Сделай Сам Свою Работу на 5

Измерительные информационные системы





Литература

Л-5 стр. 333-355

Методические указания

Обратите внимание на то, что ранее рассмотренные средства электрических измерений не допускали значительного удаления от измеряемого объекта вследствие больших влияний внешних факторов на линию связи.

Поэтому удаление измерительных средств от исследуемого объекта обычно не превышает сотен метров.

В практике возникает необходимость осуществлять измерения или контроль на объектах, находящихся на значительном расстоянии от места нахождения оператора.

Такая необходимость встречается, например, при передаче измерительной информации со спутников Земли, космических летательных аппаратов.

В энергетических системах наблюдение за режимом работы электрических станций производится с диспетчерского пункта, находящегося иногда на больших расстояниях.

При изучении программного материала обратите особое внимание на принцип построения телеизмерительных систем.

 

 

Контрольные задания

1. Определить класс точности амперметра с пределом измерения 10 А, если точкам шкалы 2,4,6,8,10 А соответствуют значения токов: 2,041; 3,973; 6,015; 8,026; 9,976 А.



2. При измерении напряжения потребителя, включённого в электрическую цепь, вольтметр показал 13,5 В. Найти абсолютную и относительную погрешности измерения, если сопротивление потребителя 7 Ом, ЭДС источника электрической энергии 14,2 В, его внутреннее сопротивление 0,1 Ом.

3. Определить показание электродинамического и электромагнитного амперметров, включённых последовательно в RС – цепь, если напряжение на входе цепи изменяется по закону u (t) = 100+200 sin ωt В. Параметры цепи R = 10 Ом, XC = 10 Ом.

4. Определить показание электродинамического и электромагнитного амперметров, включенных последовательно в цепь катушки с параметрами R = 10 Ом, XL = 10 Ом, если напряжение на входе изменяется по закону u (t) = 25+50 sin ωt В.

5. Миллиамперметр рассчитан на ток 200 мА и имеет чувствительность 0,5 дел/мА. Чему равны число делений шкалы, цена деления и измеренный ток, если указатель миллиампера отклонился на 30 делений.

6. При проверке электроизмерительных приборов установлено, что основные приведенные погрешности их были равны 0,45; 1,2; и 1,8%. Какой класс точности имеет каждый из приборов? Чему может быть равна их наибольшая абсолютная погрешность при пределе измерения 100 В.



7. Пояснить, как в электроизмерительных приборах обеспечивается: а) защита от внешних электромагнитных полей; б) быстрое успокоение указателя при изменении измеряемой величины.

8. Измерительный механизм магнитоэлектрической системы на 100мВ с внутренним сопротивлением при температуре 25˚С – 2,3 Ом решили использовать для измерения напряжения до 200 В. Определите относительную систематическую погрешность измерения, если вместо манганина добавочное сопротивление изготовить из меди и при условии, что прибор будет работать в помещении с температурой 40˚С.

9. Какое напряжение покажет вольтметр, присоединенный к зажимам источника, ЭДС которого 25 В, а внутреннее сопротивление 40 Ом, если сопротивление вольтметра 1460 Ом. Определите показание вольтметра, имеющего сопротивление 4460 Ом. Сравните результаты расчетов и сделайте вывод о точности измерения ЭДС в обоих случаях.

10. Перечислите общие детали электроизмерительных приборов, дайте краткую характеристику каждой из них и укажите их назначение.

11. Шунт для увеличения пределов измерения амперметра с 1 до 100 А выполнен из четырёх включаемых параллельно манганиновых пластин сечением 1 × 3 мм. Рассчитать необходимую длину пластин, если внутреннее сопротивление амперметра в номинальных условиях равно 0,1 Ом. Составить схему многопредельного амперметра.

12. Вольтметр класса точности 1,0 с пределом измерения 300 В, имеющий максимальное число делений 150, проверен на отметках 30, 60, 100, 120 и 150 делений, при этом абсолютная погрешность в этих точках составила 1,8; 0,7; 2,5; 1,2 и 0,8 В. Определить, соответствует ли прибор указанному классу точности и относительные погрешности на каждой отметке.



13. Необходимо измерить напряжение в пределах 30 – 40 В. Какой из вольтметров позволяет произвести измерение с большей точностью: а) с верхним пределом 50 В и классом точности 2,5; б) с верхним пределом 100 В и классом точности 1,5; в) с верхним пределом 300 В и классом точности 0,5; г) с верхним пределом 150 В и классом точности 1.

