|
|
Оиит ответы. ОИИТ, ответы. Основы информационноизмерительных технологий Что такое информационные технологии
Измерение сопротивлений.
Часто при работе с электрическими установками или при наладке электронных схем необходимо производить измерение различных сопротивлений. Простейший способ измерения сопротивлений заключается в использовании двух измерительных приборов: амперметра и вольтметра. С их помощью измеряют напряжение и ток в сопротивлении R, подключенном к источнику питания, и по закону Ома находят величину искомого сопротивления: R = U/I
Однако этот способ измерения сопротивлений не позволяет получить результаты измерения с высокой точностью, так как на результаты измерения оказывают влияние собственные внутренние сопротивления амперметра и вольтметра. Так, на изображенной на рис. 4, а схеме амперметр измеряет не только ток, проходящий через сопротивление, но и ток, проходящий через вольтметр, чем вносится методическая погрешность измерений.
Рис. 4. Схема для измерения сопротивлений методом амперметра и вольтметра (а) и схема омметра (б)
Этим способом производят измерение обычно в тех случаях, когда нет специальных приборов — омметров. Одна из возможных схем омметра (рис. 4, б) — последовательная. Она состоит из автономного источника питания Е, переменного резистора R и миллиамперметра магнитоэлектрического типа РА. В качестве источника питания обычно используют сухие элементы или батареи напряжением 1,4...4,5 В. Если к выводам прибора подключить сопротивление Rx, величину которого необходимо определить, то по цепи пойдет ток, величина которого будет зависеть от величины сопротивления.
Компенсационные цепи.
Компенсационные цепи предназначены для сравнения двух независимых напряжений или токов нулевым методом (методом компенсации). Компенсационные цепи для сравнения токов имеют относительно узкую и специальную область применения, поэтому они далее не рассматриваются.
Измерение токов и напряжений.
Для измерения тока используетсяамперметр, включаемый в цепь последовательно с электроприемником (см. рис. 2.7.). Показания амперметра позволяют судить с определенной погрешностью (см. разд. 2.5) о токе IН, протекающем через данный электроприемник – нагрузку RН.
Рис. 2.7. Схема включения амперметра для измерения тока
При измерении переменного синусоидального тока приборы электромагнитной, электродинамической, выпрямительной и тепловой систем будут давать отклонения, пропорционально действующему значению тока и в этих значениях, как правило, градуируют шкалы этих приборов.
При измерении несинусоидального переменного тока появляется дополнительная погрешность, вызванная влиянием высших гармоник в кривой тока на вращающий момент подвижной части и отклонение стрелки и, следовательно, на показания прибора.
Сопротивление измерительной катушки амперметра очень малои его последовательное включение с нагрузкой практически не вызывает увеличение сопротивления цепи и потери мощности. Так, внутреннее сопротивление амперметров колеблется от RА=0,2 Ом (электромагнитные и электродинамические системы амперметров) до RА= 0,01 Ом (магнитоэлектрические приборы ).
Ошибочное включение амперметра не последовательно, а параллельно электроприемнику (нагрузке) приводит к его подключению на сравнительно высокое напряжение и практически к короткому замыканию цепи. В этом случае, протекающий через амперметр ток IКЗ станет намного больше номинального тока IН (IКЗ/IН = 10 ¸ 1000), и будет ограничен только малым собственным сопротивлением катушки прибора. Большой ток вызовет чрезмерно большое тепловыделение в проводе катушки (Р =(IКЗ)2RА), быстрый перегрев катушки и перегорание ее проводников, после чего амперметр выходит из строя.
Поэтому необходимо тщательно проверять правильность включения амперметра в измеряемой схеме до того, как к ней подано напряжение!
Измерение напряжения
Для измерения напряженияиспользуются вольтметры. Зажимы этих приборов включаются параллельно нагрузке, как показано на рисунке ниже.
Рис. 2.10. Схема включения вольтметра для измерения напряжения
Чтобы включение вольтметра не приводило к заметному изменению токов в цепи и режима работы нагрузки, его собственное сопротивление RB должно быть намного больше сопротивления нагрузки RH. Оно колеблется от 3–5 кОм (электромагнитные и электродинамические приборы) до 6–10 кОм (магнитоэлектрические приборы) и свыше 10 кОм (электронные приборы).
