Politechnika Lubelska w Lublinie		Laboratorium Metrologii
				Ćwiczenie Nr 35
Nazwisko i Imię: Kamil Daniel Eryk Gębala Daniel Gromysz	Semestr V	Grupa ID 5.1	Rok akademicki 2006/07
Temat ćwiczenia: Wspomagane komputerowo pomiary mocy czynnej metodą próbkowania wartości chwilowych prądu i napięcia		Data wykonania 09.01.2007r.	Ocena

Schemat połączeń przy pomiarze mocy

Do wykonania ćwiczenia posłużono się następującymi przyrządami:

- komputerem klasy PC wraz z kartą pomiarową z przystawką watomierzową;

- watomierzem analogowym

- amperomierzem analogowym PL-P3-253-E6/

- woltomierzem analogowym PL-P3-257-E6/

- modelem elektronicznego licznika energii elektrycznej;

- miernikiem okresu/częstotliwości;

- rezystor regulowany PL-K-020-E6/

- przesuwnik kąta fazowego PL-P3-549/E6

2.Wyznaczanie błędów pomiaru mocy w funkcji mierzonego prądu

φ=0° cosφ=1

I[A]	P[dz]	Wynik pomiaru 10 okresów	Wyniki prezentowane przez program komputerowy
0.5	23	19449,5	U=225,5 V P=114,7W Q=3,8Var S=115VA I=0,51A E=0,00334
1	44	10131,1	U=224,4V P=218,6W Q=7,5Var S=218,7VA I=0,97A E=0,005269
1.5	67	6622,7	U=223,7V P=337,8W Q=15,3Var S=338,1 A I=1,51A E=0,006049
2	91	4919,4	U=223,3V P=453,2W Q=27,7Var S=454VA I=2,03A E=0,006233

Obliczenie błędu pomiaru mocy.

Błąd pomiaru mocy w funkcji prądu.

Pomiar	wzorcowy				watomierz analogowy			watomierz cyfrowy
Lp.	I[A]	U[V]	φ	P[W]	P[W]	b. bezwzględny	b. względny	P[W]	b. bezwzględny	b. względny
1	0,5	230	0	115	115	0	0%	114,7	0,3	0,26%
2	1	229	0	229	220	9	4%	218,6	10,4	4,54%
3	1,5	230	0	345	335	10	3%	337,8	7,2	2,09%
4	2	230	0	460	455	5	1%	453,2	6,8	1,48%

3.Wyznaczanie błędów pomiaru mocy w funkcji kąta fazowego.

I=2A

φ	P[dz]	Wynik pomiaru 10 pomiarów	Wyniki prezentowane przez program komputerowy
0°	91	4919,4	U=223,3V P=453,2W Q=27,7Var S=454VA I=2,03A E=0,006233 cosφ=1
10°	90	4993,2	U=223,4V P=446,9W Q=107Var S=459,5VA I=2,06A E=0,001804 cosφ=0,97
20°	85	5269,1	U=223,4V P=446,8W Q=107,2Var S=459,5A I=2,06A E=0,001932 cosφ=0,97
30°	78	5752,9	U=223,2V P=422,2W Q=181,3Var S=459,8VA I=2,06A E=0,002051 cosφ=0,92
40°	67	6703,5	U=223,5V P=330,4W Q=316Var S=457,2VA I=2,05A E=0,002508 cosφ=0,72
50°	55	4063,8	U=223,7V P=271W Q=367,3Var S=456,5VA I=2,04 E=0,002677 cosφ=0,59
60°	42	10751,6	U=223,1V P=204W Q=406,2Var S=454,6VA I=2,04A E=0,002808 cosφ=0,45
70°	27	16527,4	U=224V P=131,8W Q=440,1Var S=459,4VA I=2,05A E=0,002955 cosφ=0,29
80°	11	39984,1	U=224,1V P=52,5W Q=457,9Var S=460,8VA I=2,06A E=0,002998 cosφ=0,11
90°	0	102903,3	U=223,7V P=27,5W Q=458,4Var S=459,2VA I=2,05A E=0,003025 cosφ=0,06

Błąd pomiaru mocy w funkcji kąta przesunięcia fazy.