14. К электростатическому вольтметру, внутренняя емкость которого 200 пФ, последовательно подсоединен конденсатор ёмкостью 40 пФ. Какое максимальное напряжение можно измерить вольтметром теперь, если шкала его имеет 100 делений, а цена одного деления 0,5 В/ дел.

15. Вольтметром с внутренним сопротивлением Rv, требуется измерить напряжение в 10, 100 и 1000 раз больше его номинального значении. Найти соотношение между внутренним сопротивлением вольтметра и сопротивлениями добавочных резисторов, подобранных для выполнения указанных условий.

16. Амперметр, сопротивлением которого RA = 0,3 Ом, имеет на шкале 150 делений и постоянная прибора CA = 0,001 А/дел. Определите сопротивление шунта, при помощи которого можно было бы измерять ток до 300 А. Начертить схему включения.

17. Амперметр, градуированный на номинальный ток 150 А и имеющий сопротивление R=10 Ом, снабжен шунтом, сопротивление которого 0,0005 Ом. Каков ток в измерительной катушке при полном отклонении стрелки прибора? Чему равен шунтирующий множитель?

18. Определите величину добавочной ёмкости, если предел измерения вольтметра на 1 кВ необходимо расширить до 18 кВ, а ёмкость вольтметра составляет 460 пФ. Расширение предела измерения электростатического вольтметра производится путём последовательно подключения добавочной ёмкости.

19. В качестве измерительного прибора универсального тестера используется микроамперметр с пределом измерения 50мкА и внутренним сопротивлением 500 Ом. Рассчитать:

а ) шунты для четырёх пределов измерения тока 1мА, 100мА и 1А,10А ;

б ) добавочные резисторы для четырёх пределов измерения напряжения 100мВ, 3, 30 и 150В.

20. Для измерения силы тока и напряжения в цепи постоянного тока использовали один и тот же прибор с постоянной прибора С = 0,06 А/дел, внутренним сопротивлением r = 0,01 Ом, числом делений шкалы 50 и класса точности 1,0. Определить: а) сопротивление шунта RШ, с помощью которого можно измерить этим прибором силу тока I= 12 А; б) величину добавочного сопротивления Rдоб , с помощью которого можно измерить напряжения U = 30 В; в) чувствительность прибора и наибольшую абсолютную погрешность при нормальных условиях работы. Приведите схему прибора.

21. Для измерения мощности ваттметр включен через трансформаторы тока 150 /5 и напряжения 6000/100. Вычертить схему включения. Класс точности ваттметра 1,5. Найти мощность потребителя, если показание ваттметра равно 280 Вт. Чему равна наибольшая возможная абсолютная погрешность измерения?

22. В однофазной цепи переменного тока через трансформатор тока 300/5 и трансформатор напряжения 10000/100 включены амперметр, вольтметр и ваттметр. Начертить схему измерения и определить ток, напряжения и мощность потребителя, если показание приборов 2 А, 80 В и 250 Вт.

23. Какое количество амперметров электродинамической системы можно подключить к трансформатору тока 100/5 с номинальной мощностью 5 В А, если для соединения применяется провод ПР сечением 2,5 мм2 , а расстояние от трансформатора до приборов 30 м ? Привести схему включения приборов в цепь измерения. Мощность потерь амперметра электродинамической системы от 6 до 10 Вт при токе 5 А.

24. Определите длину контрольного кабеля с медными жилами сечением 2,5 мм2 от трансформатора тока с номинальным сопротивлением 0,5 Ом к приборам: амперметру электромагнитной системы и электродинамическому ваттметру (сопротивление их катушек по 0,12 Ом). Приведите схему соединения трансформатора тока с приборами.

25. Активная мощность трёхфазной симметричной нагрузки, включенной по схеме «звезда», измеряется по методу двух ваттметров. Действующее значение линейного напряжения UЛ = 220 В. Полное сопротивления каждой фазы ZФ = 120 Ом. Определить показания второго ваттметра при нулевом показании первого. Начертить схему включения.

