 |
|
ТЕМА 11. Методы и средства учета электрической энергии.
Методы и средства учета электрической энергии на шахте. Методы и средства измерения учета электрической энергии в цепях постоянного и переменного тока. Источники погрешностей и способы их снижения. Однофазный и трёхфазный индукционные счетчики. Схема замещения и векторная диаграмма счетчика электрической энергии.
Литература: 1, 2, 3, 10
ТЕМА 12. Электромеханические преобразователи и приборы.
Электромеханические преобразователи и приборы: конструкция, назначение основных элементов, метрологические характеристики и уравнения преобразования. Магнитоэлектрический, электромагнитный, электростатический, электродинамический, ферродинамический и выпрямительный измерительные механизмы. Логометрический измерительный механизм. Области применения, преимущества и недостатки, параметры и характеристики, электроизмерительных приборов с различными измерительными системами. Условные обозначения, принятые в электроизмерительной технике.
Литература: 1, 2, 3
ТЕМА 13. Электрические измерения неэлектрических величин.
Измерительный инструмент. Особенности конструкции, принцип действия, параметры и метрологические характеристики штангенциркуля, нутромера, микрометра, измерительной линейки и щупов, образцов шероховатостей, резьбовых калибров. Электрические измерения неэлектрических величин. Методы и средства измерения расхода, давления, уровня, температуры, скорости, состава шахтной атмосферы и параметров взрывозащиты. Методы и средства измерения зольности и влажности угля.
Литература: 4, 6, 7
ТЕМА 14. Стандартизация.
Сфера действия стандартизации. Государственная система стандартизации. Основные понятия и определения. Задачи и основные принципы стандартизации. Нормативные документы из стандартизации и требования к ним. Категории нормативных документов из стандартизации. Государственные стандарты Украины. Стандарты отраслей, стандарты предприятий, стандарты научно-технических, инженерных обществ и других общественных союзов (объединений). Технические условия и стандарты предприятий. Требования к содержанию стандартов на продукцию, услуги, работы и процессы. Организация работ из стандартизации. Управление деятельностью в сфере стандартизации. Технические комитеты по стандартизации. Информационное обеспечение работ из стандартизации и сертификации. Нормативные документы по стандартизации и их применение. Виды и категории стандартов. Применение нормативных документов по стандартизации. Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов. Международное сотрудничество в области стандартизации.
Литература: 6, 9
ТЕМА 15. Сертификация.
Цель и виды сертификации. Основные понятия и определения сертификации. Государственная система сертификации. Обязательная сертификация. Сертификат и знак соответствия государственной системы сертификации. Обязанности производителей, поставщиков, исполнителей, продавцов продукции при обязательной сертификации. Сертификация продукции, которая импортируется. Оплата работ, связанных с обязательной сертификацией продукции. Ответственность органов по сертификации продукции и испытательных лабораторий (центров), которые проводят обязательную сертификацию. Ответственность производителя (продавца, исполнителя) за нарушение правил обязательной сертификации. Добровольная сертификация. Разновидности систем сертификации. Классификация систем сертификации третьей стороной. Функции органов, которые принимают участие в системах сертификации. Национальные системы сертификации Франции, Великобритании, США, Японии и России. Основные цели, принципы, правила и структура системы сертификации Госстандарта. Требования к органу сертификации и порядок его аккредитации. Функции и требования к персоналу документации органа сертификации. Порядок проведения сертификации продукции. Общие требования к нормативным документам на что сертифицируется продукцию. Правила и порядок проведения сертификации в системе. Требования к испытательным лабораториям и порядок их аккредитации.
Литература: 6, 7, 9
ТЕМА 16. Качество как объект управления.
Понятие “качество”. Показатели качества и их классификации. Основные факторы, которые влияют на качество продукции. Эволюция понятия “качество” и систем управления качеством. Основоположники концепции управления качеством. Качество как объект управления. Сущность управления качеством продукции. Обеспечение качества. Комплексное упраление качеством как перестройка сознания в области мышления. Применение статистических методов. Международная стандартизация систем качества семейства ISO 9000. Международные стандарты ISO 8402, 9001, 9002, 9003,14000. Требования к системе качества по ISO 9000. Создание систем управления качеством. Разработка нормативных документов и “Пособия по качеству”. Внедрение систем качества и обеспечение их работоспособности. Сертификация систем качества по ISO 9000. Стандартизация и сертификация систем качества в Украине.
Литература: 9, 19
5. Основные положения и определения
Основные метрологические понятия.Измерение — это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Чтобы произвести измерение, т. е. сравнить измеряемую величину с единицей измерения, необходимо иметь эту единицу - меру. Мера - это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.
При измерениях используют не только меры, но и измерительные приборы, с помощью которых выполняют процесс сравнения измеряемой величины с единицей измерения.
Измерительный прибор — средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (ГОСТ 16263— 70).
Электроизмерительные приборы подразделяют на две группы: приборы непосредственной оценки и приборы сравнения.
Приборы непосредственной оценки (амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры и т. д.) позволяют определить числовое значение измеряемой величины по отсчетному устройству.
Приборы сравнения (мосты, компенсаторы) применяют для сравнения измеряемой величины с мерой. Их используют для проведения более точных измерений.
Показание прибора — это значение измеряемой величины, определяемое сделанным отсчетом и переводным множителем (например, ценой деления).
Отсчет — число, прочитанное по отсчетному устройству измерительного прибора (по шкале, цифровому табло).
Погрешности измерений. Абсолютная погрешность— это разность между измеренным и действительным значениями измеряемой величины:
(1)
где Аизм, А - измеряемое и действительное значения; ΔА - абсолютная погрешность.
Абсолютную погрешность выражают в единицах измеряемой величины. Абсолютную погрешность, взятую с обратным знаком, называют поправкой.
