2000 |
18 |
100 |
100 мГн |
200 |
0 |
? |
? |
40 |
0 |
50 |
19 |
100 |
0 |
? |
? |
30 |
1 мкф |
850 |
0 |
100 |
20 |
500 |
100 мГн |
1000 |
0 |
2000 |
0,1 мкф |
? |
? |
500 |
21 |
? |
? |
1000 |
0 |
2000 |
0,1 мкф |
500 |
0 |
50 |
22 |
10 |
10 мГн |
100 |
0 |
? |
? |
100 |
0 |
50 |
23 |
10 |
10 мГн |
? |
? |
1000 |
0 |
100 |
1 мкф |
100 |
24 |
? |
? |
15 |
0 |
30 |
100 мкф |
20 |
0 |
50 |
25 |
30 |
20 мкф |
45 |
0 |
60 |
10 мкф |
? |
? |
100 |
ЗАДАЧА 9 Електронно-променевий осцилограф
На вхід "Y" осцилографа подана напруга, частота якої fУ, а форма зображена на рис. 9. Лінійно-змінна напруга розгортки має час наростання tПР , час зворотного ходу променя tЗВ. Потрібно:
побудувати зображення на екрані осцилографа у нормальному режимі роботи (на час зворотного ходу променя електронно-променева трубка гаситься), а також у разі, коли ЕПТ не гаситься;
визначити миттєві значення напруги u1 і u2 , інтервал часу між ними, період і частоту сигналу за умови, що осцилограма на екрані має вигляд рис. 9.
Значення fУ , tПР , tЗВ , а також коефіцієнти відхилення КУ і розгортки КР наведено у таблиці 9.
Таблиця 9 – Вихідні дані до задачі 9
№ вар. |
Графік |
fУ , Гц |
tПР , мс |
tЗВ , мс |
КУ , В/под. |
КР , мкс/под. |
1 |
а |
50 |
50 |
10 |
10 |
10 |
2 |
б |
100 |
9 |
1 |
20 |
20 |
3 |
в |
200 |
9 |
1 |
5 |
50 |
4 |
г |
400 |
2,25 |
0,25 |
2 |
100 |
5 |
д |
500 |
1,8 |
0,2 |
0,5 |
1 |
6 |
е |
1000 |
0,45 |
0,05 |
0,1 |
5 |
7 |
а |
2000 |
0,45 |
0,05 |
1 |
100 |
8 |
б |
5000 |
0,09 |
0,01 |
0,05 |
2 |
9 |
в |
50 |
36 |
4 |
10 |
1000 |
10 |
г |
100 |
18 |
2 |
5 |
500 |
11 |
д |
200 |
4,5 |
0,5 |
20 |
200 |
12 |
е |
400 |
1,0 |
0,25 |
1 |
10 |
13 |
а |
500 |
3,6 |
0,4 |
0,01 |
20 |
14 |
б |
1000 |
0,9 |
0,1 |
0,5 |
50 |
15 |
в |
2000 |
0,9 |
0,1 |
2 |
1 |
16 |
г |
5000 |
0,36 |
0,04 |
0,05 |
200 |
17 |
д |
50 |
9 |
1 |
10 |
5 |
18 |
е |
100 |
4,5 |
0,5 |
0,02 |
500 |
19 |
а |
200 |
2,25 |
0,25 |
20 |
2 |
20 |
б |
400 |
4,5 |
0,5 |
5 |
100 |
21 |
в |
500 |
0,9 |
0,1 |
0,1 |
1000 |
22 |
г |
1000 |
1,8 |
0,2 |
1 |
50 |
23 |
д |
2000 |
0,2 |
0,05 |
0,02 |
2 |
24 |
е |
5000 |
0,18 |
0,02 |
0,01 |
200 |
25 |
а |
50 |
18 |
2 |
10 |
5 |
ЗАДАЧА 10 Побудова осцилограми на екрані осцилографа
Виконати графічну побудову осцилограми, яка має вийти на екрані електронно-променевого осцилографа, якщо безпосередньо до вертикально-відхиляючих і горизонтально-відхиляючих пластин підвести напруги, що змінюются за законами, указаними у таблиці 10. Чутливістю трубки задатися у межах 0,5…3 мм/В.
