ćwiczenie 2, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawka


0x01 graphic

Marek Oleksiewicz

Maciej Kułakowski

Wydział: elektryczny

Rok: drugi

Grupa: II

Rok Akademicki 1999/2000

LABORATORIUM MIERNICTWA ELEKTRYCZNEGO

Data ćwiczenia: 11.10.99

Nr ćwiczenia: 2

Temat:

Pomiar napięć i prądów przemiennych

Ocena:

  1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było poznanie właściwości metrologicznych mierników do pomiarów napięć zmiennych i ich możliwości stosowania w obwodach prądu zmiennego.

  1. Spis przyrządów

  2. przyrząd

    numer

    klasa

    rezystancja wewnętrzna

    woltomierz magnetoelektryczny

    N-4191/IVh

    1,5

    100 M

    woltomierz elektromagnetyczny

    F2 IVh-172

    0,5

    44 

    woltomierz elektroniczny

    PRL T-189

    0,05 dla mierzonej częstotliwości

    1 M

    przyrządy dodatkowe:

    oscyloskop

    transformator

    generator napięć przemiennych

    wzmacniacz

    1. Wyniki pomiarów

    Tabela 1

    Napięcie sinusoidalne, pomiary wykonywane niezależnie

    w. magnetoelektryczny

    w. elektromagnetyczny

    w. elektroniczny cyfrowy

    transformator

    11,7

    ± 0,3*a [V]

    11,65

    ± 0,08*b [V]

    12,403≈12,40

    ± 0,05*c [V]

    generator

    1,58

    ± 0,03 [V]

    0,15

    ± 0,08 [V]

    1,592

    ± 0,005 [V]

    generator z wyjściowym wzmacniaczem

    13,95≈14,0

    ± 0,3 [V]

    14,37

    ± 0,08 [V]

    14,63

    ± 0,05 [V]

    *przykłady obliczeń:

    a)0x01 graphic

    b)0x01 graphic

    c)0x01 graphic
    0x01 graphic

    Ze względu na brak danych urządzeń generujących mierzone napięcie, poprawka na spadek napięcia, wynikający z przepływu prądu przez woltomierz, nie została uwzględniona. (patrz uwaga dotycząca generatora)

    Tabela 2

    Napięcie sinusoidalne, pomiary wykonywane jednocześnie

    w. magnetoelektryczny

    w. elektromagnetyczny

    w. elektroniczny cyfrowy

    transformator

    10,8

    ± 0,3 [V]

    11,65

    ± 0,08 [V]

    11,80

    ± 0,05 [V]

    generator

    0,74

    ± 0,03 [V]

    0,17

    ± 0,08 [V]

    0,7749≈0,775

    ± 0,005 [V]

    generator z wyjściowym wzmacniaczem

    13,8

    ± 0,3 [V]

    14,37

    ± 0,08 [V]

    14,41

    ± 0,05 [V]

    Tabela 3

    Źródło napięcia: generator ze wzmacniaczem, pomiar jednoczesny, różne kształty sygnałów

    w. magnetoelektryczny

    w. elektromagnetyczny

    w. elektroniczny cyfrowy

    sinusoida

    13,95

    ± 0,3 [V]

    14,4

    ± 0,08 [V]

    14,52

    ± 0,05 [V]

    piłokształtny

    10,8

    *a

    11,7

    ± 0,08 [V]

    11,55

    *c

    prostokątny

    23,9

    *b

    21,0

    ± 0,2 [V]

    20,91

    *d

    Przy przebiegu piłokształtnym i prostokątnym, jedynym przyrządem, który wskazuje wartość poprawną (bez dodatkowego błędu) jest woltomierz elektromagnetyczny, gdyż reaguje on na wartość skuteczną. Błędy pozostałych przyrządów zostaną wyznaczone przez porównanie wyników z wartością wskazaną przez woltomierz elektromagnetyczny:

    a) 0x01 graphic

    Uz - napięcie zmierzone

    Up - napięcie wzorcowe (odczytane z miernika elektromagnetycznego)

    b)0x01 graphic

    z uwzględnieniem poprawki na kształt sygnału:

    0x01 graphic

    c)0x01 graphic

    d) 0x01 graphic

    1. Wnioski

    Na podstawie wykonanych pomiarów wnioskujemy, że niepewność pomiaru napięcia przemiennego zależy nie tylko od klasy miernika, lecz również od innych jego parametrów takich jak impedancja wewnętrzna oraz, w przypadku sygnałów niesinusoidalnych, sposobu reagowania na parametry sygnału.