Относительная погрешность р равна отношению абсолютной погрешности ΔА к действительному значению измеряемой величины и выражается в процентах:
(2)
Приведенная погрешность измерительного прибора - это отношение абсолютной погрешности к номинальному значению. Номинальное значение для прибора с односторонней шкалой равно верхнему пределу измерения, для прибора с двусторонней шкалой (с нулем посередине) — арифметической сумме верхних пределов измерения:
(3)
Наибольшее значение приведенной погрешности в рабочем диапазоне шкалы измерительного прибора называют основной приведенной погрешностью, выражают в процентах и указывают на шкале этого прибора. В соответствии с ГОСТ 9763—61 приборы подразделяются на восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 и 4,0.
|
Измерение напряжений и токов. Измерение напряжения производят с помощью вольтметра, подключаемого параллельно тому участку цепи, на котором производят измерение.
Для .расширения пределов измерения вольтметра на постоянном токе применяются добавочные сопротивления, на переменном — добавочные сопротивления и измерительные трансформаторы напряжения.
Добавочное сопротивление включают последовательно с вольтметром:
rд = rв (m-1), (4)
где rд — добавочное сопротивление, Ом; rв — сопротивление вольтметра, Ом; m — число, показывающее, во сколько раз необходимо увеличить предел измерения вольтметра.
Измерительный трансформатор напряжения преобразует большое переменное напряжение в относительно малое, измеряемое электроизмерительным прибором с небольшим пределом измерения, и работает в режиме, близком к режиму холостого хода (рис. 8.1):
U1=KUномU2 , (5)
где KUном - номинальный коэффициент трансформации напряжения; Ut - измеряемое напряжение, В; U2 - показание прибора, В.
Измерение токов в ветвях производят с помощью амперметров, включаемых в них последовательно.
Для измерения тока, большего номинального значения амперметра, в цепях постоянного тока применяют шунты, а в цепях переменного тока — измерительные трансформаторы тока.
Шунт - это сопротивление, включаемое последовательно в измеряемую цепь, а амперметр подключается к нему параллельно.
Сопротивление шунта
rш = rA/(n-1) (6)
где rш - сопротивление амперметра, Ом; n=I/IA - коэффициент шунтирования, показывающий, во сколько раз увеличивается предел измерения амперметру с включенным шунтом; I - измеряемый ток, A; IА - ток, проходящий через амперметр, А.
Измерительный трансформатор тока преобразует большой переменный ток в относительно малый, который может быть измерен непосредственно электроизмерительным прибором. Схема включения трансформатора показана на рис. 8.1. Измерительный трансформатор тока работает в режиме, близком -к режиму короткого замыкания. Основной его характеристикой является номинальный коэффициент трансформации К1ном, на который умножают показание прибора для определения измеряемого тока:
I = KIномI2. (7)
Измерение сопротивлений.Наиболее распространенный метод—метод амперметра и вольтметра, основанный на применении закона Ома для участка цепи:
Rx=U/I, (8)
где Rx—измеряемое сопротивление, Ом; U—падение напряжения на измеряемом сопротивлении, В; I—ток, проходящий через это сопротивление, А.
Измерение сопротивлений этим методом можно производить по двум схемам, представленным на рис. 8.2.
Если не требуется большая точность измерений, то можно воспользоваться показаниями амперметра и вольтметра и рассчитать сопротивление по формуле (8.8). Для измерения малых сопротивлений с большей точностью можно использовать схему рис. 8.2, а, для которой
(9)
где U—напряжение, измеренное вольтметром, В; I—ток, измеренный амперметром, А; rв—сопротивление вольтметра, Ом.
|
Схему рис. 8.2, б можно использовать для определения действительного значения больших сопротивлений; тогда
(10)
где U—напряжение, измеренное вольтметром, В; I—ток, измеренный амперметром, А; rА—сопротивление амперметра, Ом.
Значительно точнее сопротивления могут быть измерены с помощью мостов постоянного тока.
Измерение мощности.Мощность цепи постоянного тока можно определить с помощью амперметра и вольтметра:
(11)
где U—показание вольтметра, включенного на участке, где определяется мощность, В; I—показание амперметра на том же участке цепи, А.
Для измерения той же мощности может быть использован электродинамический ваттметр. Угол поворота подвижной части этого прибора, включенного в цепь, пропорционален мощности, значения которой нанесены на шкалу прибора: α=КР.
Активную мощность в цепях переменного тока измеряют также ваттметрами. Для расширения пределов измерения применяются измерительные трансформаторы тока и напряжения.
В трехфазной трехпроводной цепи при равномерной нагрузке для измерения активной мощности применяют один ваттметр, включенный в одну из фаз. Для определения мощности всей трехфазной цепи надо показания ваттметра умножить на три, т. е.
P=3P1=3UфIфcosφ (12)
В трехфазной трехпроводной цепи при равномерной или неравномерной нагрузке активную мощность
|
всей цепи измеряют с помощью двух ваттметров (рис. 8.4):
P=P1 ± P2 , (13)
где Plt Р2—показания первого и второго ваттметров, Вт:
P1 = UAC IA cosφ1
P1 = UBC IB cosφ2 (14)
где φ1 —фазовый сдвиг между векторами UСА и IА; φ2 —фазовьш сдвиг между векторами UBC и IB. Для равномерной нагрузки
P1 = UЛ IЛ cos(300φ);
P2 = UЛ IЛ cos(30+φ), (15)
где ф—фазовый сдвиг между напряжением и током в фазе.
В трехфазной четырехпроводной цепи для измерения активной мощности применяют метод трех ваттметров. Активная мощность всей цепи равна сумме показаний всех ваттметров:
P=Pt + P2 + P3i (16)
где Р1, Р2, Р3—показания каждого ваттметра, Вт.
Показание ваттметра определяют по отсчету (в делениях шкалы), умноженному на цену деления ваттметра.
Цена деления ваттметра
(17)
где Uном—номинальное значение напряжения, В; Iном — номинальное значение тока, А; аmax—максимальное число делений ваттметра.
Измерение электрической энергии.Измерение электрической энергии однофазного переменного тока производят с помощью электрических счетчиков с индукционными измерительными механизмами:
W=CN, (18)
где W - энергия, действительно израсходованная в сети, кВтч; С - действительная постоянная счетчика; N - число оборотов диска счетчика.
Действительная постоянная счетчика — это количество энергии, которое прошло через счетчик за время одного оборота диска.
