Politechnika Lubelska

Katedra Miernictwa Elektrycznego

****

Laboratorium

Metrologii

****

Temat: Przyrządy rejestrujące .

Grupa dziekańska : ED 6.3

Grupa laboratoryjna : Magdalena Jagiełło

wykonał : Krzysztof Białas

Data wykonania : 1997.04.29

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznane własności i zasady działania elektrycznych rejestratorów analogowych o zapisie ciągłym i punktowym.

2. Wiadomości ogólne:

Rejestrator jest przetwornikiem, w którym możemy wyróżnić dwa zasadnicze stopnie przetwarzania sygnału

stopień I - wartość mierzona jest przetwarzana w położenie organu rejestrującego,

stopień II- w którym następuje graficzne utrwalenie wielkości mierzonej oraz ewentualny odczyt informacji przez obserwatora lub wykorzystanie jej do dalszego przetwarzania.

Błędy rejestracji powstają zarówno w pierwszym stopniu przetwarzania (błędy urządzenia pomiarowego ) jak i w drugim stopniu, który jest charakterystyczny tylko dla rejestratorów.

Z tym ostatnim stopniem przetwarzania związane są błędy statyczne których przyczynami są:

• nierównomierność przesuwu nośnika

• zmiana własności nośnika (np..: zmiana wymiarów taśmy papierowej na skutek zmian wilgotności, co powoduje zmianę siatki na nośniku)

• niedokładność siatki naniesionej na nośniku

oraz błędy dynamiczne, które mogą występować jeśli jest źle dobrana prędkość nośnika.

Wielkość błędu rejestracji wyrażana jest klasą dokładności, podawaną w procentach końcowej wartości zakresu pomiarowego albo długości skali rejestratora. Dla rejestratorów mamy klasy;

0,2 0,5 1,0 1,5 2,5 5,0.

Graniczny błąd rejestracji obliczany jest z zależności:

gdzie W_max - górna granica zakresu pomiarowego.

Klasy określające dokładność przesuwu nośnika zapisu:

0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1,0 2,5 5,0

Graniczny błąd rejestracji czasu obliczamy z zależności:

gdzie l- długość taśmy

v-dana znamionowa prędkość przesuwania taśmy

2. Wykonanie ćwiczenia:

A. Sprawdzenie rejestratora kompensacyjnego o zapisie punktowym.

1.Sprawdzenie dokładności wskazań rejestratora w odniesieniu do wielkości mierzonej.

Rejestrator w tym przypadku traktujemy jako miliwoltomierz prądu stałego. Błąd określamy dla ocyfrowanych kresek podziałki rejestratora:

Tabela pomiarowa

Lp	Ux	Uw	ΔU	δ
	mV	mV	mV	%
1	16,77	20,80	-4,03	5,373
2	14,36	14,40	-0,04	0,053
3	11,94	12,00	-0,06	0,080
4	9,58	9,60	-0,02	0,027
5	7,34	7,36	-0,02	0,027
6	5,23	5,44	-0,21	0,280
7	3,26	3,36	-0,10	0,133
8	1,44	1,60	-0,16	0,213

Przykładowe obliczenia:

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów i obliczeń rysujemy wykres: ΔU=f(U_r)

Na podstawie obliczeń zestawionych w tabelce rejestrator możemy zaliczyć do klasy o wart. 1,0

2.Sprawdzenie błędu rejestracji w odniesieniu do czasu.

Tabela pomiarowa:

	V	l	tw	tx	δ
Lp	mm/s	mm	s	s	%
1.	0,166	150	905	900	0,994
2.	0,5	127,5	262	255	0,973

Na podstawie obliczeń zawartych w tabelce błąd rejestracji czasu jest mniejszy od 1% a więc możemy zaliczyć go do klasy 1,0.

3. Sprawdzenie rzeczywistego czasu punktowania.

Pomiary przeprowadzamy dla wszystkich nastawianych czasów punktowania i notujemy je w tabelce.

Tabela pomiarowa:

czas	znamionowy	s	12	4
punktowania	rzeczywisty	s	11,6	3,98

4.Wyznaczenie czasu uspokojenia.

Nastawiamy wartość α_u równą 2/3 zakresowi pomiarowemu nie włączając nośnika Następnie wyłączyć obwód pomiarowy i ponownie gwałtownie załączyć. Ponowne załączenie odbywa się z jednoczesnym włączeniem stopera. Pomiaru dokonujemy trzykrotnie i określamy wartość średnią.

Tabela pomiarowa:

	Δt1	Δt2	Δt3	Δtśr
Lp	s	s	s	s
1	1,22	1,87	1,80	1,63

t_u,rz=3,98s Δt_śr=1,63s

Porównując wartość średnia czasu uspokojenia z wartością czasu punktowania stwierdzamy, że jest on prawie dwa i pół razy mniejszy, co może świadczyć o dużej szybkości reakcji na zmiany sygnału podanego na rejestrator.

2. Sprawdzenie rejestratora bezpośredniego o zapisie ciągłym.

1.Sprawdzenie dokładności wskazań rejestratora w odniesieniu do wielkości mierzonej.

Rejestrator w tym przypadku traktujemy jako miliwoltomierz prądu stałego. Błąd określamy

dla ocyfrowanych kresek podziałki rejestratora, przy pomiarze napięcia przemiennego.

Tabela pomiarowa

	Ux	Uw	ΔU	δ
Lp	V	V	V	%
1.	20	27,77	-2,77	4,62
2.	40	42,24	-2,24	3,73
3.	60	61,74	-1,74	2,9

Przykładowe obliczenia:

Na podstawie przeprowadzonych obliczeń badany rejestrator ciągły możemy zakwalifikować do klasy 5,0 ponieważ błąd δ nie przekracza w przedstawionej tabelce wartości 5% .

2.Sprawdzenie błędu rejestracji w odniesieniu do czasu.

Tabela pomiarowa:

	V	l	tw	tx	δ
Lp	mm/s	mm	s	s	%
1.	0,166	25	150	157	4,46

Obliczenia:

Na podstawie obliczeń zawartych w tabelce błąd rejestracji czasu jest mniejszy od 5% a więc możemy zaliczyć go do klasy 5,0.

3.Sprawdzenie poprawności czasu uspokojenia.

	Δt1	Δt2	Δt3	Δtśr
Lp	s	s	s	s
1	1,58	1,37	1,6	1,517

t_u,rz=3,98s Δt_śr=1,52s

Zgodnie z normą czas uspokojenia określa się dla rejestratorów o zapisie ciągłym jako czas potrzebny do osiągnięcia przez element zapisujący położenia końcowego z dokładnością wynikającą z klasy przy skokowym włączeniu wielkości wejściowej. Czas ten nie powinien przekraczać 4 s, co jest w zasadzie zgodne z wynikiem uzyskanym w trakcie wykonania ćwiczenia.

---