Сделай Сам Свою Работу на 5

Краткие теоретические сведения





 

 

Все вышесказанное и определенное в «Расчетном задании 1» в отношении расчета методических погрешностей при измерении основных параметров электрических цепей постоянного тока справедливо и приемлемо в полной мере к измерениям параметров на переменном токе. Однако сигналы переменного тока характеризуются некоторыми дополнительными параметрами, такими как (рассмотрим их на примере напряжения):

1) среднее значение за период , где u(t)-мгновенное значение напряжения.

Поскольку для любых симметричных периодических сигналов Uср=0, то для их характеристики вводят понятие средневыпрямленного значения (СВЗ) .

2) среднеквадратичное (или действующее, или эффективное) значение за период .

Физический смысл СКЗ напряжения: - это то значение величины постоянного напряжения, принимаемого за действующее или эффективное значение напряжения переменного сигнала, которое на активной нагрузке вызывает тот же тепловой эффект, что и данный переменный сигнал.

3) - амплитудное ( или максимальное) значение переменного сигнала .

4) - коэффициент формы сигнала

 

Так для синусоиды эти дополнительные параметры связаны между собой следующими соотношениями:



; ; =1.11.

В соответствие с этим по измеряемому параметру ЭИП переменного тока бывают СКЗ, СВЗ и пиковые (амплитудные) с закрытым или открытым входом.

Известно также, что показания почти всех типов электромеханических ЭИП (электромагнитной (ЭМ), электродинамической (ЭД),ферродинамической (ФД), электростатической (ЭС), термоэлектрической систем (ТЭП)), кроме ЭИП магнитоэлектрической (МЭ) системы, а также электронных приборов с СКЗ преобразователями пропорциональны СКЗ измеряемой величины (тока или напряжения) при любой форме сигнала.

ЭИП магнитоэлектрической системы обладают высокой чувствительностью и малым собственным потреблением. Поэтому они широко используются в сочетании с различными преобразователями для создания приборов переменного тока (например, выпрямительных, электронных, термоэлектрических и др.). Отклонение подвижной части выпрямительных ЭИП с МЭ измерителем пропорциональны СВЗтока, протекающего через рамку прибора. Шкалы этих приборов градуируются в СКЗ синусоидальных токов и напряжений, хотя реально измеряют их СВЗ. Если форма сигнала отличается от синусоиды, то возникает методическая погрешность. Однако при любой форме сигнала по показаниям прибора выпрямительной системы, проградуированного в СКЗ для синусоиды, можно найти СВЗ и СКЗ тока или напряжения исследуемого сигнала. Для этого достаточно показания прибора разделить на , т.е. по шкале прибора определяется или , так как реально прибор измеряет или .



А далее, СВЗ показаний прибора надо умножить на КФсигнала произвольной формы, чтобы получить их СКЗ.

Подчеркнем еще раз: - приведенные выше рассуждения справедливы для выпрямительного МЭ прибора, проградуированного в СКЗ для синусоиды.

Однако, если для измерения используется МЭ прибор для постоянного тока с линейной шкалой или цифровой прибор постоянного тока, включенный в диагональ выпрямительного моста, то в этом случае показания прибора будут «один к одному» так как для постоянного тока и КФ=1.

 

Рис. 2.1 Схема включения МЭ вольтметра в цепь переменного тока

 

А далее аналогично для сигнала любой формы надо СВЗ показаний прибора умножить на КФсигнала произвольной формы, чтобы получить их СКЗ.

Поясним вышесказанное примером.

Пример. Пусть напряжение сигнала имеет форму, показанную на рисунке. Определить показания МЭ вольтметра выпрямительной системы, а также методические погрешности измерения СКЗ напряжения и мощности

.

Помним, что шкала прибора проградуирована в СКЗ для синусоиды, хотя реально МЭ прибор измеряет UСВЗ~IСВЗ . При такой форме сигнала



= .

Однако выпрямительный МЭ прибор покажет не 2.5В, а в 1.11 раза больше, т.е. .

Истинное значение СКЗ напряжения для такой формы сигнала будет равно: ,

а прибор покажет 2.78 В. Методическая погрешность измерения СКЗ в этом случае составит .

Если далее определить мощность в нагрузке по формуле , то при показаниях прибора UИЗМ=2.78В вместо UИСТ=5В получится вместо . Истинная мощность в 3 раза больше измеренной!

Методическая погрешность измерения мощности составит .

Этот пример показывает, как важно правильно интерпретировать данные, называемые результатами измерения , а не принимать их необдуманно за истинные значения измеряемой величины.

 

Задание 2.1

 

 

Измеряемый ток или напряжение имеет форму кривой, показанную на рисунке в таблице.

1) Определить , что покажет выпрямительный прибор МЭ системы и прибор, указанный в таблице.

2) Определить методическую погрешность применения выпрямительного МЭ прибора для измерения параметров сигнала, отличного от синусоиды.

3) Определить методическую погрешность определения электрической мощности указанного сигнала по данным МЭ выпрямительного вольтметра СКЗ.

4) Определить методическую погрешность использования МЭ прибора для постоянного тока с линейной шкалой и выпрямителем для измерения тока и мощности указанного сигнала.

 

Контрольные вопросы к заданию 2

 

1. Источники дополнительных погрешностей при измерениях на переменном токе.

2. Устройство и особенности основных систем электромеханических ЭИП .

3. Расчет дополнительных методических погрешностей при отклонении формы тока от заданной для измерений на переменном токе.

4. Формулы расчета основных параметров сигнала переменного тока.

5. Чем отличается магнитоэлектрический прибор выпрямительной системы от магнитоэлектрического прибора для постоянного тока с выпрямителем?


 

Таблица 2.1

 

Варианты задания 2.1

 

 

 

 


 


 


РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ 3

 

 

Тема: Многопредельные амперметры и вольтметры.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



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