Энергия, учтенная счетчиком,
W' = Cном N, (19)
где Сном—Номинальная постоянная счетчика, т. е. количество энергии, учитываемое счетным механизмом за один оборот диска.
Для определения энергии, израсходованной за какой-то промежуток времени, необходимо из показания его в конце измерения вычесть показание, снятое
в начале.
Зная постоянные С и Сном, можно определить относительную погрешность счетчика:
β=(W’-W)/W=[(Cном-C)/C] (20)
Поправочный коэффициент счетчика К — это отношение действительно израсходованной энергии к энергии, учтенной счетчиком:
K= W/W' = CN / (CномN) = C/Cном (21)
Для измерения энергии в трехфазных трех и четырёхпроводных цепях применяют однофазные, двухэлементные и трехэлементные счетчики энергии.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Головка Д.Б., Рего К.Г., Скрипник Ю.О. Основи метрології та вимірювань. – К.: Либідь,2001. – 408 с.
2. Электрические измерения/Под ред. А.Ф.Фремке, Е.М.Душина.-Л: Энергия, 1980.-392с.
3. Электрические измерения. Средства и методы измерений/Под ред. Е.Г.Шрамкова. - М.: Высшая школа, 1972.- 520с.
4. Электрические измерения /Под ред. В.Н. Малиновского.- М.:Энергоатомиздат, 1985. - 416с.
5. Электрические измерения электрических и неэлектрических величин/Под ред. Е.С.Полищука.- Киев, ВШ, 1984.- 359с.
6. Демидова – Панферова Р.М., Малиновский В.Н., Солодов Ю.С. Задачи и примеры расчетов по электроизмерительной технике. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 192с.
7. ГОСТ 16263-70 Метрология. Термины и определения.
Радкевич Я.М., Лактионов Б.И. Метрология,стандартизация и взаимозаменяемость. Книга 1. Метрология, Книга 2. Стандартизация. –М.: Издательство Московского государственного горного университета, 1996. – 212 с. и 268 с.
9. Сергеев А.Г., Патышев М.В. Сертификация: уч. пособие.- М.: Логос, 1999.- 248 с.
10. Фомичев С.К., Старостина А.А, Скрябина Н.И. Основы управления качеством .- К.: ВШ, 2000.- 195 с.
11. Декрет Кабінету Міністрів України “Про стандартизацію і сертифікацію” № 46 – 93 від 10 травня 1993 року.
12. ГОСТ 8.207-76 Порядок обработки результатов измерений с многократными наблюдениями. – М.: Стандарты, 1986. – 19 с.
13. БогуславскийМ.Г., Широков К.П.Международная система единиц СИ – М.: Стандарты, 1987. – 75с.
14. Мамонов П.Н. Сборник задач по электрическим измерениям. – Л.: Судостроение, 1966. – 107с.
15. Попов В.И. Электроизмерительные приборы в горной промышленности.- Киев: Техника, 1968. - 159с.
16. ГОСТ 13600-68. Средства измерений. Классы точности. Общие требования.
17. ГОСТ 23217-78. Приборы электроизмерительные аналоговые с непосредственным отсчетом. Наносимые условные обозначения.
18. Руководство по ревизии, наладке и испытанию подземных электроустановок шахт/Под ред. В.В. Дегтярева, Л.В., Седакова.-М.: Недра, 1989. - 614 с.
19. Васильев А.С. Основы метрологии и технические измерения. -М.: Машиностроение. 1980-192с.
20. Окрепилов В.В. Управление качеством. – М.: Экономика, 1998. – 639 с.
21. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. – Л.: Энергоатомиздат, 1991. – 304 с.
22. Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений. – М.: Энергоатомиздат,1986. – 448с.
23. ДСТУ 3008-95 . Документація . Звіти у сфері науки і техніки : Структура і правила оформлення . – К. : Держстандарт України, 1996.- 32 с.
24. Методические указания по оформлению текстовых документов / Сост.: Сафьянц С.М., Иванов А.И., Кравцов В.В., Кондрацкий В.Л. – Донецк : ДонГТУ , 1998. – 144 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ A
З А Д А Н И Е
на выполнение курсового проекта по дисциплине «Метрология, стандартизация, сертификация, аккредитация и основы электрических измерений» для студентовочной и заочной форм обучения специальности 7.092501 «Автоматизированное управление технологическими процессами».
1. Произвести обработку результатов прямых измерений первой и второй физической величины (Таблица 1) с использованием ГОСТ 8.207-76 и представить результат измерений согласно ГОСТ 8.011-72. При обработке результатов прямых измерений номер и размерность обрабатываемых физических величин определяется видом математической зависимости:
а) Р=U*I; б) P=I^2*R; в) P=U^2/R; г) R=U/I
для соответствующего варианта заданий (Таблица 1, столб.2).
2. Используя результаты обработки прямых измерений первой и второй физической величины, а также приведенные выше математические зависимости, произвести по ним обработку результатов косвенных измерений в соответствии с вариантом задания.
3. По варианту задания (Таблица 1, столб.15), дайте характеристику измерительной системе, рассмотрите принцип действия, особенности конструктивного исполнения приборов этой системы, а также уравнение преобразования, область применения, основные параметры (быстродействие, потребляемая мощность, диапазон частот и др.), метрологические характеристики (класс точности, диапазон измерения, чувствительность и др.), достоинства и недостатки и схемы включения.
4. В соответствии с вариантом приведите подробное решение задач (Таблица 1, столб.16) с выполнением измерительной схемы включения.
5. Расширить пределы измерения следующих приборов и привести измерительную схему с оценкой погрешностей измерения. В вариантах заданий с измерительными трансформаторами тока и напряжения рассмотреть и привести схему замещения, векторную диаграмму и аварийные режимы их работы, а также охарактеризуйте источники погрешностей и способы их снижения. Варианты заданий (таблица 2) предусматривают расширение пределов измерения по:
схеме 1 – амперметра с использованием измерительного шунта и измерительного трансформатора тока;
схеме 2 – вольтметра с использованием добавочного резистора, резистивного делителя напряжения, и измерительного трансформатора напряжения;
схеме 3 – вольтметра с использованием емкостного делителя напряжения (f=50Гц).