26. В трёхфазной четырёхпроводной цепи с действующим значением линейного напряжения UЛ = 220 В и коэффициентом мощности нагрузки в каждой фазе 0,7, показание ваттметров в фазе А, В и С равны 210, 320 и 375 Вт. Определить полную, активную и реактивную мощности, потребляемые нагрузкой, а также полное, активное и реактивное сопротивления нагрузки в каждой фазе. Начертить схему включения приборов.

27. Через трансформатор тока 50/5 и трансформатор напряжения 3000/100 в однофазную цепь переменного тока включён ваттметр электродинамической системы с пределами измерения IH = 5 А и UH = 150 В. Определить активную мощность цепи и наибольшую относительную погрешность измерения, если ваттметр показал 125 делений. Класс точности прибора 0,5, максимальное число делений 150 (классом точности измерительных трансформаторов пренебречь).

28. В трёхфазную трёхпроводную цепь включён симметричный трёхфазный потребитель по схеме «звезда» с фазным сопротивлением ZФ =(6+ j2) Ом, линейное напряжение 380 В. Определить показание двух ваттметров, которые включены для измерения мощности, найти сдвиг фаз между токами и напряжениями их измерительных цепей. Рассчитать активную, реактивную мощности. Начертить схему включения измерительных приборов.

29. Вторичная обмотка трансформатора тока ТКЛ-3 рассчитана на включение амперметра с пределом измерение 5 А. Класс точности приборов 0,5. Определить номинальный ток в первичной цепи и в амперметре, погрешности измерения приборов, если коэффициент трансформации KH = 60, а ток первичной цепи I1 = 225 А. Начертить схему включения.

30. Амперметр, вольтметр и ваттметр подключены к нагрузке через трансформаторы тока 150/5 А и напряжения 1000/100 В. Показания приборов при этом были следующие I =2,4 А, U = 78 В и Р = 165 Вт. Определить ток, напряжение и мощность нагрузки (активную, реактивную и полную), .

31. Для измерения активной мощности трёхпроводной трёхфазной цепи включены два ваттметра, показания которых 2920 Вт и 730 Вт. Амперметр и вольтметр измеряют соответственно фазный ток и линейное напряжение. Показание амперметра 8 А. Потребители включены звездой, нагрузка равномерная. Начертить схему включения всех приборов. Определите активную, реактивную и кажущуюся мощность, коэффициент мощности и линейное напряжение.

32. Для измерения активной мощности трёхфазной симметричной цепи, равной 10 кВт, с фазным напряжением 220 В и = 0,85 применены два одинаковых ваттметра электродинамической системы со шкалами на 100 делений. Подберите ваттметры по току и напряжению, определите показание каждого ваттметра, составьте схему измерения.

33. Определить номинальную Сном и действительную С постоянные счетчика электрической энергии, его относительную погрешность и поправочный коэффициент, если паспортные данные счетчика: 220 В, 5 А, 50 Гц, 1 кВт•ч – 1280 оборотов диска. Счетчик проверен при напряжении 220 В и токе 5 А и сделал 150 оборотов за 6 минут. Начертите схему включения приборов.

34. Счетчик электрической энергии, включенный в цепь переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц, сделал 11600 оборотов за 15 ч. Определить ток нагрузки при условии, что нагрузка постоянна, а СН = 4800 Вт•с/об.

35. Мощность электрического устройства составляет 2 кВт. Какое время работал счётчик, если он сделал 40 оборотов, а постоянная счётчика 1400 Вт•с/об. Какая энергия учитывается счётчиком за 20 оборотов.

36. Диск счётчика делает 188 оборотов в течение 10 минут. Нагрузкой являются три параллельно включённых лампы равной мощности. Вычислить мощность каждой лампы, если согласно маркировке 250 оборотам диска соответствуют 1 кВт•ч.

37. Какими причинами может быть вызван самоход индукционного счётчика электрической энергии, т.е. вращение диска при отсутствии тока в измерительной цепи? Каким образом можно устранить это явление?

38. Для проверки однофазного счётчика в цепь включили приборы: амперметр, вольтметр, ваттметр, счётчик электрической энергии. Начертить схему цепи, определить номинальную постоянную СН, действительную постоянную счётчика СД , абсолютную погрешность счётчика ΔС, относительную погрешность счётчика, класс точности счётчика, если показание амперметра 3,5 А, показание вольтметра 230 В, за время 2 мин. диск счётчика сделал 35 оборотов, в паспортных данных указано, что 1 кВт•ч соответствует 1220 оборотов диска.