    Błąd wynikający z niewielkiej impedancji wewnętrznej woltomierza elektromagnetycznego znacznie przekracza błąd klasy w pomiarze napięcia wprost z generatora. Wynik takiego pomiaru nie powinien być w jakikolwiek sposób wykorzystywany.

    Należy zwrócić uwagę na znaczne różnice pomiędzy wskazaniami woltomierzy przy pomiarze napięcia sinusoidalnego (tabela 1), przekraczające błędy klasy odpowiednich mierników. Przyczyny tego zjawiska nie udało nam się ustalić. Wykluczamy jednak spadek napięcia wywołany niewielką impedancją miernika, o czym przekonuje nas poniższy przykład:

    Przy pomiarze napięcia na generatorze z podłączonym wyjściowym wzmacniaczem:

    Wykorzystany miernik magnetoelektryczny posiada znacznie wyższą impedancję wewnętrzną (100M w porównaniu z 1M). Przyrządy o niższej impedancji wewnętrznej wykazują tendencję do zaniżania wyniku, nie zaś zawyżania (tak jak ma to miejsce w powyższym przykładzie).

    Odrębny problem stanowi pomiar sygnałów niesinusoidalnych, gdyż należy wówczas brać pod uwagę również sposób reagowania ustrojów mierników na kształt sygnału. Do obliczenia błędów wynikłych z niesinusoidalnego kształtu sygnału jako woltomierz wzorcowy został użyty woltomierz elektromagnetyczny, gdyż reaguje na wartość skuteczną prądu. Błędy wynikłe przy takich pomiarach wyniosły odpowiednio:

    dla woltomierza magnetoelektrycznego:

    sygnał piłokształtny: wynik zaniżony o 9,7%

    sygnał prostokątny: wynik zawyżony o 12,1%

    dla woltomierza elektronicznego cyfrowego:

    sygnał piłokształtny: wynik zaniżony o 1,3%

    sygnał prostokątny: wynik zaniżony o 0,4%

    Z powyższych danych wynika, że przy pomiarach napięcia niesinusoidalnego największe błędy wprowadził miernik magnetoelektryczny.

    Z rozważań teoretycznych dla miernika magnetoelektrycznego można wprowadzić poprawkę na kształt sygnału. Uważamy jednak, że takie przeliczenia nie zawsze będą umożliwiały uzyskanie wyższej dokładności pomiaru, ze względu na możliwe zniekształcenia sygnału (np. generator sygnału prostokątnego może zniekształcać przebieg przy zmianie napięcia z zerowego na maksymalny oraz w przeciwnym kierunku - dodatkowe „szpilki” związane z indukcyjnością), a co za tym idzie - może nie być możliwe precyzyjne wyznaczenie przedziału niepewności.

    Oznaczenie w ten sposób oznacza:

    Ze względu na bardzo małą impedancję wewnętrzną woltomierza elektromagnetycznego (44) i niewielką moc wyjściową generatora, wynik pomiaru jest obarczony błędem metody, tak dużym, że wynik pomiaru nie powinien być w jakikolwiek sposób wykorzystywany.

    Ze względu na równoległe połączenie woltomierzy, błąd metody pomiaru woltomierzem elektromagnetycznym przenosi się na pozostałe mierniki.

    Pomiar napięć i prądów przemiennych 2



    Wyszukiwarka

    Podobne podstrony:
    Sprawko adamu rob, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawka
    Sprawko -uklady sprzezone(Adamo), Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawka
    Cw[1]. 1 - Pomiar Napięć Stałych-poprawa, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawk
    Pomiar napięć przemiennych, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawka
    OSCYLO, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawka
    MIER13, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawka
    Pomiar rezystancji metodą techniczną, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawka
    Pomiar rezystancji mostkami 1, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, Miernictwo 1, Sprawka
    cw 8, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, FIZYKA 2, sprawka, sprawka 2009r
    pom izol wykr, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, FIZYKA 2, sprawka, sprawka stare od kogos
    Wyznaczanie gęstości za pomocą piknometru, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, FIZYKA 2, sprawka,
    cw 28 sprawko (1), Materiały PWR elektryczny, semestr 3, FIZYKA 2, sprawka, sprawka 2009r, 27 cw fiz
    wykres Przebieg chłodzenia dolnej płyty mosiężnej, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, FIZYKA 2, s
    Moduł Peltiera, Materiały PWR elektryczny, semestr 3, FIZYKA 2, sprawka, sprawka stare od kogos

    więcej podobnych podstron