Общие методические указания по выполнению контрольной работы.

 

ü Контрольная работа должна быть написана чернилами. Для замечаний рецензен­та следует оставлять поля. Задание переписывается полностью.

ü Рекомендуется все задачи выполнять сначала в общем виде. Затем в формулы подставлять числовые значения величин, указывая их размерности. Решения задач следует сопровождать подробными пояснениями.

ü Схемы включений приборов в цепи измерений, векторные диаграммы с соблюде­нием масштаба следует выполнять карандашом.

ü При выполнении схем включения приборов следует соблюдать требования дей­ствующих ГОСТов.

 

Рекомендуемая литература

Основная:

1. Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения.

Под редакцией Н-С. Козловского- М. - Машиностроение, 1982.

2. Котур Задание на контрольную работу и методические указания по ее выполнению.

В.И. и др. Электрические измерения измерительные приборы.

М. - Энергоиздат, 1986.

З. Малиновский В.Н. Электрические измерения. М. - Энергоиздат, 1982.

4. Плис Г.С. Стандартизация в электротехнике.

М. - Издательство стандартов, 1989.

Дополнительная:

5. Дудин Е.М. Основы метрологии и электрические измерения.

М. - Энергоидзат, 1987.

6. Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин.

М. -Высшая школа, 1989.

7. Кушнир Ф.В. Измерения в технике связи. М. - Связь, 1985.

Вариант №1

Дать ответы на вопросы:

1) Роль и значение измерений в науке и технике. Перспективы развития измери­тельной техники.

2) Начертите структурную схему электронно-лучевого осциллографа и опишите назначение основных его узлов.

3) Системы стандартизации.

Решить задачи:

1) Определить напряжение на сопротивлении R2 и наибольшую возможную относительную погрешность при его определении (рис.1),

рис.1

если напряжение на зажимах сети равно 220 В, а напряжение на сопротивлении R₁ равно U₁=180 В. Для измерения используется вольтметры класса точности 1.0 на 250 В

2) Измерительный прибор без шунта сопротивлением РА=0,28 Ом имеет шкалу в 50 делений, цена деления 0,01 А/дел. Определить цену деления этого прибора и предельную величину измеряемого тока при подключении шунта сопротивлением R_Ш=0,02 Ом. Привести схему измерительного прибора с шунтом.

3) На щитке счетчика написано: 220 В, 5 А, 1 кВт ч. - 200 оборотов диска. Вы­числить номинальную постоянную счетчика, действительную постоянную, отно­сительную погрешность, пиявочный коэффициент, если при проверке счетчика на неизменном напряжении U=220 В и неизменной величине тока I=5 А диск сделал N=37 оборотов за 60 с.

4) Определить частоту измеряемого сигнала, если на экране осциллографа фигура

(рис. 2) при частоте образцового генератора f=1000 Гц.

■

Вариант №2

Дать ответы на вопросы:

1) Что изучает метрология?

2) Опишите устройство и работу измерительного механизма электромагнитной системы. Приведите рисунки конструктивного исполнения измерительного ме­ханизма, определите выражение величины угла отклонения подвижной части. Перечислите достоинства и недостатки, область применения приборов элек­тромагнитной системы.

3) Определение потерь в стали ваттметровым методом.

Решить задачи:

1) Для измерения сопротивления R были измерены ток 1 в этом сопротивлении с относительной погрешностью 1% и мощность потерь в нем Р с относи­тельной погрешностью 1,5%. Вычислить наибольшую возможную относи­тельную погрешность при измерении сопротивления R.

2) Каким образом из магнитоэлектрического вольтметра на 1,5 В с добавочным резистором R_ДОВ 145 Ом и сопротивлении рамки 5 Ом можно сделать амперметр

на 1 А. Приведите схему прибора.

3) Определить емкость конденсатора, если при измерении методом баллистиче­ского гальванометра были получены следующие результаты: при включении на известную емкость С₀=3000 пФ, заряженную до напряжения U₁=150 В, a₁=30 делений, а при включении на измеряемую емкость, заряженную до напряжения U₂=120 В, a₂=40 делений. Привести схему измерения.

4) При частоте образцового генератора о=25 Гц получена фигура (рис.3). Определить частоту измеряемого сигнала. Измерение производится осцилло­графом.