Таблиця 10 – Вихідні дані до задачі 10
№ вар. |
u(t), B |
№ вар. |
u(t), B |
||
Горизонтально-відхиляючі пластини |
Вертикально-відхиляючі пластини |
Горизонтально-відхиляючі пластини |
Вертикально-відхиляючі пластини |
||
1 |
10 + 30 sin t |
50 sin 2t |
14 |
60 sin 2t |
70 sin 3t |
2 |
50 sin 2t |
10 + 30 sin t |
15 |
70 sin 3t |
60 sin 2t |
3 |
40 sin t |
60 sin 3t |
16 |
80 sin (t+180) |
100 sin 2t |
4 |
60 sin 3t |
40 sin t |
17 |
100 sin 2t |
80 sin (t+180) |
5 |
100 sin t |
80 sin (t+45) |
18 |
50 sin (t+135) |
60 sin t |
6 |
80 sin (t+45) |
100 sin t |
19 |
60 sin t |
50 sin (t+135) |
7 |
25 sin 2t |
30 sin (t-90) |
20 |
60 sin 3t |
40 sin (2t+90) |
8 |
30 sin (t-90) |
25 sin 2t |
21 |
40 sin (2t+90) |
60 sin 3t |
9 |
70 sin (t+90) |
50 sin 3t |
22 |
30 + 70 sin t |
90 sin (t+90) |
10 |
50 sin 3t |
70 sin (t+90) |
23 |
90 sin (t+90) |
30 + 70 sin t |
11 |
20 sin t |
25 sin (t-180) |
24 |
30 sin 3t |
20 sin (2t+180) |
12 |
25 sin (t-180) |
20 sin t |
25 |
20 sin (2t+180) |
30 sin 3t |
13 |
10 + 35 sin t |
40 sin (t+180) |
|||
ЗАДАЧА 11 Вимірювання потужності у трифазних колах
Потужність симетричного трифазного навантаження вимірюється двома (у випадку активної потужності) або трьома (у випадку реактивної потужності) однофазними ватметрами, увімкненими через вимірювальні трансформатори струму і напруги. Потрібно:
Накреслити схему вмикання вимірювальних приладів і перетворювачів, виконати розмітку затисків.
Побудувати векторну діаграму, виділивши на ній вектори струмів і напруг, під дією яких знаходяться обмотки ватметрів.
Навести формулу для визначення показів кожного ватметра і потужності трифазного кола.
Вибрати коефіцієнти трансформації вимірювальних трансформаторів, якщо ватметри мають границі вимірювання за струмом 5А, за напругою 150В.
Визначити покази ватметрів, розрахувати потужність кола і похибку її вимірювання, якщо ватметри мають клас точності 0,5, а трансформатори – 0,2.
Вихідні дані наведено у таблиці 11.
Таблиця 11 – Вихідні дані до задачі 11
№ вар. |
Вимірювальна потужність |
Фази вмикання ватметрів |
Схема сполучення навантаження |
UФ , В |
IФ , А |
, град |
1 |
Активна |
А,В |
Y |
1140 |
120 |
+60 |
2 |
А,С |
660 |
140 |
+45 |
||
3 |
В,С |
2000 |
100 |
+30 |
||
4 |
А,В |
3400 |
80 |
-30 |
||
5 |
А,С |
6000 |
60 |
-45 |
||
6 |
В,С |
660 |
40 |
-60 |
||
7 |
А,В |
|
2000 |
150 |
-60 |
|
8 |
А,С |
660 |
130 |
-45 |
||
9 |
В,С |
1140 |
110 |
-30 |
||
10 |
А,В |
6000 |
90 |
+30 |
||
11 |
А,С |
3400 |
70 |
+45 |
||
12 |
В,С |
6000 |
50 |
+60 |
||
13 |
А,В |
660 |
30 |
0 |
||
14 |
Реактивна |
А,С |
Y |
660 |
150 |
+60 |
15 |
В,С |
1140 |
130 |
+45 |
||
16 |
А,В |
2000 |
110 |
+30 |
||
17 |
А,С |
3400 |
90 |
-30 |
||
18 |
В,С |
6000 |
70 |
-45 |
||
19 |
А,В |
660 |
50 |
-60 |
||
20 |
А,С |
|
1140 |
140 |
-60 |
|
21 |
В,С |
660 |
120 |
-45 |
||
22 |
А,В |
3400 |
100 |
-30 |
||
23 |
А,С |
2000 |
80 |
+30 |
||
24 |
В,С |
3400 |
60 |
+45 |
||
25 |
А,В |
6000 |
40 |
+60 |
ЗАДАЧА 12 Вибір вимірювальної апаратури
У високовольтному трифазному колі потрібно вимірювати лінійні струми і напруги, активну і реактивну потужність, витрату енергії, а також коефіцієнт потужності. Потрібно:
Вибрати з довідника амперметри, вольтметри, трифазні ватметр, лічильник електричної енергії та фазометр, а також вимірювальні трансформатори струму і напруги з урахуванням їх віддалі L до вимірювальних приладів (провід мідний перерізом 2,5 мм2).
