Электроника и электротехника. Шпаргалка

Методы измерений. На практике применяют различные методы измерения электрических величин. Наибольшее распространение в электроизмерительной технике получил метод непосредственной оценки . При использовании этого метода числовое значение измеряемой величины определяют непосредственно по показанию прибора, шкала которого отградуирована в единицах измеряемой величины. К подобным измерениям относят определение тока по показанию амперметра, напряжения по показанию вольтметра, мощности по показанию ваттметра, сопротивления по показанию омметра, cos φ по показанию фазометра и т. д.

В некоторых случаях электрическую величину приходится определять косвенно – по данным измерений других электрических величин. Так, значение cos φ находят по измеренным величинам мощности Р , напряжения U и тока I , значение сопротивления – по измеренным величинам U и I и т. д. Это косвенный метод измерения .

В измерительной технике и особенно в автоматических устройствах широко используется метод сравнения . В основе этого метода лежит сравнение измеряемой величины с известной идентичной физической величиной. Из области неэлектрических измерений можно, например, указать известный способ определения при помощи чашечных весов массы (веса) какого(либо предмета путем сравнения его с массой (весом) гирь в момент равновесия.

В электроизмерительной технике различают две разновидности метода сравнения: мостовой компенсационный .

30. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Для измерения значения напряжения на каком(либо элементе электрической цепи (генераторе, трансформаторе, нагрузке) к выводам элемента присоединяют вольтметр. Для уменьшения погрешности измерения необходимо, чтобы сопротивление вольтметра (или общее сопротивление вольтметра и добавочного резистора) было на два порядка больше сопротивления любого элемента измеряемой цепи.

Индуктивность катушки амперметра при переменном токе зависит от значения тока ; соотношение токов в катушке амперметра и шунте здесь не остается постоянным. Поэтому шунты в цепях переменного тока не применяются.

Для расширения предела измерения вольтметра (в k раз) в цепях напряжением до 500 В обычно применяют добавочные резисторы, включаемые последовательно с обмоткой вольтметра (рис. 35).

Рис. 35. Схема присоединения добавочного резистора к вольтметру

Сопротивление добавочного резистора r д определяют из соотношения

где U max – наибольшее значение измеряемого напряжения (предел измерения напряжения вольтметром при наличии добавочного резистора);

U в, Н – предельное (номинальное) значение напряжения прибора при отсутствии добавочного резистора.

Отсюда:

Значение фактически измеряемого напряжения U определяется из соотношения

где U в – показание вольтметра.

Шкалу вольтметра градуируют с учетом включенного добавочного резистора.

В цепях переменного тока высокого напряжения для расширения пределов измерения вольтметров применяют трансформаторы напряжения.

В измерительной технике и особенно в автоматических устройствах широко используется метод сравнения . В основе этого метода лежит сравнение измеряемой величины с известной идентичной физической величиной. Из области неэлектрических измерений можно, например, указать известный способ определения при помощи чашечных весов массы (веса) какого(либо предмета путем сравнения его с массой (весом) гирь в момент равновесия.

В электроизмерительной технике различают две разновидности метода сравнения: мостовой и компенсационный . Примером мостового метода является измерение сопротивления при помощи четырехплечевой мостовой схемы. Примером компенсационного метода может служить измерение напряжения путем сравнения с известной ЭДС нормального элемента. Методы сравнения отличаются большой точностью, но техника этих измерений сложнее техники измерений методом непосредственной оценки.

31. ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ

Измерение активной мощности в цепях однофазного тока . Для измерения мощности Р служат ваттметры электродинамической системы; схема включения ваттметра изображена на рисунке 36. Неподвижная обмотка 1—1 прибора называется токовой и включается в цепь последовательно. Подвижная обмотка 2—2 называется обмоткой напряжения и включается в цепь параллельно.

Рис. 36. Схема включения ваттметра

Ток I 2 в обмотке напряжения 2—2 пропорционален напряжению U контролируемой цепи и совпадает с ним по фазе, а ток I 1 равен току I нагрузки.

Момент, действующий на подвижную обмотку, равен М вр = CUI ; cos φ = CP ,

где С – коэффициент пропорциональности .

Поскольку противодействующий момент М пр пропорционален углу поворота a стрелки, отклонение стрелки пропорционально измеряемой активной мощности Р .