 

Вариант №3

Дать ответы на вопросы:

1) Приведите классификацию методов измерения, поясните каждый из методов, дайте их сравнительную оценку.

2) Докажите, что с помощью ваттметра электродинамической системы можно измерить активную мощность. Начертите векторную диаграмму электроди­намического ваттметра.

3) Категории и виды стандартов.

W=I_UT - энергия

Решить задачи:

1) Для измерения затраты энергии печью сопротивления в течение суток произ­вели, замеры напряжения сети 217 В вольтметром на номинальное напряже­ние 250 В, класса точности 1,5 и тока 94 А амперметром на 200 Л, класса точ­ности 2,5. Определить количество израсходованной энергии, наибольшую возможную относительную и абсолютную погрешности при ее измерении, если время из­меряется с точностью до 3 минут.

2) Амперметр на 5А со шкалой на 100 делений включен через трансформатор тока 600/5. Какие токи протекают по обмоткам трансформатора, если ампер­метр показывает 60 делений.

3) На каждый киловатт-час израсходованной энергии диск однофазного счетчи­ка делает 2500 оборотов. При некоторой нагрузке диск счетчика сделал 125 оборотов за 10 минут. Определить коэффициент мощности электроприемника, если его ток ЗА, а напряжение 127 В.

4) При частоте образцового генератора f_ОБР= 100Гц получена фигура получе­на фигура (рис.4) на экране осциллографа. Определить частоту измеряемого сигнала.

 

рис. 4
Вариант №4

Дать ответы на вопросы:

1) Что вы знаете об эталонах и мерах электрических величин?

2) Каково назначение, устройство, режим работы и применение измерительного трансформатора тока и его векторная Диаграмма?

3) Как измерить сопротивление изоляции установки, находящейся под рабочим напряжением?

Решить задачи:

1) Определить чувствительность по напряжению магнитоэлектрического прибо­ра на 5 мА с внутренним сопротивлением на 10 Ом и шкалой на, 100 делений. Найти сопротивление прибора, чтобы при той же чувствительности по току чув­ствительность по напряжению составила 4 дел/мВ.

2) Сопротивление изоляции двухпроводной линии, работающей под напряжени­ем 120В, измерялась вольтметром с внутренним сопротивлением 36 кОм. На­пряжение между каждым проводом и землей оказалось равным соответствен­но U₁=25 В,

U₂=60 В.

Определить значение сопротивления изоляции на земле и оценить качество изоляции.

3) В трехпроводную сеть трехфазного тока включены амперметры на 5А и вольтметры на 100 В со шкалой и два однофазных ваттметра на 5А и 150 В со шкалой на 150 делений через измерительные трансформаторы тока 200/5 и на­пряжения 6000/100 (по схеме двух ваттметров). Определить мощность симметричной нагрузки и показания ваттметров в де­лениях шкалы, если показания вольтметров по 95 В, амперметров 4,2 А, а коэф­фициент мощности нагрузки 0,8. Начертите схему включения приборов.

4) При измерении частоты сигнала осциллографом на экране получили фигуру

(рис. 5). Частота образцового генератора f_ОБР=1500 Гц. Определить частоту измеряемого сигнала.

 

 

Вариант №5

Дать ответы на вопросы:

1) Измерительно-информационные системы (ИИС). Структура ИИС. Государст­венная система приборов (ГСП).

2) Понятие об устройстве и принципе действия электронных вольтметров.

3) Измерение реактивной мощности в трехфазных трех- и четырехпроводных цепях. Приведите схемы включения приборов, векторные диаграммы и анали­тические обоснования.

Решить задачи:

1) Вычислить наибольшую возможную относительную погрешность определе­ния тока в неразветвленной части цепи, если измеряются токи в двух параллель­ных ветвях амперметрами класса точности 1,5 на номинальный ток 100 А. Пока­зания приборов I_А=60 А, 1_В=50 А. Составить схему включения приборов.

2) Определить сечение контрольно-измерительного кабеля марки КРВГ, исполь­зуемого для подключения к трансформатору тока приборов: амперметра электромагнитной системы и ваттметра электродинамиче­ской системы, сопротивление катушек которых составляет соответственно 0,05 Ом и 0,25 Ом. Номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 1 составляет 1 Ом. Длина кабеля 40 м.

