Laboratorium metrologii
Wydział Elektrotechniki i Informatyki
Imię i nazwisko: Łukasz Głuszczak Kamil Klepczuk
Temat ćwiczenia: Pomiary wielokrotne

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: EL20 3052708

Woltomierz analogowy: EL20 7478363

Watomierz analogowy: PsLL 6367397

Przesuwnik fazowy: PL-P3 593/E6

Rezystor: 143Ω 46Ω

2,2A 2,4A

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 $n = \frac{T}{T_{p}} = \frac{20}{0,016} = 1250$

T_p=16µs=0,016ms

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

I = 0,6A=600mA φ = 0°

Pomiary odczytane z PC	Licznik energii	Mierniki analogowe
n	Tx[s]	I A
10	1,69	0,61
625	1,69	0,62
1250	1,7	0,59
2500	1,7	0,58

Przykadowe obliczenie dla wiersza pierwszego:

$$P_{L} = \frac{3600 \bullet 10^{3}}{C_{X}T_{X}} = \frac{3600 \bullet 10^{3}}{16000 \bullet 1,7} = 132,35W$$

Błąd bezwzględny:

=|X_P−X_A|

Przykładowe obliczenie błędu prądu:

=|X_P−X_A| = |0,61−0,6| = 0, 01

Błąd względny:

$$\gamma_{fp} = \frac{X_{P} - X_{A}}{X_{A}}100\% = g(n)$$

Przykładowe obliczenie błędu prądu:

$$\gamma_{fp} = \frac{X_{P} - X_{A}}{X_{A}}100\% = \frac{0,61 - 0,6}{0,6}100\% = 0,016$$

	Błąd bezwzględny	Błąd względny
n	I	U
10	0,01	10
625	0,02	3
1250	0,01	6
2500	0,02	2

Wykres 1. Wykres zależności błędu względnego od liczby pomiarów.

Wykres 2. Wykres zależności błędu względnego od liczby pomiarów.

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

I = 0,6A=600mA n=1250

1. dla kątów dodatnich

Miernik cyfrowy	Miernik analogowy
φ	cosφ
0	1
10	0,98
20	0,93
30	0,66
40	0,76
50	0,63
60	0,49
70	0,34
80	0,16
90	0,01

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

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

1. dla kątów ujemnych

Miernik cyfrowy	Miernik analogowy
φ	cosφ
0	1
10	0,99
20	0,95
30	0,89
40	0,79
50	0,67
60	0,54
70	0,37
80	0,2
90	0,01

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

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

6. Wyznaczanie błędów pomiaru w funkcji prądu odbiornika:

cosφ = 1 n=1250

I A	U V	P W	Q Var	S VA	U V	I A	P W
0,54	220	119	4,5	119	220	0,55	120
0,5	220	108	4	108	220	0,5	110
0,45	220	96,5	3,6	96,5	220	0,45	95
0,4	220	87	3,3	87	220	0,4	85
0,35	220	76	3	76	220	0,35	75
0,3	220	65	2,7	65	220	0,3	55
0,2	220	44	2,3	44	220	0,2	45
0,13	220	28	2	28	220	0,13	30

Wykres 7. Wykres błędu bezwzględnego pomiaru mocy w zależności prądu.

Wykres 8. Wykres błędu względnego pomiaru mocy w zależności prądu.