6. В соответствии с заданием (Таблица 3) рассчитать многопредельные амперметр и вольтметр, а также сконструировать омметр на базе заданного стрелочного микроамперметра со шкалой 0,1-10 Ом, 1-100 Ом, 10-1000 Ом, 0,1-10 кОм в виде комбинированного прибора с общей принципиальной схемой. Измерительные схемы и технические решения, основные функциональные зависимости привести в графической части курсового проекта.
7.Дан четырехплечий мост постоянного тока (рис. 1а) с параметрами, приведенными в таблице 4. Определите сопротивление Rx , при котором мост уравновешен; входное сопротивление моста относительно зажимов В - Г при состоянии равновесия моста; взаимное сопротивление между ветвью измеряемого сопротивления и ветвью гальванометра при состоянии равновесия моста; зависимость тока в гальванометре от изменения сопротивления Rx , а также чувствительность моста по току Si , напряжению Su и мощности Sw к изменению сопротивления Rx .
8.Дан двойной измерительный мост постоянного тока (рис.1б) с параметрами, приведенными в таблице 5. Определите сопротивление Rx , при котором мост уравновешен; зависимость тока в гальванометре от изменения сопротивления Rx , а также чувствительность моста по току Si к изменению сопротивления Rx .
9. Дайте определение, рассмотрите основные цели и задачи стандартизации, категории нормативно-технических документов и область их применения, а также порядок проведения стандартизации. Указать контролирующие органы по стандартизации и степень соответствия национальных стандартов Украины международным стандартам качества серии ISO-9000. Рассмотрите структуру органов УкрСЕПРО.
 |  | ||
10. Дать определение, рассмотреть основные цели и задачи сертификации, а также порядок проведения обязательной и добровольной сертификации выпускаемой промышленной продукции.
а) б)
Рисунок 1 – Принципиальные схемы одинарного (а) и двойного (б) измерительных
мостов
Варианты задания 1,2 и 3 на выполнение курсового проекта Таблица 1
| Номер варианта | Формула | Первая физическая величина | Вторая физическая величина | Класс точности | Измерительная система | Номера задач | |||||||||
| первого прибора | второго прибора | ||||||||||||||
| а | ЭМ логометр. | 20,40,60 | |||||||||||||
| б | ЭС | 19,39,59 | |||||||||||||
| в | 1,5 | ИНД | 15,35,55 | ||||||||||||
| г | 0,5 | ЭД логометр. | 9,29,49 | ||||||||||||
| а | 2,5 | ВЫПР | 17,37,57 | ||||||||||||
| б | ФД | 6,26,46 | |||||||||||||
| в | 0,5 | МЭ логометр. | 13,33,53 | ||||||||||||
| г | 1,5 | ЭМ | 3,23,43 | ||||||||||||
| а | 4,5 | 5,5 | ЭС | 5,25,45 | |||||||||||
| б | 2,5 | ЭМ логометр. | 10,30,50 | ||||||||||||
| в | ЭД | 8,28,48 | |||||||||||||
| г | 0,5 | МЭ | 12,32,52 | ||||||||||||
| а | 2,5 | ИНД | 4,24,44 | ||||||||||||
| б | МЭ | 16,36,56 | |||||||||||||
| в | 0,5 | ФД | 7,27,47 | ||||||||||||
| г | ЭМ | 14,34,54 | |||||||||||||
| а | 0,1 | 0,5 | ИНД | 11,31,51 | |||||||||||
| б | 0,5 | ВЫПР | 2,22,42 | ||||||||||||
| в | 0,5 | ЭД | 18,38,58 | ||||||||||||
| г | МЭ логометр. | 1,21,41 |
Условные обозначения измерительных систем: МЭ - магнитоэлектрическая; ЭМ – электромагнитная; ЭД – электродинамическая; ФД - ферродинамическая; ВЫПР – выпрямительная; ЭС – электростатическая; ИНД – индукционная.
| Вар | Схема 1 | Схема 2 | Схема 3 | |||||||
| I,A | In,A | Rn,Oм | U,В | Unp,B | Rnp,кOм | U,B | Un,B | Cn,нФ | ||
| 0,2 | ||||||||||
| 7,5 | 0,5 | 2,5 | 4,5 | 2,5 | 4,5 | |||||
| 2,5 | 0,3 | 7,5 | 7,5 | |||||||
| 7,5 | 1,5 | 2,2 | 2,2 | |||||||
| 0,7 | ||||||||||
| 2,5 | 1,2 | 7,4 | 7,4 | |||||||
| 0,1 | 8,9 | 8,9 | ||||||||
| 7,5 | 1,6 | 7,5 | 3,2 | 7,5 | 3,2 | |||||
| 0,4 | ||||||||||
| 2,5 | 1,3 | 2,5 | 4,7 | 2,5 | 4,7 | |||||
| 7,1 | 7,1 | |||||||||
| 7,5 | 1,9 | 2,5 | 2,5 | |||||||
| 1,5 | 6,8 | 6,8 | ||||||||
| 2,5 | 0,25 | 2,5 | 4,7 | 2,5 | 4,7 | |||||
| 0,35 | 7,5 | 9,4 | 7,5 | 9,4 | ||||||
| 7,5 | 0,1 | 8,1 | 8,1 | |||||||
| 1,1 | ||||||||||
| 2,5 | 1,4 | |||||||||
| 1,6 |
Варианты задания 5 на выполнение курсового проекта Таблица 2
Варианты задания 6 на выполнение курсового проекта Таблица 3
| Номер варианта | Ток полного отклонения, мкА | Сопротивление рамки, Ом | Пределы измерений амперметра | Пределы измерений вольтметра | Напряжение источника питания |
