Методы и способы измерений
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Национальный технический университет Украины
"Киевский политехнический институт"
Курсовая работа
по курсу: Методы и способы измерений
Киев 2008
Содержание
. Измерительные трансформаторы переменного тока. Схема включения, векторная диаграмма, погрешности
2. Измерительные трансформаторы постоянного тока
3. Схемы мостов переменного тока для измерения индуктивности. Вывод условий равновесия. Особенности
Задачи
1. Измерительные трансформаторы переменного тока. Схема включения, векторная диаграмма, погрешности
Измерительные трансформаторы переменного тока являются измерительными масштабными преобразователями и используются для преобразования больших токов в относительно малые, допустимые для измерения приборами с пределами измерения ориентировочно 0,51 А.
Измерительные трансформаторы переменного тока состоят из двух и больше изолированных обмоток, помещенных в магнитопровод.
Рис 35.1.1 - Схема включения измерительного трансформатора переменного тока
На рис.35.1.1 обозначено: Л1 и Л2 - начало и конец первичной обмотки трансформатора тока (ТТ). Для ТТ принято специальное условное изображение на электрических схемах:
Рис 35.1.2 - Условное изображение трансформатора тока на электрических схемах
Для ТТ , следовательно .Для токов (см. рис. 35.1.3.).
Рис 35.1.3
Для ТТ сечение провода первичной обмотки больше, чем вторичной обмотки. Векторная диаграмма трансформатора тока (ТТ). Векторная диаграмма ТТ помогает выяснить, от каких параметров зависит погрешность ТТ, а также некоторые эксплуатационные характеристики.
Рис 35.2.1 - Схема измерения при помощи ТТ
На рис.35.2.1 обозначено:
ФМ ? магнитный поток магнитопровода.M ? магнитодвижущая сила (МДС).1,W2 ? число витков первичной и вторичной обмоток.
Нарисуем эквивалентную схему ТТ с учетом активных и реактивных сопротивлений обмотки.
Риc 35.2.2 - Схема измерения при помощи ТТ с учетом активных и реактивных сопротивлений обмотки
На рис.35.2.2 обозначено:1, X2 ? реактивное сопротивление первичной и вторичной обмоток.1, R2 ? активное сопротивление первичной и вторичной обмоток.н, Rн ? реактивное и активное сопротивление на выходе.
w? угловая частота.
Рис. 35.2.3 - Векторная диаграмма ТТ
На векторной диаграмме представлено в виде тока . От этого значения зависит .
Основные метрологические и технические характеристики ТТ.
Номинальный первичный ток для ТТ в пределах 0,160000А.
Номинальные вторичные токи для ТТ: 1; 2; 2,5; 5А.
Номинальный коэффициент трансформации для ТТ
.
Применяется для расчета первичного тока по результатам измеренных токов на вторичной обмотке.
,
где - результаты измерения тока и напряжения.
Действительный коэффициент трансформации отличается от номинального, что приводит к погрешности измерений.
.
Токовая погрешность ТТ определяется по формуле:
.
Абсолютная погрешность .
Угловая погрешность.
В идеальных трансформаторах первичный ток повернут относительно вторичного на 180?.
Угловая погрешность - это угол между и .
Рис. 35.3.3.1
Если вектор тока опережает , то - положительно. Если - отстает, то - отрицательно.
Угловая погрешность учитывается в схемах, где важны фазовые соотношения (измерители cos ?, вольтметры, счетчики измерения напряжения).
Комплексная погрешность ТТ.
Рис. 35.3.4.1
Так как погрешность ТТ и угловая погрешность - комплексные величины, то естественно представить погрешность трансформатора в комплексной форме, которая позволяет упростить поверку ТТ.
Абсолютную комплексную погрешность можно записать в виде:
Так как ? - угол мал (десятки секунд), то
.
Относительная погрешность
,
где -действительная часть комплексной относительной погрешности для тока - токовая погрешность, обусловленная отклонением действительного значения от номинального .
- угловая погрешность в радианах.
Эту формулу можно использовать для создания прибора поверки измерительных трансформаторов. Как видно из формулы, величину пропорциональную нужно разложить на две составляющие. Чтобы выделить используем образцовый трансформатор, класс точности которого в 3,5 раз меньше поверяемого ТТ. Для выделения разности используем маленькое сопротивление , по которому проходят токи от образцового измеряемого трансформатора.
Падение напряжения измеряем компенсатором переменного тока. КПТ - компенсатор поверяемого трансформатора. Рабочий ток должен совпадать с током .
При нормальной работе ТТ МДС составляет доли процентов от . Часть этой МДС идет на создание магнитного потока, определяет потери в сердечнике на перемагничивание.
Если вторая цепь разомкнута , тогда . Следовательно в несколько сотен раз увеличивается и . Увеличение приводит к резкому увеличению потока , что в свою очередь приводит к резкому увеличению .
При нормальной работе ?доли вольт. При разомкнут