Вимірювання напруги та струму компенсаторами постійного струму. Звіт до лабораторної роботи з Метрологія. Робота № 524509

Перехід до торгівельного партнера Binance

Вимірювання напруги та струму компенсаторами постійного струму

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

РТ

Кафедра:

Кафедра інформаційно - вимірювальної техніки

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Метрологія

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІКТА Кафедра інформаційно- вимірювальної техніки З В І Т до лабораторної роботи №12 з курсу: «Метрологія та вимірювання» на тему: «Вимірювання напруги та струму компенсаторами постійного струму» Варіант № Мета роботи Вивчити особливості та методику вимірювання напруги та сили струму компенсатором постійного струму, методику розрахунку елементів схеми вимірювання та методику опрацювання результатів експерименту з поданням результату вимірювання. 1. ПЛАН РОБОТИ 1.1.Підготовка до вимірювального експерименту: (Опрацювати теоретичний матеріал: 1) будову і принцип дії компенсатора постійного струму; 2) схеми та методику вимірювання напруги та сили струму компенсатором постійного струму ; 3) методику розрахунку елементів схеми вимірювання напруги та сили струму . (Розвязати задачу: Виходячи із заданих або розрахованих орієнтовних значень вимірюваних напруги Uх та сили струму Іх , вибрати схеми вимірювань напруги та струму за допомогою наявного в лабораторії компенсатора постійного струму, а також вибрати однозначну міру опору з необхідним номінальним значенням опору RN,ном для вимірювання струму, а для вимірювання напруги, у випадку необхідності,- подільник напруги (його номінальний коефіцієнт поділу kпн ). 1.2. Проведення вимірювального експерименту. ( Скласти електричне коло для вимірювання напруги за схемою (рис.12.2) і за схемою (рис.12.3) - для вимірювання струму і виконати всі необхідні вимірювання. Результати експерименту записати в табл. 12.1 або табл. 12.2. 1.3. Опрацювання результатів експерименту. (Вимірювання напруги компенсатором постійного струму. За результатами отриманих експериментальних даних визначити: 1) результат вимірювання напруги Uх; 2) оцінки всіх складових похибки отриманого результату вимірювання напруги Uх; 3) здійснити аналіз отриманих числових значень відносних похибок стосовно можливості нехтування окремими складовими; 4) записати результат вимірювання у стандартизованій формі, попередньо заокругливши отримані значення напруги Uх та абсолютної похибки ∆Uгр ,В; (Вимірювання сили струму компенсатором постійного струму. 1) результат вимірювання сили струму Iх; 2) оцінки всіх складових похибки отриманого результату вимірювання струму Іх; 3) здійснити аналіз отриманих числових значень відносних похибок стосовно можливості нехтування окремими складовими 4) записати результат вимірювання у стандартизованій формі, попередньо заокругливши отримані значення струму Іх та абсолютної похибки ∆Iгр ,A; 1.4. Оформити і захистити звіт. 2. ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ 2.1. Принцип компенсаційного методу вимірювання напруги Суть компенсаційного методу вимірювання напруги відображено схемою на рис.12.1. Вимірювана напруга UX зрівноважується компенсаційною напругою UK, яку знімають з частини RKX компенсаційного опору RK під час протікання по ньому компенсаційного струму IK від допоміжного джерела ДЖ. Рис.12.1. Ілюстрація компенсаційного методу вимірювання. У момент рівноваги, якого добиваються регулюванням компенсаційної напруги UK , показ нуль-індикатора НІ дорівнює нулю (UНІ= 0). Тоді: UX = UK = IK RKХ (12.1) За умови IK=const, значення вимірюваної напруги UX пропорційне до значення компенсаційного опору RKX, тому компенсаційний опір RK може бути проградуйований у вольтах з точністю до чутливості нуль-індикатора. Перевагами компенсаційного методу вимірювання є: а) практична відсутність споживання енергії від джерела сигналу, що дає можливість вимірювати електрорушійну силу; б) висока точність вимірювання, особливо на постійному струмі. В даній лабораторній роботі використовується компенсатор постійного струму Р4833 з такими характеристиками: границя вимірювання UKX.max=111,10 мВ, число декад – 4, клас точності – 0,05, одиниця молодшого розряду (ОМР) або крок квантування ∆UКВ=0,01 мВ=10-5, В, Границю допустимої основної абсолютної похибки компенсатора Р4833 визначають за формулою: (12.2) де UKХ - показ компенсатора, мВ. 2.2.Вимірювання напруги. При вимірюванні напруги компенсатором можливі два випадки: 2.2.1. Вимірювання, за умови UХ ≤ UK.max здійснюється за схемою рис.12.2 а, тобто вимірювана напруга UХ подається безпосередньо на вхідні затискачі "Х" компенсатора при строгому дотриманні полярності ввімкнення. а) Результат вимірювання UХ = UK.