Обработка результатов наблюдений. 5. 5. 1 зная диапазон показаний амперметров ра3 и ра4 рассчитайте токи i1  и i2 и занесите их

5.5.1 Зная диапазон показаний амперметров РА3 и РА4 рассчитайте токи I₁  и I₂ и занесите их в таблицы 5.1 и 5.2. Рассчитайте коэффициент трансформации трансформатора K_I = I₁ / I₂ и занесите его значения в таблицы 5.1 и 5.3. Все результаты расчетов следует округлять до 3–х значащих цифр.

5.5.2 По данным таблицы 5.2 постройте зависимости I₂ = f (I₁) и
 K_I = f (I₁). Рассчитайте и запишите результат измерений K_I с доверителной вероятностью Р = 0,95, в соответствии с требованиями ГОСТ 8.011, в виде K_I = . При определении среднего значения, среднего квадратического отклонения и доверительного интервала используйте формулы 14.7, 14.9, 14.10, 14.14[1], а так же таблицы приложения 3.

5.5.3 Сопоставьте полученную величину K_I =  со значением, полученным за соседним лабораторным стендом (сопоставление и объединение результатов см. приложение 2). Сделайте вывод о сопоставимости результатов измерений. Объедините оба результата K_I в один.

     5.5.4 По данным таблицы 5.1 постройте зависимости , три графика зависимостей I₂ в одной системе координат и три графика зависимостей K_I в другой. Нанесите на графики зависимостей K_I = f (R_и) прямые, которые по вашему мнению, наилучшим образом соответствуют тенденции изменения K_I. Запишите уравнения прямых K_I1 = a₁+в₁ R_и, K_I2 = a₂+в₂ R_и, K_I3 = a₃+в₃ R_и, рассчитайте значения коэффициентов а и в и занесите их в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 – Коэффициенты аппроксимации зависимости K_I = f(R_и)

a1	в1	а2	в2	а3	в3	ā

 

5.5.5 Запишите значения коэффициентов, в соответствии с требованиями ГОСТ 8.011, в виде , используя методику
 п. 5.5.2.

 

Контрольные вопросы

1. Масштабные преобразователи, применяемые в цепях постоянного тока.

    2. Масштабные преобразователи, применяемые в цепях переменного тока.

3. Трансформаторы тока, принцип действия, схема включения, погрешности.

4. Трансформаторы напряжения, принцип действия, схема включения, погрешности.

5. Функция преобразования средства измерения и её нормирование.

6. Какие средства измерений относятся к элементарным, какие функции они выполняют.

7. Какие метрологические характеристики описывают погрешность средств измерений, их нормирование.

8. Какие метрологические характеристики описывают чувствительность средств измерений к влияющим величинам, их нормирование.

9. Какие метрологические характеристики относятся к динамическим, их нормирование.

10. Измерительные усилители, назначение, область применения, погрешности.

11. Образцовые и рабочие меры сопротивления, область применения, погрешности.

12. Образцовые и рабочие меры индуктивности и взаимной индуктивности, область применения, погрешности.

13. Образцовые и рабочие меры э.д.с., область применения, погрешности.

14. Образцовые и рабочие меры ёмкости, область применения, погрешности.

15. Магазины и калибраторы, область применения, погрешности.

16. Делители напряжения, область применения, погрешности.

17. Вероятностный подход к описанию погрешностей, точечные оценки законов распределения.

18. Вероятностный подход к описанию погрешностей, задание доверительного интервала с помощью функции Лапласа.

19. Вероятностный подход к описанию погрешностей, задание доверительного интервала с помощью распределения Стьюдента.

20. Вероятностный подход к описанию погрешностей, исключение промахов.

 

Задачи

1. Амперметр сопротивлением 0,01 Ом и вольтметр сопротивлением 25 Ом применяются в схеме для измерения сопротивления якоря электродвигателя. Составить схему измерения методом амперметра и вольтметра, а также определить приближённое и точное значения сопротивления и относительную погрешность, допускаемую при определении сопротивления по закону Ома, если значения тока и напряжения, полученные в результате измерений, 3,5 А и I, 25 В.

2. Определить относительную погрешность измерения сопротивления последовательной обмотки возбуждения электродвигателя, если ток равен I, 1 А, напряжение 33 мВ, сопротивление амперметра 0,1 Ом, милливольтметра 10 Ом. Составьте схему измерения.

3. Для измерения сопротивления равного 200 Ом используется амперметр сопротивлением 10 кОм. Какая из двух схем измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра даёт меньшую погрешность измерения?

4. При измерении сопротивления обмотки якоря методом амперметра и вольтметра применяемые приборы имели следующие показания: амперметр сопротивлением 0,1 Ом с пределом измерения 0,75 А – 80 делений; вольтметр с пределом измерения 7,5 В и сопротивлением 2,5 кОм – 100 делений. Шкалы обоих приборов имеют 150 делений. Составить схему измерения и определить сопротивления якоря.

5. Измерительный трансформатор тока имеет обмотки с числом витков первичной 4 и вторичной 100. Определить показания амперметра на
5 А, присоединённого ко вторичной обмотке, если ток потребителя 100 А. На какой ток рассчитан трансформатор тока и его коэффициент трансформации? Составить схему соединения трансформатора тока и амперметра.

6. Измерительный трансформатор напряжения имеет обмотки с числом витков первичной 10000 и вторичной 200. Ко вторичной обмотке присоединён вольтметр на номинальное напряжение 100 В. Определить коэффициент трансформации и предел измерения напряжения сети. Составить схему соединения приборов.

7. К трансформатору 200/5 присоединены амперметр на 10 А. Каковы показания прибора при номинальном токе, протекающем через трансформатор тока? Определить коэффициент, на который нужно умножить показания амперметра, наибольшую возможную относительную погрешность измерения на первичной стороне, если класс точности приборов 1,0.

8. Вольтметр на 100 В со шкалой 0–500 присоединен к сети через трансформатор напряжения 6000/100. Найти напряжение сети, если стрелка вольтметра остановилась на делении 350. Определить возможную наибольшую относительную погрешность при измерении приборами класса точности 0,5. Составить схему включения.

9. Вольтметр на 150 В подключен к трансформатору напряжения 600/100. Определить наибольшую возможную абсолютную погрешность изменения напряжения на первичной стороне, если класс точности прибора 1,5, трансформатора 1,0. Составить схему включения приборов.

10. Амперметр на 7,5 А подключен к трансформатору тока 600/5. Определить наибольшую относительную погрешность, если класс точности всех приборов 1,0.

11. Амперметр на 5 А со шкалой 0–500 подключен к трансформатору тока 600/5. Какой ток протекает в цепи, если амперметр показывает 300 А? Определить наибольшую возможную погрешность измерения, если класс точности приборов 1,0. Составить схему включения.

12. Амперметр, предназначенный для включения с трансформатором тока 200/5 и градуированный на 200 А, включен в линию с трансформатором тока 500/5 А. Определить показания амперметра, если ток в линии 475А.

13. В сеть однофазного тока через трансформатор тока 500/5 и напряжения 6000/100 включены амперметр, вольтметр и ваттметр. Начертить схему и определить первичный ток, напряжение, мощность и коэффициенты мощности, если вторичный ток равен 4 А, напряжение 100 В, и мощность 350 Вт.

Лабораторная работа №3

Измерения в однофазной цепи переменного тока

Цель работы

Изучить назначение, область применения и конструкцию приборов применяемых для измерения тока, напряжения, мощности и энергии в цепях переменного тока, а также методы расчёта погрешностей результатов измерений.