3) В сеть трехфазного тока включен приемник, соединенный треугольником, имеющий активное сопротивление на фазу R=24 Ом, индуктивное X_L=32 Ом. Определить показания ваттметров и активную мощность, потребляемую приемником, если линейные напряжения U_AB=U_CA=220B (рис. 6). Начер­тите векторную диаграмму.

4) Определить частоту и период сигнала, если на экране осциллографа получена синусоида, три периода которой занимают 12 делений; tkg=100 м/сек.

 

 

Вариант №6

Дать ответы на вопросы;

1) Опишите устройство и работу измерительного механизма электродина­мической системы. Выражение величины угла отклонения подвижной части. Достоинства и недостатки, область применения приборов электродина­мической системы.

2) Каково назначение, конструктивное исполнение, схемы включения и форму­лы определения шунтов и добавочных резисторов?

3) Нормирование точности размеров. Система допусков и посадок.

Решить задачи.

1) Определить величину добавочного сопротивления к прибору для того, чтобы из него получить вольтметр на 10 В. Из паспорта прибора известно, что он имеет номинальный ток 50 мкА и его сопротивление 2 Ом.

2) Для измерения мощности, потребляемой активной нагрузкой сопротивлением П±0,5 Ом, применялся вольтметр на номинальное напряжение 306 В класса точ­ности 1,5. Определить потребляемую мощность и наибольшую относительную погрешность измерения мощности, если показания вольтметра 240 В.

3) В сеть напряжением 1000 В через ИТТ 100/5 и ИТН 3000/100 включены амперметр на 5 А и вольтметр на 200 В. амперметр, показывает 4 А- Определить ток в сети и показание вольтметра.

4) Рассчитать значение измерительного сопротивления, если R_H=12,4 Ом, R_A=4 кОм R_Б =20 Ом. Измерение проводится мостом постоянного тока (рис. 7).

 

рис. 7

Вариант № 7

Дать ответы на вопросы:

1) Опишите устройство и работу измерительного механизма магнито­электрической системы. Выражение величины угла отклонения под­вижной части. Достоинства и недостатки, область применения приборов магнитоэлектрической системы.

2) Понятие сопротивления изоляции. Приборы для измерения РИЗОЛ - нормы сопротивления изоляции.

3) Покажите, как с помощью двух одноэлементных ваттметров измерить активную мощность в цепях трехфазного тока. Приведите схему включения и векторную диаграмму.

Решить задачи

1) Расширения предела измерения электростатического вольтметра осуществляется по схеме (рис. 8). Определить величину добавочной, емкости, если предел измерения вольтметра 1,5 кВ необходимо расширить до 15 кВ емкость вольтметра 3-10^-5мкф.

2) В сеть однофазного тока через трансформатор тока 500/5 и трансформатор напряжения 5000/100 включены приборы: амперметр, вольтметр, ваттметр. Определить ток I₁, напряжение U₁, активную мощность Р₁ в исследуемой цепи, коэффициент мощности cosj цепи, если показания амперметра I₂=4 А, вольтметра U₂=100 В, ваттметра P₂=350 Вт. При ведите схему включения приборов.

3) При измерении сопротивления изоляции проводов двухпроводной линии относительно земли вольтметром с сопротивлением 30 кОм были получены cследующие показания приборов: напряжение сети 200 В, напряжение между первым проводом и землей 20 В, между вторым проводом и землей 50 В. Определить величину сопротивления и качество изоляции. Составить схему измерения.

4) На экране осциллографа получена синусоида, размах которой занимает 7 делений. Найти напряжение, размах, амплитудное напряжение и действующее напряжение, если U_КА=100 mV.

Вариант №8

Дать ответы на вопросы:

1) Каково устройство и принцип действия индукционного счетчика активной энергии? Приведите схему включения счетчика активной энергии в однофаз­ную сеть. Определение погрешностей счетчика.

2) Как осуществляется измерение сопротивления изоляции установок, не нахо­дящихся под напряжением?

3) Принцип действия, свойства и область применения тепловых измерительных преобразователей при измерении неэлектрических величин.

Решить задачи:

■

1) К источнику постоянного тока с ЭДС 100 В и внутренним сопротивлением 1 Ом присоединен вольтметр, сопротивление которого 30 Ом. Затем кисточни­ку присоединили вольтметр, сопротивление которого 3000 Ом. Определить показания вольтметров и относительную погрешность измерения ЭДС а обо­их случаях.