Накреслити схему вмикання вимірювальних приладів і перетворювачів у коло, виконати розмітку затисків.
Вихідні дані наведено у таблиці 12.
Табліця 12 – Вихідні дані до задачі 12
№ вар. |
UЛ , В |
I Л , А |
L, м |
№ вар. |
UЛ , В |
I Л , А |
L, м |
1 |
660 |
40 |
15 |
14 |
660 |
120 |
21 |
2 |
1100 |
60 |
10 |
15 |
1100 |
150 |
26 |
3 |
3000 |
80 |
13 |
16 |
3000 |
200 |
28 |
4 |
6000 |
100 |
25 |
17 |
6000 |
250 |
22 |
5 |
10000 |
120 |
18 |
18 |
10000 |
40 |
27 |
6 |
15000 |
150 |
20 |
19 |
15000 |
60 |
30 |
7 |
15000 |
200 |
12 |
20 |
660 |
80 |
9 |
8 |
660 |
250 |
17 |
21 |
1100 |
100 |
8 |
9 |
1100 |
300 |
11 |
22 |
3000 |
120 |
16 |
10 |
3000 |
40 |
14 |
23 |
6000 |
150 |
24 |
11 |
6000 |
60 |
19 |
24 |
10000 |
200 |
31 |
12 |
10000 |
80 |
23 |
25 |
15000 |
250 |
29 |
13 |
15000 |
100 |
17 |
ЗАДАЧА 13 Цифрові вольтметри
Напруга UX вимірюється часоімпульсним вольтметром, який має дві границі вимірювання UН1 і UН2 , клас точності с/d. Відомі швидкості зміни лінійно-змінної компенсійної напруги VK1 і VK2 для кожної з границь вимірювання і частота квантуючих імпульсів f0 (таблиця 13). Потрібно:
Скласти структурну схему вольтметра, пояснити принцип дії і отримати рівняння перетворювання.
Визначити для кожної границі вимірювання вольтметра:
а) розмір ступеня квантування (кванта) вольтметра;
б) максимальне число квантів NН ;
в) час циклу вимірювання tH і максимальну швидкодію (число вимірювань у секунду) у припущенні, що час між циклами вимірювання дорівнює нулю;
г) число квантів NХ при вимірюванні напруги UX ;
д) найбільшу похибку квантування, абсолютну і відносну похибки вимірювання.
Подати:
а) число квантів NХ у двійковому та двійково-десятковому коді;
б) індикацію результату вимірювання на цифровому табло;
в) результат вимірювання напруги UX .
Таблиця 13 – Вихідні дані до задачі 13
№ вар |
UН1 , В |
UН2 , В |
c/d |
f0 , МГц |
VК1 , В/мс |
VК2 , В/мс |
UХ , В |
1 |
2 |
20 |
1,0/1,0 |
5 |
5 |
50 |
1,83 |
2 |
5 |
50 |
1,0/0,5 |
1 |
1 |
10 |
3,101 |
3 |
10 |
100 |
1,0/0,2 |
2 |
2 |
20 |
7,904 |
4 |
1 |
10 |
0,5/0,5 |
1 |
1 |
10 |
0,908 |
5 |
20 |
200 |
0,5/0,2 |
2 |
20 |
200 |
15,31 |
6 |
50 |
500 |
0,2/0,2 |
1 |
10 |
100 |
33,72 |
7 |
100 |
1000 |
0,2/0,1 |
0,5 |
5 |
50 |
64,11 |
8 |
0,5 |
5 |
0,1/0,05 |
1 |
1 |
10 |
0,427 |
9 |
1 |
10 |
0,1/0,1 |
0,1 |
0,1 |
1 |
0,707 |
10 |
2 |
20 |
0,2/0,2 |
0,5 |
0,5 |
5 |
1,412 |
11 |
5 |
50 |
1,0/1,0 |
1 |
1 |
10 |
3,142 |
12 |
10 |
100 |
1,0/0,5 |
2 |
2 |
20 |
8,536 |
13 |
20 |
200 |