| 0-1 мА, 0-30 мА, 0-150мА, 0-1 А | 0-1 В, 0-5 В, 0-25 В, 0-100 В | 1,5 | |||
| 0-50 мА, 0-200 мА, 0-500мА, 0-3 А | 0-3 В, 0-25 В, 0-75 В, 0-750 В | 3,0 | |||
| 0-10 мА, 0-100 мА, 0-500мА, 0-1 А | 0-3 В, 0-15 В, 0-75 В, 0-500 В | 4,5 | |||
| 0-20 мА, 0-200 мА, 0-500мА, 0-3 А | 0-1 В, 0-100 В, 0-300 В, 0-500 В | 1,5 | |||
| 0-1 мА, 0-50 мА, 0-500мА, 0-1 А | 0-5 В, 0-50 В, 0-100 В, 0-1000 В | 4,5 | |||
| 0-1 мА, 0-30 мА, 0-150мА, 0-1 А | 0-3 В, 0-100 В, 0-250 В, 0-500 В | 3,0 | |||
| 0-5 мА, 0-100 мА, 0-500мА, 0-2 А | 0-3 В, 0-15 В, 0-50 В, 0-750 В | 1,5 | |||
| 0-100 мА, 0-500 мА, 0-1А, 0-5 А | 0-3 В, 0-25 В, 0-50 В, 0-500 В | 1,5 | |||
| 0-5 мА, 0-150 мА,0-450мА, 0-2 А | 0-3 В, 0-15 В, 0-75 В, 0-750 В | 4,5 | |||
| 0-50 мА, 0-400 мА, 0-1А, 0-3 А | 0-1 В, 0-5 В, 0-75 В, 0-250 В | 3,0 | |||
| 0-10 мА, 0-100 мА, 0-500мА, 0-1 А | 0-3 В, 0-15 В, 0-50 В, 0-300 В | 4,5 | |||
| 0-30 мА, 0-100 мА, 0-750мА, 0-5 А | 0-1 В, 0-150 В, 0-350 В, 0-500 В | 4,5 | |||
| 0-1 мА, 0-30 мА,0-150мА, 0-1 А | 0-1 В, 0-15 В, 0-100 В, 0-500 В | 1,5 | |||
| 0-20 мА, 0-200 мА, 0-600мА, 0-1 А | 0-3 В, 0-15 В, 0-75 В, 0-500 В | 3,0 | |||
| 0- 20 мА, 0-300 мА, 0-1А, 0-5 А | 0-1 В, 0-10 В, 0-50 В, 0-500 В | 4,5 | |||
| 0-10 мА, 0-200 мА, 0-500мА, 0-3 А | 0-3 В, 0-50 В, 0-75 В, 0-250 В | 3,0 | |||
| 0-3 мА, 0-60 мА,0-200мА, 0-3 А | 0-3 В, 0-25 В, 0-100 В, 0-500 В | 4,5 | |||
| 0-50 мА, 0-100 мА, 0-500мА, 0-5 А | 0-3 В, 0-150 В, 0-750 В, 0-1000 В | 1,5 | |||
| 0-50 мА, 0-300 мА, 0-750мА, 0-5 А | 0-3 В, 0-15 В, 0-75 В, 0-500 В | 4,5 | |||
| 0-10 мА, 0-100 мА, 0-500мА, 0-1 А | 0-1 В, 0-15 В, 0-50 В, 0-500 В | 3,0 |
Варианты задания 7 на выполнение курсового проекта Таблица 4
| Номер варианта | Сопротивление плеча R1, Ом | Сопротивление плеча R3, Ом | Сопротивление плеча R4, Ом | Сопротивление гальванометра RГ , Ом | Напряжение источника питания, В |
| 3,0 | |||||
| 4,5 | |||||
| 4,5 | |||||
| 3,0 | |||||
| 3,0 | |||||
| 7,5 | |||||
Варианты задания 8 на выполнение курсового проекта Таблица 5
| Номер варианта | Сопротивление плеча R1= R3, Ом | Сопротивление плеча R2= R4, Ом | Сопротивление Rр, Ом | Сопротивление R, Ом | Сопротивление R0, Ом | Сопротивление гальванометра RГ , Ом | Напряжение источника питания, В |
| 1,55 | 0,01 | 0,1 | |||||
| 1,9 | 0,02 | 0,2 | |||||
| 0,9 | 0,025 | 0,12 | |||||
| 0,56 | 0,04 | 0,15 | |||||
| 1,3 | 0,03 | 0,09 | |||||
| 1,1 | 0,05 | 0,2 | |||||
| 1,5 | 0,04 | 0,3 | |||||
| 1,2 | 0,021 | 0,25 | |||||
| 0,9 | 0,02 | 0,3 | |||||
| 1,3 | 0,018 | 0,1 | |||||
| 1,6 | 0,03 | 0,35 | |||||
| 0,9 | 0,06 | 0,28 | |||||
| 0,75 | 0,04 | 0,18 | |||||
| 1,4 | 0,02 | 0,17 | |||||
| 0,8 | 0,022 | 0,25 | |||||
| 0,6 | 0,019 | 0,1 | |||||
| 1,0 | 0,02 | 0,08 | |||||
| 0,75 | 0,01 | 0,15 | |||||
| 0,9 | 0,013 | 0,22 | |||||
| 0,8 | 0,016 | 0,1 |
ЗАДАЧИ
1. Вольтметр класса точности 1,0 с пределом измерения 300 В, имеющий максимальное число делений 150, поверен, на отметках 30, 60, 100, 120 и 150 делений, при этом абсолютная погрешность в этих точках составила 1,8; 0,7; 2,5; 1,2 и 0,8 В. Определите, соответствует ли прибор указанному классу точности, и относительные погрешности на каждой отметке шкалы.
2. Необходимо измерить ток потребителя в пределах 20 - 25 А. Имеется микроамперметр с пределом измерения 200 мкА, внутренним сопротивлением 300 Ом и максимальным числом делений 100. Определите сопротивление шунта для расширения предела измерения до 30 А и относительную погрешность измерения на отметке 85 делений, если класс точности прибора 1,0. Приведите измерительную схему.
3. В сеть переменного тока через трансформатор тока 100/2,5 А и трансформатор напряжения 600/150 В включены амперметр, вольтметр и ваттметр, показания которых соответственно 100, 120 и 88 делений. Пределы измерения приборов следующие: амперметр — 3 А, вольтметр — 150 В, ваттметр — 2,5 А по току, 150 В по напряжению. Все приборы класса точности 0,5 имеют максимальное число делений 150. Определите полную потребляемую сетью мощность, ее полное сопротивление и коэффициент мощности, наибольшую абсолютную и относительную погрешности измерения полного
сопротивления, учитывая класс точности приборов. Приведите измерительную схему.
