POLITECHNIKA LUBELSKA
KATEDRA METROLOGII ELEKTRYCZNEJ
LABORATORIUM METROLOGII
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 4
Temat ćwiczenia: Wyznaczanie błędów dodatkowych mierników elektromagnetycznych.
Data wykonania ćwiczenia: 18.11.1996
Wykonał : Robert Siwiec
I. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie z konstrukcjami mierników elektromagnetycznych, jak też wyznaczenie błędów dodatkowych związanych z pracą tych przyrządów.
II. Wyznaczenie błędów temperaturowych.
Schemat pomiarowy:
Spis przyrządów:
- komora cieplna Pn = 700W, PL-P3-500-E6
- autotransformator laboratoryjny PL-P3-683/E6,
- transformator separacyjny 220V/220V,
- transformator 220V/24V,PL-P3-300-E6/
- rezystor R1, 9, 6.2A, PL-K-017/E6,
- amperomierz elektromagnetyczny Aw kl=0.5, PL-P3-71-E6,
- amperomierz elektromagnetyczny Ax kl=0.5, PL-P3-72-E6,
- woltomierz elektromagnetyczny V kl=0.5, PL-P3-73-E6,
- wyłącznik 15A, 380V,
Tabela pomiarowa:
|
t=20.5C |
t=39C |
I |
Ix=2.95A |
Iw=3A |
Iw=3A |
0A |
Ix=3.45A |
Iw=3.5A |
Iw=3.55A |
0.05A |
Przykładowe obliczenia:
I=Im-Ip=3A-3A=0A
III. Wyznaczenie błędów częstotliwościowych.
Wyznaczenia błędów dokonujemy dla punktu podziałki 40V, w zakresie częstotliwości 20 -500 Hz.
Schemat pomiarowy:
Spis przyrządów:
- generator mocy typ PO-27,PL-P3-529-E6,
- woltomierz elektromagnetyczny Vx kl=0.5, PL-P3-219-E6,
- woltomierz termoelektryczny Vw kl=1.5, PL-P3-356-E6,
Ze względu na różnicę klas zastosowanych woltomierzy` wyznaczyliśmy poprawkę dla woltomierza termoelektrycznego:
przy f=50Hz, U=40.1V mamy U=43.4V-40.1V=3.3V czyli p=-3.3V
Tabela pomiarowa: ( w tabeli przedstawiono wyniki z uwzględnieniem poprawki )
f |
U |
Uw |
Ux |
Hz |
V |
V |
V |
20 |
-3 |
43 |
40 |
30 |
-3.3 |
43.3 |
40 |
40 |
-3.2 |
43.3 |
40.1 |
50 |
-3.4 |
43.4 |
40 |
70 |
-3.5 |
43.5 |
40 |
100 |
-3.7 |
43.6 |
39.9 |
130 |
-4.3 |
43.8 |
39.5 |
170 |
-4.4 |
43.9 |
39.5 |
200 |
-4.7 |
43.9 |
39.2 |
250 |
-5.3 |
44.2 |
38.9 |
300 |
-6.1 |
44.5 |
38.4 |
340 |
-6.9 |
44.8 |
37.9 |
400 |
-9 |
46.2 |
37.2 |
460 |
-9.8 |
46 |
36.2 |
500 |
-10.1 |
46 |
35.9 |
Przykładowe obliczenia:
U=Ux-Uw=40V-43V=--3V Błędy w zależności od częstotliwości przedstawia charakterystyka.