39. Как устроен измерительный механизм приборов индукционной системы? Перечислите основные и дополнительные механизмы однофазного индукционного счётчика, их назначение.

40. При измерении сопротивления его подключили к источнику напряжения последовательно с вольтметром, имеющий сопротивление 3000 Ом. При этом вольтметр показал 50 В. При подключении этого вольтметра непосредственно к источнику, он показал 60 В. Определите величину измеряемого сопротивления. Начертите схему.

41. Вычислите сопротивление потребителя методом амперметра и вольтметра, если показание амперметра 4 А, вольтметра 220 В, сопротивление вольтметра 4000 Ом. Задачу решить для двух случаев:

а ) не учитывая тока, проходящего по вольтметру;

б ) с учетом его.

Начертить схему включения приборов.

42. Для измерения сопротивления обмотки электрической машины с помощью амперметра и вольтметра были использованы амперметр, показывающий 1,1 А, и милливольтметр, показывающий 33 мВ. Начертите схему измерения и определите абсолютную и относительную погрешности, допущенные при определении искомого сопротивления без учёта сопротивления миллиамперметра, равного 10 0м. Погрешности приборов во внимание не принимать.

43. Сопротивление изоляции двухпроводной линии, работающей под напряжением 220 В, измерялось вольтметром магнитоэлектрической системы с внутренним сопротивлением 5 кОм. Напряжение между проводами и землёй оказалось 45 В и 70 В. Выведите формулы, по которым находятся значения величин сопротивлений изоляции относительно земли, определите эти величины и оцените качество изоляции.

44. Приведите схемы и объясните методы измерения сопротивления изоляции электроустановок, находящихся под напряжением.

45. Выведите условия равновесий, моста переменного тока, укажите на влияние частоты при уравновешивании моста и его сходимость.

46. Укажите применение электронного осциллографа. Вычертите структурную схему электронного осциллографа и поясните назначения отдельных блоков.

47. Вычертите структурную схему электронного вольтметра постоянного тока, пояснить назначение отдельных элементов, применение электронных измерительных приборов.

48. Вычертите структурную схему электронного вольтметра переменного напряжения среднего и действующего значений, пояснить назначения отдельных элементов схемы, применение электронных измерительных приборов.

49. Вычертите структурную схему цифрового измерительного вольтметра на основе метода уравновешивающего преобразования. Поясните основной принцип работы цифровых приборов.

50. Начертить эскизы устройства нескольких индуктивных и ёмкостных преобразователей. Опишите их работу и укажите назначение.

51. Начертить эскизы устройства одного из термосопротивлений. Укажите на схеме расположение элементов устройства. Начертите схему измерения температуры с применением описанного термосопротивления и опишите её работу.

52. Составьте схему трёхфазной четырёхпроводной электрической цепи для измерения фазного тока, фазного напряжения, активной мощности фазы, учёта энергии фазы, трёхфазной активной мощности, трёхфазной активной и реактивной энергии с расширёнными по току пределами измерения. Дополнительные данные для своего варианта возьмите из таблицы 2. Укажите типы включенных в схему приборов и их системы.

53. Составьте схему трёхфазной трёхпроводной электрической цепи для измерения фазного тока, фазного напряжения, активной фазы мощности, учёта энергии фазы, трёхфазной активной мощности, трёхфазной активной и реактивной энергии с расширёнными по току пределами измерения. Потребители соединены звездой. Дополнительные данные для своего варианта возьмите из таблицы 2. Укажите типы включенных в схему приборов и их системы.

54. Составьте схему трёхфазной четырёхпроводной электрической цепи для измерения фазного тока, фазного напряжения, тока в нулевом проводе, активной мощности фазы, учёта энергии фазы активной и реактивной мощности; трёхфазной активной энергии с нормальными пределами измерения. Дополнительные данные для своего варианта возьмите из таблицы 2. Укажите типы включенных в схему приборов и их системы.

 

 

Примечания: В графах 2,3,4 - вольтметр А, В, С для четырехпроводной электрической цепи; АВ, ВС, СА для трехпроводной электрической цепи.

 

 

Таблица 2. Данные для составления схемы трехфазной четырехпроводной или трехпроводной электрической цепи.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.