4. Паспортные данные счетчика электрической энергии: 220 В, 10 А, 1кВт-ч — 640 оборотов диска.. Определите относительную погрешность счетчика
и поправочный коэффициент, если он был проверен при номинальных значениях тока и напряжения и за 10 мин сделал 236 оборотов. Приведите измерительную схему включения счетчика.
5. По схеме для измерения малых сопротивлений методом амперметра и вольтметра косвенно измеряется сопротивление. Показания амперметра и вольтметра следующие: U=4,8 В, I=0,15 А. Приборы имеют класс точности 1,0 и пределы измерения Iпр = 250 мА, Uпр = 7,5 В. Определите измеряемое сопротивление, наибольшую абсолютную и относительную погрешности измерения. Приведите измерительную схему.
6. Определите для вольтметра с пределом измерения 30 В и классом точности 0,5 относительную погрешность для точек 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В и наибольшую абсолютную погрешность прибора.
7. Вольтметр с пределом измерения 7,5 В и максимальным числом делений 150 имеет наибольшую абсолютную погрешность 36 мВ. Определите класс точности прибора и относительную погрешность в точках шкалы с 40, 80, 90, 100 и 120 делениями.
8. Миллиампер метр, имеющий предел измерения 300 мА и максимальное число делений 150 был поверен в точках 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 и 150 делений. Образцовый прибор дал следующие показания (мА): 39,8; 80,1; 120,4; 159,7; 199,5; 240; 279,6; 300,3. Определите класс точности прибора и построить для него график поправок: ΔI = F(Iпр). Приведите измерительную схему.
9. Амперметр класса точности 1,5 имеет 100 делений. Цена каждого деления 0,5 А. Определите предел измерения прибора, наибольшую абсолютную погрешность и относительную погрешность в точках шкалы с 10, 30, 50, 70 и 90 делениями.
10.При поверке амперметра с пределом измерения 10 А и классом точности 0,5 относительная погрешность на отметке 2 А составила 4,5%. Определите, соответствует ли прибор указанному классу точности, если абсолютная погрешность в этой точке имеет наибольшее значение.
11. Милливольтметр магнитоэлектрической системы класса точности 0,5 c пределами измерений 3; 1,5; 0,6; 0,3; 0,15 В имеет максимальное число делений 150. Определите для каждого предела наибольшее и наименьшее значения измеряемых напряжений в точке, соответствующей 40 делениям.
12. Определить класс точности микроамперметра с двусторонней шкалой и пределом измерения 100 мкА, если наибольшее значение абсолютной погрешности получено на отметке 40 мкА и равно 1,7 мкА. Определите относительную погрешность прибора для этого значения.
13. Микроамперметром на 150 мкА необходимо измерить силу тока до 15 А. Определите сопротивление шунта, если внутреннее сопротивление прибора гА = 400 Ом. Определите также класс точности прибора, если наибольшее значение абсолютной погрешности амперметра 100 мА. Приведите измерительную схему.
14.Для расширения предела измерения амперметра с внутренним сопротивлением гА=0,5 Ом в 50 раз необходимо подключить шунт. Определите сопротивление шунта, ток полного отклонения 
прибора и максимальное значение тока на расширенном пределе, если падение напряжения на шунте U=75 мВ. Приведите измерительную схему.
15.Амперметр с внутренним сопротивлением rА=0,015 Ом и пределом измерения 20 А имеет шунт сопротивлением 0,005 Ом. Определите предел измерения амперметра с шунтом, а также ток в цепи, если его показание равно 12 А. Приведите измерительную схему.
16. Определите величину методической погрешности измерения напряжения на нагрузке с сопротивлением 0,2 Ом вольтметром, имеющим внутреннее сопротивление 2,1 кОм, если величина э.д.с. источника питания составляет 36 В, а его внутреннее сопротивление 0,01 Ом. Приведите измерительную схему.
17. Амперметр с наружным шунтом rш=0,005 Ом рассчитан на предел измерения 60 А, его внутреннее сопротивление rА=15 Ом. Определите ток полного отклонения измерительной катушки прибора.
18. Амперметр класса точности 1,5 с пределом измерения 100 А имеет наружный шунт сопротивлением rш=0,001 Ом. Определите сопротивление измерительной катушки прибора, если ток полного отклонения I=25 мА. Определите также наибольшую абсолютную и относительную погрешности измерения следующих значений токов: 20, 30, 50, 75, 80 А. Определите наибольшую потребляемую амперметром мощность. Приведите измерительную схему.
19. Милливольтметр с пределом измерения 75 мВ и внутренним сопротивлением rB = 25 Ом имеет 150 делений шкалы. Определите сопротивление шунта, если этим прибором нужно измерять предельное значение тока 30 А. Определить цену деления прибора в обоих случаях.
20.Имеется многопредельный амперметр. При коэффициенте шунтирования n = 100 амперметр имеет предел измерения 2,5 А, а падение напряжения на его зажимах при токе полного отклонения Uном = 75мВ. Определите сопротивления шунтов и пределы измерения прибора при следующих коэффициентах шунтирования: 200, 300, 1000, 2000, 3000, 4000 и 5000. Приведите измерительную схему.
21. Определите величину методической погрешности измерения силы тока в электрической цепи с напряжением питания 24 В и сопротивлением нагрузки 1 Ом, если для измерения силы тока используется амперметр с внутренним сопротивлением 0,1 Ом. Приведите измерительную схему.
22. Милливольтметр с пределом измерения 750 мВ необходимо переделать в многопредельный вольтметр с пределами 7,5; 15; 75; 150 В. Добавочноесопротивление на пределе 7,5 В составляет 1350 0м. Определите добавочное сопротивление на каждом из пределов, сопротивление и ток полного отклонения стрелки прибора. Приведите измерительную схему.