IV. Próba ustawienia.
Próbę przeprowadza się dla zakresu 60V, korzystając z podstawki o nachyleniu 5 stopni. Schemat pomiarowy:
Spis przyrządów:
- woltomierz Vx kl=0.5, PL-P3-219-E6,
- woltomierz Vw kl=0.5 PL-P3-220-E6,
- generator mocy jw.,
- podstawka,pochył 5°
Tabela pomiarowa:
|
początek podziałki |
|
środek podziałki |
|
sposób ustawienia |
Ux [V] |
Uw [V] |
Ux [V] |
Uw [V] |
w przód |
10 |
10.1 |
40 |
39.9 |
prawo |
10.1 |
10.1 |
40.1 |
39.9 |
tył |
10 |
10.1 |
40 |
39.9 |
lewo |
10.1 |
10.1 |
40.1 |
39.9 |
V. Wpływ zewnętrznych pól magnetycznych.
Natężenie pola w środku cewki Helmholza oblicza się ze wzoru: H=0.7165*I*z/rd = 400 A/m
Stąd mamy I = 5.33A
Na wstępie próby wyznacza się najniekorzystniejszy kierunek pola
Schemat pomiarowy:
Spis przyrządów:
- cewka powietrzna Cw = 74.7 A/m/A , Imax=8A PL-P3-501-E6,
- autotransformator jw.,
- transformator 220V/24V jw.,
- woltomierze jw.,
- amperomierz PL-P3-71-E6 kl=0.5 ,
- rezystor suwakowy PL-K-019-E6,R=3.6Ω,Imax=10.2A
- rezystor suwakowy PL-K-017-E6,j.w.
w polu |
brak pola |
|
Uw |
Ux |
U=Ux-Uw |
25V |
24.9V |
-0.1V |
VI. Wnioski.
W punkcie nr 2 wyznaczaliśmy błędy temperaturowe miernika. Z klasy dokładności wynika, że maksymalny błąd temperaturowy nie może przekroczyć wartości I = kl*Izakr/100 = 0.5*5A/100 co wynosi 0.025A, otrzymany podczas pomiarów błąd wynosi 0.05A i jest dwukrotnie większy od błędu wynikającego z klasy czyli temperatura 39C nie jest w przedziale użytkowym danego miernika. Warto jednak zwrócić uwagę na fakt, iż ponieważ 1działka na podziałce to 0.05V, więc za błąd odczytu można przyjąć 0.025V co nasuwa wniosek, że wcale nie musi być prawdą nasze wcześniejsze twierdzenie, gdyż przy każdym pomiarze popełniamy błąd systematyczny 0.025V co (biorąc jeszcze pod uwagę, że popełniamy go przy dwóch odczytach) może być argumentem, że temperatura w jakiej odbywał się drugi pomiar mieści się w przedziale użytkowym miernika.
W punkcie nr 3 sprawdzaliśmy poprawność pracy miernika w zakresie częstotliwości od 20-500Hz. Wykres błędów w funkcji częstotliwości przedstawia charakterystyka umieszczona w sprawozdaniu. Błąd wynikający z klasy dokładności wynosi U=0.5*60V/100=0.3V stąd możemy powiedzieć (nie uwzględniając błędu systematycznego związanego z odczytem), że zakres użytkowy częstotliwości wynosi od 20-100Hz (właściwie już przy 100Hz błąd przekracza 0.3V ale ta wartość jest najbliższa granicy zakresu użytkowego).
W punkcie nr 4 określaliśmy wpływ ustawienia miernika na jego wskazania, jak widać z otrzymanych wyników zmiana ustawienia przy użyciu podstawki o nachyleniu 5 nie ma większego wpływu na poprawność pomiaru.
W punkcie nr 5 określiliśmy, że pole magnetyczne, któremu poddaliśmy nasz miernik nie ma wpływu na jego wskazania i działanie. W rzeczywistości tak nie jest. Błąd naszego eksperymentu polegał na niewłaściwym ukierunkowaniu pola magnetycznego w stosunku do pola magnetycznego ustroju miernika. Ustawienie jakie zrealizowaliśmy polegało na tym ,że oba te pola były ustawione prostopadle względem siebie. Dlatego właśnie w doświadczeniu okazało się ,że zewnętrzne pole magnetyczne nie ma wpływu na wskazanie miernika
Wyszukiwarka