Навигация
3. Задача № 3
3.1 Умова
Для вимірювання напруги U, струму I, частоти f, куту фазового зсуву j, та потужності P в однофазовому колі синусоїдного сигналу вибрати по 2-3 прилади та привести їх метрологічні характеристики.
Оцінити основні похибки приладів та, враховуючи їх технічні та експлуатаційні характеристики, вказати тип приладу, найбільш доцільного для вимірювання величин з похибкою, що не перевищує ±2,5%.
Записати результати вимірювання величин у встановленій стандартом формі для нормальних умов проведення експерименту, нехтуючи методичною та операторною складовими похибками.
Привести принципову схему підключення вибраних для експерименту приладів.
Характеристики кола наведені в таблиці табл. 3.1
Таблиця 3.1 - Характеристики кола
| U,V | I,A | f, Hz | j,…0 |
| 24 | 2 | 400 | 30 |
3.2 Розв’язання
Потужність ланцюгу дорівнює:
W.
Таким чином ланцюг можна віднести до ланцюгу середньої потужності.
Почнемо з вибору вольтметру. Характеристики вольтметрів, які можуть бути застосовані у ланцюгу з заданими параметрами наведено в таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 - Характеристики вольтметрів
| Тип | Границі вимірювань | Клас точності | Частотний діапазон | Відносна похибка, | Абс. похибка, |
| Э531 | 30V | 1.0 | (45…1000) Нz | 1.25 | 0.3 |
| Д5015 | 30 V | 0.2 | (45…2000) Нz | 0.25 | 0.06 |
| C700М | 30 V | 1.0 | 20Нz…1Мz | 1.25 | 0.3 |
| Т16 | 30 V | 1.5 | (0…2*106) Нz | 1.875 | 0.45 |
| Ф534 | 5…30 V | 0.5 | 10Нz…10МНz | 0.625 | 0.15 |
, %
,%
,VВідносна та абсолютна похибки розраховуються відповідно за наступними формулами:
,
Будемо класифікувати прилади за трьома параметрами.
За похибкою:
- Д5015 – найменша похибка;
- Ф534;
- Э531;
- С700M;
- T16 - найбільша похибка.
За вживаною потужністю:
- С700M - найменша вживана потужність;
- Ф534;
- T16;
- Э531
- Д5015;
За ціною:
- Э531 – найдешевший;
- Д5015;
- T16;
- C700M;
- Ф534;
Для вимірювань оберемо вольтметр T16 оскільки він підходить для вимірювань за вживаною потужністю більше ніж Э531 та Д5015, його ціна менша за ціну С700М та Ф534, а клас точності приладу забезпечує похибку, що не перевищує заданої.
Характеристики амперметрів які можуть бути використані для вимірювань наведена в таблиці 3.3
Таблиця 3.3 - Характеристики амперметрів
| Тип | Границі вимірювань | Клас точності | Частотний діапазон | Відносна похибка, | Абс. похибка,
|
| Д504 | 2.5 A | 0.2 | (45…1000) Нz | 0.25 | 0.005 |
| Т18 | 2.5 А | 1.5 | (50…2*106) Hz | 1.875 | 0.0375 |
Відносна та абсолютна похибки розраховуються відповідно за наступними формулами:
,
За похибкою:
- Д504 – найменша похибка;
- Т18.
За вживаною потужністю:
- Т18;
- Д504.
За ціною
- Д504;
- Т18;
Для вимірювань застосуємо амперметр Т18 відносна похибка якого забезпечує задану точність, його ціна і вживана потужність не є високими. Що стосується Д504, то він вживає велику потужність навіть для заданого ланцюга.
Характеристики фазометрів наведено в таблиці 3.4.
Таблиця 3.4 - Характеристики фазометрів
| Тип | Номінальний струм (напруга) | Номінальна напруга | Область частот | Клас точності | Діапазон вимірювань | Відносна похибка,
| Абс. похибка
|
| Ф2-1 | (0.5…50) V | (0.5…50) V | 20 Нz…100 kHz | 1 | (0±180)° | 1 | 0.3 |
| Ф2-16 | 1 тV… 100 V | 1 mV… 100 V | 20 Нz…2 МНz | ±(0,2+ +0.004* *φx) | (0±360)° | 0.32 | 0.096 |
Розрахуємо відносну та абсолютну похибку вимірювання за допомогою фазометра Ф2-16:
.
o.