23. У вольтметра электродинамической системы с пределом измерения U1 = 300 В и внутренним сопротивлением rB = 30 кОм необходимо расширить предел до 1500 В. Определите добавочное сопротивление вольтметра и максимальную потребляемую мощность на основном и расширенном пределах.
24. Предел измерения вольтметра электромагнитной системы составляет 7,5 В при внутреннем сопротивлении rB = 200 Ом. Определите добавочное сопротивление, которое необходимо включить для расширения предела измерения до 600 В.
25. Для изменения напряжения источника UИСТ = 350 В использовали два последовательно включенных между собой вольтметра на пределы измерений 300 и 150 В и с внутренним сопротивлением соответственно 7 и 3 кОм. Определите показания приборов, максимальную абсолютную и относительную погрешности измерения, если приборы имеют класс точности 0,5.
26. Напряжение источника измеряется двумя последовательно включенными вольтметрами с пределами измерений 100 и 75 В и классами точности 1,0 и 1,5. Показания приборов следующие: U1 = 78 В и U2 = 67 В. Определите, соответствует ли измерение заданной точности 1,5%.
27. Определите сопротивление резистора Rx при измерении методом амперметра - вольтметра (схема для измерения малых сопротивлений)для двух случаев: а) без учета внутреннего сопротивления вольтметра; б) с учетом внутреннего сопротивления вольтметра, если показания вольтметра и амперметра при этом следующие: U=15 В, I=2,5 А. Внутреннее сопротивление вольтметра rB = 5 кОм.. Приведите измерительную схему.
28. Сопротивление измеряется методом амперметра и вольтметра. Показания приборов при этом U=12 В, I=0,25 А. Пределы измерения и классы точности вольтметра и амперметра соответственно Uпр = 15 В, класс точности 0,5 и Iпр = 0,5 А, класс точности 1,0. Определите измеряемое сопротивление и наибольшие абсолютную и относительную погрешности без учета внутреннего сопротивления приборов. Приведите измерительную схему.
29.Необходимо измерить сопротивление методом амперметра и вольтметра с точностью 1,5%. 
С каким классом точности необходимо взять амперметр (не хуже), чтобы произвести такое измерение? Показания приборов U = 48 В, I = 0,4 А. Вольтметр имеет предел измерения Uпр = 75 В и класс точности 0,5, а амперметр имеет предел измерения Iпр = 0,5 А.
30.Для измерения сопротивления использован вольтметр с внутренним сопротивлением rв = 50 кОм. При последовательном его включении с измеряемым сопротивлением прибор показал 120 В, а при его подключении без сопротивления – 162 B. Определите сопротивление, наибольшие абсолютную и относительную погрешности измерения, если вольтметр имеет предел измерения 300 В и класс точности 2,5. Какого класса точности необходимо выбрать вольтметр для обеспечения точности измерения 10%? Приведите измерительную схему.
31.Докажите можно ли определить измеряемую величину, зная с какой абсолютной и относительной погрешностями она измерена?
32.Для определения активного и индуктивного сопротивлений катушки в цепь переменного тока включены амперметр, вольтметр и ваттметр, показания которых следующие: 1,5 А — амперметр с пределом измерения З А; 12 В — вольтметр с пределом 50 В; 9 Вт — ваттметр с пределом 30 Вт. Класс точности всех приборов 0,5. Определите наибольшее и наименьшее значения определяемых сопротивлений с учетом класса точности всех приборов, а также относительную погрешность измерения этих величин. Приведите измерительную схему.
33. Одинарным измерительным мостом постоянного тока производят измерения сопротивления резистора. Получены следующие значения сопротивлений плеч моста при его уравновешивании: R1 = 136 Om, R2 = 1000 Ом, R3=100 Ом. Определите измеряемое сопротивление и наибольшую абсолютную погрешность измерения, если класс точности моста 1,0. Приведите измерительную схему.
34. 
В трехфазную сеть с действующим значением линейного напряжения 380 В подключен трехфазный асинхронный двигатель. Определите потребляемую электродвигателем активную мощность, коэффициент мощности в режиме холостого хода и под нагрузкой, если показания ваттметра и амперметра, включенных в одну из фаз двигателя, для указанных режимов следующие: Рх = 20 Вт, Iх = 0,З А, Рн =154 Вт, IН =1 А. Приведите измерительную схему.
35. Через трансформатор тока 50/5 А и трансформатор напряжения 3000/150 В в однофазную цепь переменного тока включен ваттметр электродинамической системы с пределами измерений Iпр = 5 А и Uпр =150 В. Определите активную мощность цепи и наибольшую относительную погрешность измерения, если ваттметр показал 125 делений. Классточности прибора 0,5, максимальное число делений 150. Классом точности измерительных трансформаторов пренебречь. Приведите измерительную схему.
36. Амперметр, вольтметр и ваттметр подключены к нагрузке через трансформаторы тока 150/5 А и напряжения 1000/100 В. Показания приборов при этом были следующие: I=2,4 А, U=78 В и Р=165 Вт. Определите ток, напряжение и мощность нагрузки (полную, активную, реактивную) и cos φ. Приведите измерительную схему.
37.В электрической сети однофазного переменного тока, находящейся под напряжением 1500 В протекает ток 140 А. Для измерения этих значений, а также потребляемой активной мощности и cos φ использовали вольтметр с пределом измерения 75 В, амперметр на 5 А и ваттметр с пределами по току и напряжению соответственно 5 А и 75 В, с числом делений 150. Приборы имеют класс точности 0,5, включены в измерительную цепь через трансформаторы тока и напряжения с коэффициентами трансформации K1 ном=40 при I2 ном= 5 А и KU ном = 30 при U2ном = 100 В. Определите показания амперметра и вольтметра, а также потребляемую активную мощность и cos φ, если ваттметр показал 90 делений. Найдите относительные погрешности измерения этих величин, определяемые классом точности приборов. Приведите измерительную схему.
38. Определите полное, активное и реактивное сопротивления, мощность в электрической цепи переменного тока, если амперметр, вольтметр и ваттметр, включенные через трансформаторы тока и напряжения, с коэффициентами трансформации К1ном = 50 и КUном = 40 при I2ном = 5 А и U2ном=100 В показали следующие значения: I = 4,2 A, U = 90 В, Р = 240 Вт. Приведите измерительную схему.