2) Для изготовления амперметра на 1 А взяли измерительный механизм, имею­щий ток полного отклонения 0,15 мА и напряжение полного отклонения 0,225 В. Определить сопротивление шунта.

3) В сеть, через трансформатор тока 500/5 класса точности 0,5 включен ампер­метр на 5 А класса точности 1,5. Определить ток в сети и погрешность изме­рения этого тока, если показания амперметра 2 А.

4) Определить измеряемое сопротивление, если n=R_A/R_Б=10³ и R_H=104,2 Ом. Измерение проводится с помощью моста постоянного тока, рис. 7.

рис.7

 

Вариант №9

Дать ответы на вопросы:

1) Перечислите общие узлы и детали конструкции электромеханических анало­говых приборов, поясните их конструкцию и назначение.

2) Цифровые измерительные приборы. Структурные схемы. Основные операции над измерительным сигналом. Цифровые вольтметры.

3) Нормирование точности физических величин. Сертификация продукции.

 

Решить задачи:

1) Для измерения напряжение 220 В взяты два вольтметра,. соединенные после­довательно. Первый вольтметр на 150 В с внутренним сопротивлением 12 кОм, второй на 120 В с внутренним сопротив­лением 10 кОм. Определить показания каждого вольтметра и наибольшие возможные относи­тельную и абсолютную погрешность показаний, если оба вольтметра класса 0.5. Вычислить мощность, потребляемую каждым прибором при данном изме­рении.

2) Определить величину добавочного сопротивления для вольтметра, рассчитан­ного на 10 В при сопротивлении прибора 500 Ом, чтобы он измерял напряже­ния до 500 В.

3) Активная мощность, подводимая к трехфазному асинхронному двигателю, измерялась методом двух ваттметров. При номинальной нагрузке стрелки обоих ваттметров отклонились в одну и ту же сторону, при этом первый ваттметр показал Р₁=1274 Вт, а второй Р₂=589 Вт. При уменьшении нагрузки двигателя первый ваттметр показал Р₁=571 Вт, а второй Р₂=0 Вт. Когда с двигателя сняли нагрузку и он стал работать вхолостую, то первый ваттметр показал Р₁=550 Вт, а стрелка второго ваттметра отклонилась в об­ратную сторону, а после переключения концов параллельной обмотки второй ваттметр показал Р₂=23 Вт. Определить для трех случаев.активную мощность, подводимую к двигателю, угол сдвига фаз между током и напряжением, коэффициент мощности и реак­тивную мощность.

4) Вольтметр имеет 2 диапазона измерений: до 75 В и до 300 В. Шкала имеет 150 делений. Определить чувствительность и цену деления для данных диапазонов измерений.

 

Вариант №10

Дать ответы на вопросы:

1) Каковы причины возникновения погрешностей при измерении? Дайте определение и приведите формулы для вычисления абсолютной, от­носительной, приведенной погрешностей, поправки, вариации показаний.

2) Цифровой метод измерения сопротивления и частоты.

3) Назначение заземляющих устройств. Измерение сопротивления заземления.

Решить задачи:

1) Определить относительную погрешность, допускаемую при измерении мощ­ности потерь в стали сердечника катушки (рис. 9) без учета потерь в приборах. Показания приборов: 100 В, 2,5 А; 38 Вт. Сопротивление вольтметра 5000 Ом; сопротивление катушки ваттметра: последовательной 0,1 Ом; параллельной 1500 Ом; активное сопротивление измеряемой катушки 0,8 Ом.

рис.9

2) Рассчитать добавочные сопротивления к прибору, чтобы он мог измерять на­пряжения в двух диапазонах измерения: от 0 до 10 В и от 0 до 100 В. Сам при­бор рассчитан на 3 В и имеет сопротивление 1840 Ом.

3) Определить длину контрольного кабеля с медными жилами, сечением 2,5 мм от трансформатора тока с номинальной нагрузкой 0,5 Ом к приборам: ампер­метру электромагнитной системы и электродинамическому ваттметру, сопро­тивление обмоток которых составляет соответственно: 0,06 Ом и 0,25 Ом;

4) На экране осциллографа получена фигура (рис. 10) при частоте образцового генератора f_O= 1 МГц, определить частоту сигнала.

рис.10