Виберемо фазометр Ф2-16 оскільки він більш точний.
Характеристики частотомірів наведені в таблиці 3.5
Таблиця 3.5 - Характеристики частотомірів
| Тип | Діапазон вимірювань | Середня частота, fо | Клас точності, % | Діапазон напруги | Відносна похибка, | Абс. Похибка |
| Ф5043 | ±10% від fo | 40x10 | 0.2 | 1...500 V | 0.04 | 0.16 |
| Д126 | ±10% от fо | 400 | 1.5 | 127 V | 1.65 | 6.6 |
| Ф5034 | 0.1Нz… 50МНz | - | ±[10-4 +(f•Tp)-1] | 0.1... 100 V | 0.0026 | 0.0104 |
| Ч3-36 | 0.1Нz… 50МНz | - | ±[10-4 +(f•Tp)-1] | 0.1... 10V | 0.0026 | 0.0104 |
Похибка вимірювання частотоміром Ф5043:
%;
Hz.
Похибка частотоміру Д126 знаходиться з тієї ж формули.
Похибки частотомірів Ф5034 та Ч3-36 знайдемо з виразу:
;
У цій формулі Тр це час рахунку, який обирається із стандартного ряда значень.
s;
Обираємо Тр = 1s як найближче до рекомендованих значень.
;
Hz
За похибкою:
- Ч3-36;
- Ф5034;
- Ф5043;
- Д126;
За вживаною потужністю:
- Ч3-36;
- Ф5034;
- Ф5043;
- Д126;
За ціною:
- Д126
- Ф5043;
- Ф5034;
- Ч3-36;
Вибираємо Ф043 оскільки він підходить за вживаною потужністю та похибкою. Крім того він дешевший ніж Ф5034 і Ч3-36;
Характеристики єдиного ватметру такого, що вимірювана частота лежить у його нормованому частотному діапазоні наведено в таблиці 3.6.
Таблиця 3.6 - Характеристики ватметру
| Тип | Номінальна напруга, UH | Номінальний струм IH | Частотний діапазон | Клас точності, % | Відносна похибка,
| Абс. похибка
|
| Д5016 | 30 V | 2.5 A | 45…500… 1000 Нz | 0.2 | 0.36 | 0.14 |
;
W;
Включення приладів для проведення експерименту наведено на рис. 3.1. Прилади не повинні вмикатися у ланцюг одночасово.
Рис. 3.1 - Схема ввімкнення приладів
Похожие работы
... , тому компенсаційні методи вимірювань застосовують переважно в лабораторних умовах, зокрема при перевірці фазометрів. ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНІ ФАЗОМЕТРИ Розглянемо вимірювальний механізм і вимірювальну схему, найпоширеніші у вітчизняних і закордонних конструкціях електродинамічних фазометрів (мал. 1). Дві з'єднані послідовно секції нерухомої котушки, що живлять струмом навантаження, створюють у ...
... прямою, але не рівномірною. Цю схему використовують для вимірювання малих опорів. 1 Розробка технічного завдання Метою курсового проекту є розробка вимірювального перетворювача опір - тривалість імпульсу і його принципової схеми. Також метою даної роботи є придбання навиків аналітичного розрахунку перетворювача по заданим вимогам. Електронними підсилювачами називають пристрої, призначені для ...
... ється в p і n областях: lp-n = lp + ln: , звідси , де ε – відносна діелектрична проникність матеріалу напівпровідника; ε0 — діелектрична постійна вільного простору. Товщина електронно-діркових переходів має порядок (0,1-10)мкм. Якщо , то і p-n-перехід називається симетричним, якщо , то і p-n-перехід називається несиметричним, причому він в основному розташовується у області напі ...
... інь на базі одного поліноміального джерела. Складіть схеми пристроїв і перевірте їхню працездатність. Складіть схему для дослідження спектрального складу AM- і ЧМ-сигналів. Результати моделювання зіставте з розрахунковими по формулах (3.2) і (3.2а). 6. Як відомо, потужність у ланцюзі постійного струму визначається за формулою: W = VI = V2/R- Для створення моделі найпростішого ватметра, що ...
0 комментариев