39. Счетчик электрической энергии имеет паспортные данные: 120 В, 10 А, 1 кВт-ч - 625 оборотов диска. Определите номинальную постоянную счетчика и мощность нагрузки, если его диск сделал за 10 мин 450 оборотов.
40. Определите номинальную Сном и действительную С постоянные счетчика электрической энергии, его относительную погрешность и поправочный коэффициент, если паспортные данные счетчика: 220 В, 5 А, 50 Гц, 1 кВт • ч — 1280 оборотов диска. Счетчик поверен и при напряжении 220 В и токе 5 А сделал 150 оборотов за 6 мин.
41.Счетчик электрической энергии, включенный в однофазную цепь переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц, сделал 11600 оборотов за 15 ч. Определить ток нагрузки при условии, что нагрузка постоянна, а Сн = 4800Вт с/об.
42. Вольтметры разных систем на один и тот же предел измерения напряжения U имеют следующие классы точности: 1,0; 2,5; 0,5; 0,2. Определите в общем виде наибольшую абсолютную погрешность для каждого прибора.
43. Вольтметр, имеющий предел измерения Uпри внутреннее сопротивление Rпрв должен работать на расширенном пределе 5 Uпр. Определите величину добавочного сопротивления и приведите измерительную схему.
44. Предел измерения. Iпр амперметра с внутренним сопротивлением rА должен быть расширен до значения 8 Iпр. Найдите значение сопротивления шунта rш и приведите измерительную схему.
45. Приведите схему измерения резистора сопротивлением 1 Ом методом амперметра – вольтметра. Как измерить это же сопротивление с помощью измерительного моста постоянного тока? Приведите измерительную схему. Какими способами можно измерить сопротивление 100 Ом? Приведите измерительные схемы.
46. При поверке технического амперметра получены следующие показания приборов:
поверяемый амперметр: 1; 2; 3; 4; 5; 4; 3; 2; 1;
образцовый амперметр ход вверх: 1,2; 2,2; 2,9; 3,8; 4,8;
образцовый амперметр ход вниз: 4,8; 3,9; 2,9; 2,2; 1,2.
Определить абсолютную, относительную, приведенную погрешности прибора и поправку, построить кривую поправок. Определить, к какому классу точности можно отнести прибор. Приведите измерительную схему.
47. Шкала миллиамперметра магнитоэлектрической системы с сопротивлением rА = 2 Ом разбита на 150 делений, цена деления c1 = 0,2 мА/дел. Определите: а) сопротивление шунта миллиамперметра, если этим прибором необходимо измерить силу тока 15 А; б) величину добавочного сопротивления, если необходимо измерить величину напряжения 150 В. Приведите измерительные схемы.
48. Измерительный трансформатор тока имеет обмотки с числом витков w1=2 и w2 = 100. Определите коэффициент трансформации, номинальный ток первичной обмотки трансформатора и тока вторичной обмотки, если к вторичной обмотке подключен амперметр, рассчитанный на 5 А, а ток потребителя I = 95 А. Построить график показаний амперметра как функции измеряемого тока.
49.Амперметр со шкалой 0 - 500 делений, рассчитанный на ток 5 А, включен в цепь через трансформатор тока 400/5 А. Какой ток проходит в первичной и вторичной обмотках трансформатора, если амперметр показывает 350 делений? Построить график показаний амперметра как функции измеряемого тока.
50. Обмотки ваттметра, рассчитанные на номинальную мощность Рном = 500 Вт, присоединены к сети переменного тока через измерительный трансформатор напряжения НОМ-6 (3000/100 В) и трансформатор тока ТПЛ-10 (440/5 А). Определите мощность первичной цепи, если мощность в цепи ваттметра Р = 380 Вт. Приведите измерительную схему.
51. Через трансформаторы тока 500/5 А и напряжения 6000/100 В в электрическую сеть переменного тока включены амперметр, вольтметр и ваттметр. Определить ток, напряжение, активную мощность и коэффициент мощности цепи, если амперметр показал I = 4 А, вольтметр U = 100 В, а ваттметр 350 Вт. Приведите измерительную схему.
52.Для измерения мощности и cos φ использованы вольтметр, рассчитанный на 150 В, амперметр и ваттметр. Амперметр и ваттметр подключены в электрической цепи через трансформаторы тока 50/5 А. Амперметр рассчитан на ток 5 А со шкалой на 100 делений, ваттметр — на 150 В и 5 А со шкалой на 150 делений. Определите мощность, потребляемую в электрической цепи и cos φ, если вольтметр показал U = 122 В, стрелка амперметра отклонилась на 76 делений, а стрелка ваттметра — на 80 делений. Приведите измерительную схему.
53.Амперметр со шкалой 20А имеет наибольшую абсолютную погрешность ±0,2 А. Определить класс точности прибора и относительную погрешность на отметках 2 А; 10 А; 15 А.
54.Привести схему измерения заземления методом трех электродов, определить значение сопротивления заземления,, если при измерении получены данные R1-2 = 121 кОм; R2-3 = 13 кОм; R1-2 = 24,95 кОм. Оценить качество заземления и показать на схеме прохождение электрического тока.
55. Определить наибольшую возможную относительную погрешность при измерении сопротивления методом вольтметра - амперметра, если приборы показывают 25 В и 12,5 А. Вольтметр имеет предел измерения 30 В, класс точности 2,5 и внутреннее сопротивление 2,5 кОм, а амперметр – предел измерения 15 А, класс точности 1,5 и внутреннее сопротивление 0,2 Ом. Приведите измерительную схему.
56.Для измерения напряжения U=9,5 В используются два вольтметра: класса точности 1,0 с верхним пределом измерения 50 В и класса точности 1,5 с пределом измерения 10 В. Определите, при измерении каким вольтметром относительная погрешность измерения напряжения меньше и во сколько раз по сравнению с другим прибором.
57. Наибольшая абсолютная погрешность прибора установлена на отметке 2 В и составляет 0,1 В. Определите относительную погрешность на отметке 5 В, а также приведенную погрешность и класс точности прибора, если он имеет предел