Laboratorium metrologii
Wydział Elektrotechniki i Informatyki		Kierunek: Elektrotechnika
Imię i nazwisko: Paweł Czech Rafał Czerwiński Krystian Denka	Semestr: 4	Grupa: 4.5	Rok akademicki: 2009/2010r.
Temat ćwiczenia: Wspomagane komputerowo próbkujące pomiary prądu, napięcia, mocy i energii.		Data ćwiczenia: 25.03.2010r	Ocena:

Celem ćwiczenia jest poznanie struktur cyfrowych mierników mocy oraz zbadanie właściwości watomierza próbkującego zrealizowanego w oparciu o pomiarową kartę wraz z wielokanałowym przetwornikiem A/C, sprzężonym z komputerem PC sterowaną w środowisku Pascal Borland.

1. Spis przyrządów:

Amperomierz analogowy: elektrodynamiczny klasa 0,2 30 100 300Hz 1A 0,115Ω 3,2µH

Woltomierz analogowy: elektrodynamiczny klasa 0,2 30 100 300Hz 300V 20kΩ

Watomierz analogowy: elektrodynamiczny klasa 0,2 2,5A 300V/10kΩ

Przesuwnik fazowy: PL-P3-594/E6 U1=24V Φ=var U2=~230V Φ=const

Rezystory: 143Ω 46Ω

2,2A 2,4A

Licznik energii: POLAMP CPO4507-1 PL-P3-377-E6/

Częstościomierz-Czasomierz cyfrowy: Typ PFL-20 ZOPAN

2. Schemat pomiarowy:

3. Wzory:

Wartość mocy czynnej mierzonej przez licznik energii elektrycznej:

stała licznika C = 16000 imp/kWh

Tx - czas trwania jednego okresu sygnału wyjściowego licznika

T=20ms

T_p=16µs=0,016ms

4. Wyznaczanie błędu pomiaru w funkcji częstotliwości próbkowania ƒ_p przy cosφ=1.

I = 1A φ = 0°

Pomiary odczytane z PC							Licznik energii	Mierniki analogowe
n	Tx[s]	I A	U V	Q Var	P W	S VA	PL W	P W	U V		I A
10	1,6456	0,95	200,8	1,8	189,9	189,9		210	216		1
625	1,6456	0.98	214,77	9.8	210,83	211		210	215		1
1250	1,6456	0.98	214,87	10	211,1	211,4		210	216		1
2500	1,6456	0,98	215,27	9,8	210,72	210,92		210		215	1

Przykadowe obliczenie dla wiersza pierwszego:

Przykładowe obliczenie błędu bezwzględnego dla prądu:

Przykładowe obliczenie błędu względnego dla prądu:

	Błąd bezwzględny			Błąd względny
n	I	U	P	I	U	P
625	0.001	1.1	1	0.154	0,005	0,007
1250	0.002	0.5	2	0.31	0,0023	0,014
2500	0.001	1.1	1.6	0.154	0,005	0,012

Wykres 1. Wykres zależności błędu względnego od liczby pomiarów.

Wykres 2. Wykres zależności błędu bezwzględnego od liczby pomiarów.

5. Wyznaczanie błędów pomiaru mocy w funkcji kąta fazowego odbiornika:

I = 0,6A=600mA n=2500

1. dla kątów dodatnich

Miernik cyfrowy							Miernik analogowy
φ	cosφ	I A	U V	Q Var	P W	S VA	U V	I A	P W	T s
10	0,97	0.65	218,4	31,5	137,7	141.3	218	0.65	137.5	1.588
20	0,93	0,64	218,2	53,2	129,5	140	218	0,65	130	1.670
30	0,85	0,64	218,1	73,8	118,3	139,5	218	0,65	120	1.833
40	0,74	0,64	218	93,7	102,8	139,1	218	0,65	105	2.090
50	0,62	0,64	218	109,7	85,8	139,3	218	0,65	87,5	2.559
60	0,47	0,64	218	123,5	65,1	139,6	218	0,65	65	3.340
70	0,31	0,64	218	132,5	43,2	139,4	218	0,65	45	5.054
80	0,23	0,64	218	135,8	31,4	139,3	218	0,65	20	10.513
90	0,04	0,64	218	138,7	5,7	138,8	218	0,65	0




Wykres 3. Wykres błędu bezwzględnego pomiaru mocy w zależności od kąta.




Wykres 4. Wykres błędu względnego pomiaru mocy w zależności od kąta.

2. dla kątów ujemnych

Miernik cyfrowy							Miernik analogowy
φ	cosφ	I A	U V	Q Var	P W	S VA	U V	I A	P W	T S
10	0,99	0,65	218	15,1	140,9	141,7	218	0,65	140	1,61
20	0,93	0,64	217,9	39,1	134,6	139,9	218	0,65	135	1,50
30	0,91	0,64	218	57,4	127,8	140,1	218	0,65	130	1,80
40	0,83	0,64	217,9	78,1	115,8	139,7	218	0,65	112,5	2,09
50	0,69	0,64	217,9	99,8	96,4	138,8	218	0,65	95	2,37
60	0,56	0,63	218	114,7	76,6	137,9	218	0,65	75	3,03
70	0,40	0,64	218	127,2	55,2	138.6	218	0,65	55	4,34
80	0,22	0,64	218	136,1	30,6	139,5	218	0,65	30	7,87
90	0,04	0,65	218	140,6	6	140,7	218	0,65	5




Wykres 5. Wykres błędu bezwzględnego pomiaru mocy w zależności od kąta.




Wykres 6. Wykres błędu względnego pomiaru mocy w zależności od kąta.

	Charakter indukcyjny	Charakter pojemnościowy
		PL W	PL W
φ
10	141,69	139,75
20	134,73	149
30	122,95	125
40	107,65	111,94
50	87,89	94,94
60	67,36	74,26
70	44,55	51,84
80	21,41	29
90	0	0




---