1,0/0,2 |
1 |
10 |
100 |
14,12 |
14 |
50 |
500 |
0,5/0,2 |
0,1 |
1 |
10 |
48,17 |
15 |
100 |
1000 |
0,5/0,5 |
0,2 |
20 |
200 |
85,36 |
16 |
0,5 |
5 |
0,2/0,1 |
5 |
5 |
50 |
0,338 |
17 |
1 |
10 |
0,1/0,05 |
1 |
1 |
10 |
0,866 |
18 |
2 |
20 |
0,1/0,1 |
0,1 |
0,1 |
1 |
1,516 |
19 |
5 |
50 |
0,5/0,2 |
2 |
2 |
20 |
4,813 |
20 |
10 |
100 |
1,0/0,5 |
0,5 |
0,5 |
5 |
7,602 |
21 |
20 |
200 |
1,0/0,2 |
0,1 |
0,1 |
1 |
16,81 |
22 |
50 |
500 |
1,0/1,0 |
0,1 |
1 |
10 |
42,57 |
23 |
100 |
1000 |
0,5/0,5 |
0,2 |
20 |
200 |
94,85 |
24 |
0,5 |
5 |
0,2/0,1 |
5 |
5 |
50 |
0,419 |
25 |
10 |
100 |
0,2/0,05 |
1 |
1 |
10 |
8,907 |
ЗАДАЧА 14 Вимірювання характеристик магнітних матеріалів
За схемою рис. 14 здійснюються вимірювання магнітних характеристик і втрат на перемагнічення в осерді трансформатора. У таблиці 14 наведено: параметри осердя трансформатора (числа витків W1 і W2, довжина середньої силової лінії LC, переріз S і маса М), частота струму f, покази приладів U2 i PW, опори вольтметра RV, ватметра RW і резистора R0, коефіцієнт відхилення К0 і довжина L вертикальної лінії на екрані осцилографа. Визначити:
індукцію в осерді трансформатора і амплітудну магнітну проникність осердя;
потужність втрат на перемагнічення і питому потужність втрат;
відносну методичну похибку вимірювання потужності втрат з урахуванням опорів приладів і подати результат вимірювання потужності втрат.
Таблиця 14 – Вихідні дані до задачі 14
№ вар. |
W1 |
W2 |
LC, м |
S, см2 |
M, кг |
f, Гц |
U2, В |
PW, Вт |
RV, кОм |
RW, кОм |
R0, Ом |
K0, В/под. |
L, под. |
1 |
220 |
440 |
0,34 |
16 |
4,0 |
50 |
220 |
28 |
100 |
100 |
1,0 |
0,5 |
5,0 |
2 |
250 |
50 |
0,27 |
25,6 |
5,0 |
50 |
15 |
5,0 |
5 |
5 |
1,0 |
1,0 |
4,2 |
3 |
200 |
100 |
0,10 |
3,0 |
0,2 |
400 |
50 |
1,3 |
50 |
50 |
0,5 |
0,1 |
4,0 |
4 |
100 |
40 |
0,27 |
10,2 |
1,9 |
400 |
120 |
14 |
20 |
20 |
0,5 |
0,5 |
3,8 |
5 |
1100 |
550 |
0,14 |
6,4 |
0,7 |
50 |
110 |
1,2 |
200 |
200 |
1,0 |
0,1 |
3,8 |
6 |
80 |
320 |
0,21 |
8,0 |
1,2 |
50 |
80 |
17 |
100 |
100 |
1,0 |
0,1 |
5,7 |
7 |
220 |
100 |
0,16 |
6,25 |
0,7 |
400 |
100 |
4,3 |
50 |
50 |
0,5 |
0,1 |
4,4 |
8 |
50 |
100 |
0,20 |
8,0 |
1,1 |
400 |
170 |
44 |
100 |
100 |
0,5 |
0,2 |
4,2 |
9 |
500 |
100 |
0,34 |
12,6 |
3,0 |
50 |
45 |
3,0 |
10 |
10 |
1,0 |
0,5 |
5,4 |
10 |
50 |
200 |
0,27 |
10,2 |
2,0 |
50 |
70 |
36 |
20 |
20 |
0,2 |
1,0 |
3,6 |
11 |
200 |
40 |
0,22 |
7,0 |
1,0 |
400 |
50 |
3,0 |
10 |
10 |
0,5 |
0,2 |
3,8 |
12 |
125 |
50 |
0,25 |
10,8 |
1,9 |
400 |