I=2A		P[W]			błąd bezwzględny		błąd względny
φ	U[V]	wzorcowa	analogowy	pomiar programem	watomierz analogowy	pomiar program	watomierz analogowy	program
0	220	440	455	453,2	15	13,2	3,41%	3,00%
10	220,4	434,1	450	446,9	15,9	12,8	3,66%	2,95%
20	220	413,5	425	446,8	11,5	33,3	2,78%	8,05%
30	219,8	380,7	390	422,2	9,3	41,5	2,44%	10,90%
40	220,6	337,2	335	330,4	2,2	6,8	0,65%	2,02%
50	219,5	282,2	275	271	7,2	11,2	2,55%	3,97%
60	220,5	220,5	210	204	10,5	16,5	4,76%	7,48%
70	220,2	150,6	135	131,8	15,6	18,8	10,36%	12,48%
80	220	76,4	55	52,2	21,4	24,2	28,01%	31,68%
90	221	0	0	27,5	0	27,5	nie ist.	nie ist.

4.Wyznaczanie błędów pomiaru energii elektrycznej dla cos φ=1

czas trwania pomiaru- 12m 57s

energia zmierzona przez licznik- 0,1 kWh

licznik energii elektrycznej [kWh]	I[A]	U[V]
0,010	2	225
0,020	2	227,5
0,030	2	227,5
0,040	2	227
0,050	2	227
0,060	2	225
0,070	2	225
0,080	2	225
0,090	2	225
0,100	2	225

średnie natężenie prądu: 2A

średnie napięcie: 225,9 V

czas pomiaru: 12m 57s

energia wzorcowa:

energia wskazana przez licznik: 0,1 kWh

Błąd bezwzględny licznika: 0,00183

Błąd względny licznika:1,79%

5. Wyznaczanie błędów pomiaru energii elektrycznej dla cos φ=0,5_ind

czas trwania pomiaru- 25m 52s

energia zmierzona przez licznik- 0,1 kWh

licznik energii elektrycznej [kWh]	I[A]	U[V]
0,010	2	225
0,020	2	225
0,030	2	227,5
0,040	2	225
0,050	2	225
0,060	2	227,5
0,070	2	225
0,080	2	225
0,090	2	225
0,100	2	225

średnie natężenie prądu: 2A

średnie napięcie: 225,5 V

czas pomiaru: 25m 52s

energia wzorcowa:

energia wskazana przez licznik: 0,1 kWh

Błąd bezwzględny licznika: 0,00278

Błąd względny licznika:2,85%

Wnioski:

Jednym ze sposobów pomiaru energii i mocy jest mierzenie tychże wielkości za pomocą komputera i odpowiednich urządzeń peryferyjnych podłączonych do niego. Wyniki pomiarów są bardzo dokładne, dużo dokładniejsze niż przy użyciu mierników analogowych. Metoda ta jest także dużo wygodniejsza, gdyż właściwie ogranicza się do sczytywanie wyników pomiarów z ekranu komputera.

Zauważyliśmy, że przy zwiększaniu natężenia prądu, rośnie również błąd bezwzględny. Przy pomiarze mocy w funkcji kąta fazowego przy jego zwiększaniu, błąd względny maleje dość łagodnie, a następnie szybko rośnie. Błędy z pomiarów watomierzem cyfrowym a analogowym są mniej więcej na podobnym poziomie. Przy wyznaczaniu błędów pomiaru energii elektrycznej dla cosinusa równego 1 oraz 0,5 widzimy, że licznik laboratoryjny wskazał dość dokładną wartość, gdyż błędy były bardzo małe.

---