При таком включении вольтметра отклонение его стрелки будет пропорционально напряжению на том участке цепи, к которому он подключен.
Вольтметры переменного тока указывают действующее значение измеряемого напряжения.
При ошибочном включении вольтметра, то есть последовательно с электроприемником, напряжение которого должно быть измерено, прибор не будет поврежден, так как через него будет протекать ничтожно малый ток из-за очень большого внутреннего сопротивления вольтметра. В то же время, показания вольтметра при таком включении будут неверны, так как напряжение на нагрузке значительно уменьшится (в сотни и тысячи раз), а вольтметр будет показывать напряжение, близкое к напряжению источника питания.
Измерение мощности и энергии в 3-х фазных сетях.
https://studbooks.net/1894237/matematika_himiya_fizika/izmerenie_moschnosti_energii_trehfaznyh_tsepyah#:
:text=%D0%98%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D0%B2%20%D1%82%D1%80%D0%B5%D1%85%D1%84%D0%B0%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D1%85,%D0%B8%D0%BB%D0%B8%20%D0%BD%D0%B5%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F)%2C%20%D0%B4%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%83%D0%BF%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C%D1%8E%20%D0%BD%D0%B5%D0%B9%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B8
Измерение активной мощности в трехфазных цепях производят с помощью трех, двух или одного ваттметров, используя различные схемы их включения.
Схема включения ваттметров для измерения активной мощности определяется схемой сети (трех- или четырехпроводная), схемой соединения фаз приемника (звезда или треугольник), характером нагрузки (симметричная или несимметричная), доступностью нейтральной точки.
При несимметричной нагрузке в четырехпроводной цепи активную мощность измеряют тремя ваттметрами (рис. 7), каждый из которых измеряет мощность одной фазы - фазную мощность.
Рис. 7
Активная мощность приемника определяют по сумме показаний трех ваттметров
P = P1 + P2 + P3,
где P1 = UA IA cos цA;
P2 = UB IB cos цB;
P3 = UC IC cos цC.
Активная энергия
Измерение энергии в однофазных и трехфазных цепях. Энергия измеряется
электромеханическими и электронными счетчиками электрической энергии.
Электронные счетчики электрической энергии обладают лучшими
метрологическими характеристиками, большей надежностью и являются
перспективными средствами измерений электрической энергии.
Преобразование сигналов.
Подсистема преобразования сигналов — это один из основных компонентов современного устройства сбора данных (или системы сбора данных). Основной целью системы сбора данных является выполнение физических измерений. Такие системы состоят из следующих базовых компонентов:
датчиков (см. справочник «Что такое датчики?»);
преобразователей сигналов (эта статья);
аналого-цифровых преобразователей (АЦП) (см. справочник «Что такое АЦП»);
и какого-либо компьютера с ПО для сбора данных, позволяющего регистрировать и анализировать сигналы.
Измерение мощности и энергии. Электрическая мощность определяется работой, совершаемой источником электромагнитного поля в единицу времени.
Активная (поглощаемая электрической цепью) мощность
где U, I — действующие значения напряжения и тока; (р — угол сдвига фаз между ними.
Реактивная мощность
Полная мощность
Эти три типа мощности связаны выражением
Так, мощность измеряется в пределах 1 Вт — 10 ГВт (в цепях постоянного и однофазного переменного тока) с погрешностью ±(0,01- 0,1)%, а при СВЧ — ±(1 —5)%. Реактивная мощность — от единиц вар до Мвар с погрешностью ±(0,1-0,5)%.
Диапазон измерения электрической энергии определяется диапазонами измерения номинальных токов (1 нА — 10 кА) и напряжений (1 мкВ — 1 МВ), погрешность измерения — ±(0,1—2,5)%.
Измерение реактивной энергии представляет интерес только для промышленных трехфазных цепей. |
|
|
Скачать 433.65 Kb.