100 |
13,6 |
10 |
10 |
0,5 |
0,2 |
6,5 |
13 |
210 |
70 |
0,34 |
20,0 |
5,0 |
50 |
42 |
5,5 |
5 |
5 |
1,0 |
0,5 |
5,5 |
14 |
1400 |
600 |
0,17 |
5,0 |
0,6 |
50 |
96 |
1,0 |
100 |
100 |
1,0 |
0,1 |
3,6 |
15 |
30 |
10 |
0,32 |
12,5 |
2,7 |
400 |
27 |
18 |
1 |
1 |
0,1 |
0,5 |
4,3 |
16 |
80 |
20 |
0,28 |
17,0 |
3,3 |
400 |
54 |
10 |
5 |
5 |
0,1 |
0,1 |
3,5 |
17 |
600 |
100 |
0,21 |
10,0 |
1,5 |
50 |
35 |
1,2 |
10 |
10 |
0,2 |
0,05 |
5,6 |
18 |
500 |
200 |
0,27 |
12,8 |
2,4 |
50 |
90 |
4,8 |
40 |
40 |
1,0 |
0,5 |
4,3 |
19 |
20 |
200 |
0,23 |
5,1 |
0,8 |
400 |
180 |
112 |
100 |
100 |
0,5 |
1,0 |
5,8 |
20 |
60 |
6 |
0,26 |
17,0 |
3,0 |
400 |
20 |
5,4 |
1 |
1 |
0,1 |
0,2 |
3,7 |
21 |
100 |
400 |
0,17 |
8,0 |
1,0 |
50 |
100 |
14 |
100 |
100 |
1,0 |
1,0 |
4,8 |
22 |
1100 |
275 |
0,21 |
6,25 |
0,9 |
50 |
55 |
1,0 |
50 |
50 |
1,0 |
0,1 |
5,3 |
23 |
20 |
40 |
0,25 |
10,8 |
1,9 |
400 |
70 |
50 |
10 |
10 |
0,1 |
0,5 |
3,5 |
24 |
100 |
20 |
0,18 |
7,0 |
0,9 |
400 |
30 |
3,6 |
5 |
5 |
1,0 |
1,0 |
3,6 |
25 |
400 |
200 |
0,34 |
16,0 |
3,8 |
50 |
110 |
8,5 |
40 |
40 |
0,5 |
0,2 |
6,0 |
ЗАДАЧА 15 Вимірювання неелектричних величин
Для вимірювання неелектричної величини Х потрібно:
підібрати вимірювальний перетворювач;
навести вимірювальну схему;
описати принцип дії перетворювача і особливості його використання;
зазначити основні джерела похибок.
Діапазон DX значень величини Х і допустима похибка вимірювання Х наведені у таблиці 15.
Таблиця 15 – Вихідні дані до задачі 15
№ вар |
Х |
DX |
Х |
№ вар |
Х |
DX |
Х |
1 |
лінійні розміри |
(1…100) мм |
0,5 |
14 |
витрати газу |
(0…0,1) м3/с |
2,0 |
2 |
температура |
(-200…+200)С |
0,5 |
15 |
температура |
(1000…3000)С |
1,0 |
3 |
швидкість |
(0…10) м/с |
1,0 |
16 |
деформація |
(0…10)% |
5,0 |
4 |
переміщення |
(0,1…10) мм |
0,5 |
17 |
віддаль |
(0,1…10) м |
0,1 |
5 |
прискорення |
(0,1…10) м/с2 |
2,5 |
18 |
сила |
(10…100) Н |
2,5 |
6 |
температура |
(-80…+150) С |
1,0 |
20 |
витрата рідини |
(0…0,04) м3/с |
2,0 |
7 |
зусилля динамічне |
(0…1000) Н |
5,0 |
19 |
концентрація газової суміші |
(0…30)% |
2,5 |
8 |
кутові розміри |
(0…360) |
1,0 |
21 |
тиск |
(0,1…100)МПа |
0,5 |
9 |
тиск |
(10…500) кПа |
2,0 |
22 |
переміщення |
(0,01…100) мм |
0,1 |
10 |
рівень рідини |
(0…20) м |
2,5 |
23 |
маса |
(30…1000) кг |
1,0 |
11 |
вібрація |
(1…20) мм |
10 |
24 |
температура |
(-100…+100)С |
1,0 |
12 |
товщина |
(0…1) мм |
5,0 |
25 |
концентрація розчинів |
(0…+14) рН |
2,5 |
13 |
момент |
(0…100) Нм |
5,0 |