POMIAR MOCY WYJŚCIOWEJ I ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH NAPIĘĆ ODKSZTAŁCONYCH

1) SCHEMATY POMIAROWE :

1.1) Schemat układu do wyznaczania błędów wskazań woltomierzy o różnych ustrojach w zależności od częstotliwości i kształtu napięcia:

1.2) Schemat układu do wyznaczania wartości harmonicznych napięcia:

2) TABELE POMIAROWE :

2.1) Pomiar błędu woltomierzy przy zmianie częstotliwości mierzonego napięcia (napięcie sinusoidalne):

f	Umag	Uel-m	Ulamp	Ucyf	Uoscy	Zniekszt.
Hz	V	V	V	V	V	%
20 30 100 200 500 1000 2000 3000 10000 15000 20000	5 5.04 5 5 5 5.04 5.06 5.02 5.02 5.5 5	5.4 5.2 5.2 5.3 5.4 5 5.6 5.4 3.5 2.5 2	5.2 5.1 5.2 5.2 5.2 5.4 5.5 5.2 5.3 5.2 5.7	5.41 5.28 5.42 5.42 5.43 5.63 5.83 5.63 5.75 6.02 6.22	8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8	0.32 0.5 0.7 0.7 0.2 0.3 1 0.7 1.2 1.7 2.7

2.2) Pomiar błędu woltomierzy przy zmianie częstotliwości mierzonego napięcia (przebieg prostok --> [Author:S] atny) :

f	Umag	Uel-m	Ulamp	Ucyf	Uoscy	zniekszt
Hz	V	V	V	V	V	%
50 500 5000	3.7 3.7 4.1	3.6 3.2 3	4 4.1 4.4	4.31 4.35 4.86	4 4 4	30 41 45

2.3) Pomiar błędu woltomierzy przy zmianie częstotliwości mierzonego napięcia (przebieg piłokształtny) :

f	Umag	Uel-m	Ulamp	Ucyf	Uoscy	zniekszt.
Hz	V	V	V	V	V	%
50 500 5000	1.7 1.7 1.5	2.2 2.2 2	2 1.9 2	2.13 2.13 2.15	4 4 4	27 42 43

.3) Wyznaczanie wartości harmonicznych napięcia:

Przebieg piloksztaltny
nr harmonicznej	F [Hz]	U [mV]
1 3 5 7 9 11 13	100 200 300 400 500 600 700	81 8.4 5.4 3.6 1.2 1.1 0.3

Przebieg prostokątny
nr harmonicznej	F [Hz]	U [mV]
1 3 5 7 9 11 13	100 200 300 400 500 600 700	61 23 13 9.6 7.2 6 5

4) Obliczanie współczynnika zawartosci harmonicznych:

dla przebiegu prostokatnego:

=36.8%

dla przebiegu trojkatnego:

h=13.2%

5)Charakterystyki błędów woltomierzy w funkcji częstotliwości

a)dla napięcia sinusoidalnego

b)dla przebiegu prostokątnego:

c)dla przebiegu trójkątnego:

6) WNIOSKI :

W ćwiczeniu wykonywaliśmy pomiary napięcia woltomierzami o różnych typach ustrojów. Obserwując wskazania poszczególnych woltomierzy przy wzroście częstotliwości mierzonego napięcia możemy stwierdzić, że :

1) miernik wzorcowy, za jaki uznaliśmy woltomierz cyfrowy, w całym zakresie częstotliwości wskazywał podobną wartość napięcia zasilającego,

2) miernik magnetoelektryczny- miernik o takim ustroju można zastosować do pomiaru wielkości przemiennych tylko wówczas, gdy w układzie miernika zastosujemy prostownik półprzewodnikowy ( jego zastosowanie jest konieczne, gdyż w przeciwnym przypadku w związku z cechą tego ustroju wskazówka nie wychyliłaby się). Miernik mierzy wówczas wartość średnią przebiegu sinusoidalnego. Wartość skuteczną można uzyskać zamieniając wartość średnią na maksymalną, a następnie maksymalną na skuteczną, przy czym wartość trzeba pomnożyć przez współczynnik kształtu równy 1.11. Woltomierz wskazywał poprawnie wartość napięcia w całym zakresie częstotliwości. Różnica między wartością wzorcową napięcia a wartością zmierzoną wynika więc nie z wartości częstotliwości mierzonego napięcia a jedynie z błędów systematycznych (klasa dokładności, dokładność odczytu itp.).

3) przy pomiarze napięcia za pomocą woltomierza elektromagnetycznego stwierdziliśmy, że miernik ten, pomimo zamieszczonej na podzielni informacji o zakresie częstotliwości pracy 20 Hz - 20 kHz, nie nadaje się zupełnie do pomiaru wartości napięcia o częstotliwości wyższej niż 10 kHz (na ogół mierniki o tym ustroju stosowane są do pomiaru wartości prądów i napięć sinusoidalnych o częstotliwości technicznej). Błąd pomiaru zawiera się pomiędzy 0 a 50 %. Jednocześnie mierniki elektromagnetyczne za sprawą zależności bezwładności i tłumienia od kwadratu wartości skutecznej prądu może być stosowany do pomiaru wartości skutecznej prądów i napięć przemiennych bez względu na ich kształt (dla niewielkich częstotliwości).

4) wartość napięcia zmierzonego przy pomocy woltomierzy: lampowego i selektywnego jest bardzo zbliżona do wartości poprawnej i również nie zależy od częstotliwości. Tak dobre dokładności pomiaru są związane ze sposobem wykonania tych mierników, oraz właściwościami elementów użytych do ich budowy.

---