Х , В (12.3) б) Граничне значення похибки вимірювання: (12.4) де - граничне значення основної похибки компенсатора, %, яке визначають за формулою: , (12.5) а - за формулою (12.2), - граничне значення похибки квантування компенсатора, яке дорівнює: , (12.6) де - крок квантування, мВ 2.2.2. За умови UХ > UK.max , коли вимірювана напруга перевищує границю вимірювання компенсатора UK.max , вимірювану напругу подають на вхід компенсатора через подільник напруги ПН (рис.12.2 б), вихідна напруга якого (12.7) компенсується наругою компенсатора , де - номінальне значення коефіцієнта поділу подільнка напруги. Необхідний коефіцієнт поділу подільника напруги визначають із співвідношення (12.8) і вибирають найближчий більший порівняно із обчисленим значенням (12.9) із ряду стандартних значень - 10, 100, 500, 1000, 10000. а) Результат вимірювання (12.10) де - номінальне значення коефіцієнту поділу подільника напруги; б) Оцінювання похибки вимірювання напруги компенсатором постійного струму Встановлення складових похибки вимірювання напруги. Встановлення складових похибки вимірювання напруги здіснюємо шляхом встановлення всіх джерел похибок, які впливають на результат вимірювання. Для цього здійснюємо аналіз рівняння (12.7) визначення результату вимірювання напруги та умов проведення експерименту. В данному аналізі доцільно оперувати відносною граничною похибкою вимірювання напруги UХ , яка має наступні складові: (12.11) (, зумовлена похибкою показу компенсатора; (- гранична відносна похибка коефіцієнта поділу kПН подільника напруги ПН, яка дорівнює точності подільника напруги; (зумовлена дискретним (квантованим) відліком компенсатора (кроком квантування, який дорівнює ціні одного ступеня наймолодшої декади компенсатора, мВ; UKX - відлік компенсатора постійного струму, мВ). а) б) Рис. 12.2. Схема вимірювання напруги компенсатором постійного струму 2.3. Подання результату вимірювання напруги Результат вимірювання напруги UХ, подають із наведенням самого отриманого результату UХ та границі абсолютної похибки вимірювання напруги, Uвим = (UХ. (B , (12.12) де - значення граничної абсолютної похибки вимірювання напруги, наприклад: Uвим = (2,4957(0,0006)(10-3 B. 2.4. Вимірювання струму Для вимірювання сили струму за допомогою компенсатора постійного струму в коло вимірювального струму IX (рис.12.3) послідовно з навантаженням вмикають зразкову однозначну міру опору і вимірюють спад напруги на ній, а результат вимірювання визначають як: (12.13) де - показ компенсатора, В; - номінальне () або дійсне () значення опору міри, Ом. Рис. 12.3. Схема вимірювання сили струму компенсатором постійного струму (ДЖ – джерело живлення) Значення опору зразкової міри визначають з умови (12.14) і вибирають найближче менше порівняно з обчисленим значенням (12.15) із ряду стандартних номінальних значень однозначних мір опору, які завжди кратні 10n, де n = -5...+9. Крім цього, потужність, яка виділяються в опорі під час вимірювання сили струму IX, не повинна перевищувати номінального для даної міри значення , тобто повинна виконуватись умова (12.16) Якщо умова (12.14) не виконується, то слід взяти міру з меншим опором. Якщо на основі співвідношень (12.13)..(12.15) можна вибрати декілька значень опору , то слід віддати перевагу більшому з них, оскільки чим більше значення , тим менше значення похибок і . 2.6. Оцінювання похибки вимірювання сили струму компенсатором постійного струму 2.6.1. Встановлення складових похибки вимірювання струму. Встановлення складових похибки вимірювання струму здіснюємо шляхом встановлення всіх джерел похибок, які впливають на результат вимірювання. Для цього здійснюємо аналіз рівняння (12.11) визначення результату вимірювання струму та умов проведення експерименту. В данному аналізі доцільно оперувати відносною граничною похибкою вимірювання напруги UХ . (12.17) При вимірюванні напруги в нормальних умовах використання компенсатора та міри опору у сумарну відносну граничну похибку вимірювання входять наступні складові: - зумовлена похибкою показу компенсатора (див. формулу 12.5); - граничне відносне відхилення значення міри опору від її номінального значення , яке дорівнює точності міри опору, (. зумовлена дискретним (квантованим) відліком компенсатора (кроком квантування, який звичайно дорівнює ціні одного ступеня наймолодшої декади (див. формулу 12.6). 2.7. Подання результату вимірювання сили струму Результат вимірювання сили струму IХ, подають із наведенням самого отриманого результату IХ та границі абсолютної похибки вимірювання струму , Iвим = (IX ( A; (12.18) де наприклад: Iвим = (0,4957(0,0006) мА. 3. ПРЕДСТАВЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТІВ 3.1. Представлення результатів вимірювання напруги компенсатором постійного струму Таблиця 12.1 Результати вимірювання напруги компенсатором постійного струму № з(п UX , В kпн UKX , мВ, розр. UKX , мВ, експ. UX , В, експ. , % δпнгр % % ; % Продовження таблиці 12.1 № з(п ∆UГР; мВ U.вим ,B 3.2. Представлення результатів вимірювання сили струму компенсатором постійного струму Таблиця 12.2 Результати вимірювання сили струму компенсатором постійного струму № з(п IX, A RNном, Ом UKX , мВ, розр. UKX , мВ, експ. IX, мA, експ. , % % % ;% Продовження таблиці 12.2 № з(п ∆IГР; мкА Iвим ,мА Висновок На даній лабораторній роботі ми ознайомилися з компенсаційним методом вимірювання постійної напруги та струму, набули практичних навиків у використанні компенсаторів постійного струму, оволоділи методикою оцінювання похибок вимірювання. Провели ряд вимірювань і здійснили обрахунок отриманих вимірів. Отримали результат вимірювання.

Звіт до лабораторної роботи Метрологія

Julia-lukach

30.05.2013 20:05-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись