Измерение тока и напряжения

Расчет сопротивления внешнего шунта для измерения магнитоэлектрическим амперметром силового тока. Определение тока в антенне передатчика при помощи трансформатора тока высокой частоты. Вольтметры для измерения напряжения с относительной погрешностью.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 12.05.2013
Размер файла 160,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Измерение тока и напряжения

Задача 1

В распоряжении имеется магнитоэлектрический амперметр с внутренним шунтом и верхним пределом измерения 1А, класс точности 0,5. Допустимое значение напряжения на рамке измерительного механизма составляет Uдоп и тока, проходящего через измерительную катушку, 20мА.

Рассчитать сопротивление внешнего шунта для измерения этим амперметром силового тока до величины AN и выбрать соответствующий класс точности.

Решение:

Магнитоэлектрический механизм позволяет измерять малые постоянные токи, не превышающие 20-50 мА. Для того чтобы измерять большие токи, используют измерительные цепи, включающие в себя шунты, представляющие собой манганиновые резисторы, сопротивление которых во много раз меньше сопротивления рамки Rи магнитоэлектрического измерительного механизма. Поэтому при включении шунта параллельно прибору (рис.1.1) основная часть измеряемого тока Iш проходит через шунт, а ток IА не превышает допустимого значения.

Рисунок 1.1 - Схема включения амперметра с шунтом

Отношение I/IА = n (1.1), показывающее, во сколько раз измеряемый ток превышает допустимое значение, называется коэффициентом шунтирования. Сопротивление шунта определяется как

Найдем сопротивление рамки магнитоэлектрического измерительного механизма

RA = Uдоп/I = 100/20*10-3 = 5000 Ом

Дальше определим коэффициент шунтирования

n = I/IA = An/IA = 200/1 =200

Теперь определяем сопротивление шунта из формулы

Rш = RA/( n-1) = 5000/(200-1) = 25,1256 Ом

Т.к. класс точности шунта должен быть выше класса точности амперметра, выбираем класс точности шунта равный 0,2.

Ответ: Rш = 25,1256 Ом; класс точности шунта 0,2.

Задача 2

Определить ток в антенне передатчика при помощи трансформатора тока (ТТ) высокой частоты и амперметра с термопреобразователем А, включенного во вторичную обмотку ТТ.

Определить:

a) ток в антенне;

б) погрешность измерения тока в антенне.

Решение

Рисунок 1.2 - Схема измерения тока в антенне

Ток в антенне определяется как

I = Iа · КТ ,

где Iа - ток, показываемый амперметром; КТ = w2 / w1 - коэффициент трансформации трансформатора тока (ТТ), w1 = 1.

КТ = w2 / w1 = 100/1 = 100

I = Iа · КТ = 0,002*100 = 0,2 А

С учётом погрешностей выражение имеет вид

(I ± ?а) = (Iа ± ?а) · КТ ,

где ?а - абсолютная погрешность тока в антенне;

?а = ± га Iан / 100.

где Iан = 10мА - верхний предел амперметра; га = 0,1 - класс точности амперметра.

?а = ± га Iан / 100= ± 0,1*10*10-3/100 = 0,00001

(I ± ?а) = (Iа ± ?а) · КТ

(0,2 ± 0,00001) = (0,002 ± 0,00001)*100

Ответ: I = 0,2 А;

погрешность измерения: (0,2 ± 0,00001) = (0,002 ± 0,00001)*100

Задача 3

В ВЧ цепи ваттметром определена мощность Р, поглощаемая нагрузкой с сопротивлением Rн. Ваттметр класса точности 1,0 со шкалой 10 Вт.

Определить:

а) ток в цепи;

б) истинное значение тока.

Решение:

Ток в ВЧ цепи будет равен

I = .

I = = 0,3162 А

Абсолютная погрешность вольтметра находим по формуле

?Р = ± дВ* Pн/100

?Р = ±1*10/100 = 0,1

где ?Р - абсолютная погрешность ваттметра, Pн - верхний предел; дВ - класс точности.

Тогда ?I найдем по формуле

I =

I = = 0,0447 А

Тогда, истинное значение тока будет равно

Iи = I ± ?I.

Iи = 0,3162±0,0447 А

Ответ: I = 0,3162 А

Iи = 0,3162±0,0447 А.

Задача 4

С помощью милливольтметра с закрытым входом измеряется цифровой сигнал (импульсная последовательность амплитудой Um, длительность импульсов tи, период следования Т). Прибор имеет преобразователь пиковых значений (ППЗ) и среднеквадратическую шкалу (СК). Известно показание прибора Ап.

Определить:

- амплитудное (Um);

- среднеквадратическое {Uск);

- средневыпрямленное (U).

Решение

Основные соотношения между значениями для синусоидального сигнала U(t) = Umsinщt будут равны:

В общем виде для приборов с закрытым для постоянной составляющей сигнала входом градуировочную характеристику можно представить в следующем виде:

Учитывая (2.1) и (2.2), запишем

Скважность Q это отношение периода Т следования импульсов к длительности импульса tи

Для прямоугольных импульсов справедливо, что Uo =Um/Q.

Тогда (2.3) примет вид

Следовательно,

В (2.4) для прямоугольных импульсов

Найдем амплитудное напряжение

Um = An*Kasin*Q/(Q-1) = 40*10-3*1,41*4/(4-1) = 0,0752 В

Найдем коэффициент амплитуды и формы по формуле

Kax = Kфх = = = 2

Найдем среднеквадратичное напряжение

UCK = Um/Kax= 40*10-3/2 = 0,02 В

UCK = An*Kasin*/(Q-1) = 40*10-3*1,41*2/3 = 0,03 В

Найдем средневыпрямленное напряжение

UСВ = UCK/ Kфх = 0,02/2 = 0,01 В

UСВ = An*Kasin*1/(Q-1) = 40*10-3*1,41*1/3 = 0,01 В

Ответ: Um = 0,0752 В;

UCK = 0,02 В;

UСВ = 0,01 В.

Задача 5

Имеется магнитоэлектрический вольтметр с верхним пределом 10В с классом точности 0,5. Ток, протекающий через рамку вольтметра, равен 20 мА.

Рассчитать дополнительные внутренние и внешние сопротивления Rдоб вольтметра для требуемого диапазона измерения напряжения.

Решение

Схема вольтметра магнитоэлектрической системы приведена (рис.2.1).

Рисунок 2.1 - Схема включения вольтметра

Добавочный резистор Rдоб, включенный последовательно с рамкой измерительного механизма, ограничивает ток полного отклонения I, протекающего через нее, до допустимых значений. При этом падение напряжения на рамке Uи зависит от сопротивления рамки R и обычно не должно превышать десятков милливольт (не более 20мВ). Остальная часть измеряемого напряжения U должна падать на добавочном сопротивлении Rдоб. Если необходимо получить верхний предел измерения напряжения, в m раз превышающий значение Uдоп, то необходимо включить добавочный резистор, сопротивление которого легко вычисляется по формуле

Rдоб = Rвн(m - 1).

Добавочные резисторы могут быть внутренними, встроенными в корпус прибора (при напряжениях до 600 В), и наружными (при напряжениях 600-1500 В).

Найдем коэффициент m

Внутреннее сопротивление рамки Rвн найдем по закону Ома

Тогда сопротивление добавочного резистора

Ответ:

Задача 6

сопротивление магнитоэлектрический ток напряжение

Требуется выбрать вольтметр для измерения напряжения с относительной погрешностью не более д%. Определить истинное значение выбранного вольтметра, если прибор показал значение Ап.

Решение

Вольтметр показал 54 В с относительной погрешностью, не превышающей 0,5%. Тогда требуется вольтметр с верхним пределом 100 В.

Исходя из технического условия дотн < 0,5%, модуль абсолютной погрешности не должен превышать

Соответственно, модуль приведенной погрешности также не должен превышать

Приборов такого класса не существуют, поэтому выбирается вольтметр с классом точности 0.5.

Найдем погрешность измерения при данном классе точности по следующей формуле

где - класс точности, - предел шкалы измерений

Тогда истинное значение будет равно

Ответ:

Список использованной литературы

1. Э.А. Иванов, Ш.А. Бахтаев, Е.О. Елеукулов. Методы и средства электрорадиоизмерений. Алматы: АУЭС, 2012. - 492с.

2. А.А. Афонский. Измерительные приборы и массовые электронные измерения. Москва: СОЛОН-ПРЕСС, 2007. - 544 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Прямые и косвенные измерения напряжения и силы тока. Применение закона Ома. Зависимость результатов прямого и косвенного измерений от значения угла поворота регулятора. Определение абсолютной погрешности косвенного измерения величины постоянного тока.

    лабораторная работа [191,6 K], добавлен 25.01.2015

  • Параметры трансформатора тока (ТТ). Определение токовой погрешности. Схемы включения трансформатора тока, однофазного и трехфазного трансформатора напряжения. Первичная и вторичная обмотки ТТ. Определение номинального первичного и вторичного тока.

    практическая работа [710,9 K], добавлен 12.01.2010

  • Проект трансформатора, электрические параметры: мощность фазы, значение тока и напряжения; основные размеры. Расчет обмоток; характеристики короткого замыкания; расчет стержня, ярма, веса стали, потерь, тока холостого хода; определение КПД трансформатора.

    учебное пособие [576,7 K], добавлен 21.11.2012

  • Получение входных и выходных характеристик транзистора. Включение биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером. Проведение измерения тока базы, напряжения база-эмиттер и тока эмиттера для значений напряжения источника. Расчет коллекторного тока.

    лабораторная работа [76,2 K], добавлен 12.01.2010

  • Принцип работы трансформатора и материалы, применяемые при его изготовлении. Выбор магнитопровода, обмоток и полного тока первичной обмотки. Расчет тока и напряжения холостого хода. Определение температуры перегрева и суммарных потерь в меди и стали.

    курсовая работа [5,0 M], добавлен 12.12.2012

  • Расчет и выбор элементов выпрямителя с LC-фильтром. Определение действующего значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, значения тока вентиля, амплитуды напряжения, сопротивления конденсатора. График внешней характеристики выпрямителя.

    контрольная работа [28,4 K], добавлен 21.09.2012

  • Краткая характеристика устройства ввода тока и напряжения. Методика построения преобразователя тока в напряжение. Фильтр низких частот. Устройство унифицированного сигнала. Расчет устройства ввода тока, выполненного на промежуточном трансформаторе тока.

    курсовая работа [144,0 K], добавлен 22.08.2011

  • Линейные цепи постоянного тока, вычисление в них тока и падения напряжения, сопротивления. Понятие и закономерности распространения тока в цепях переменного тока. Расчет цепей символическим методом, реактивные элементы электрической цепи и их анализ.

    методичка [403,7 K], добавлен 24.10.2012

  • Разработка схемы усилителя постоянного тока и расчет источников питания: стабилизатора напряжения и выпрямителя. Определение фильтра низких частот. Вычисление температурной погрешности и неточностей измерения от нестабильности питающего напряжения.

    курсовая работа [166,3 K], добавлен 28.03.2012

  • Определение абсолютной, относительной и приведенной погрешностей. Компенсаторы постоянного тока, их назначение и принцип работы. Измерение мощности ваттметрами с применением измерительных трансформаторов тока и напряжения в однофазных и трехфазных цепях.

    контрольная работа [766,5 K], добавлен 08.01.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.