Информационно измерительные технологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

(Национальный исследовательский университет) в г. Озерске

Факультет «Электроэнергетика и электротехника»

Кафедра «Информатика и вычислительная техника»

Контрольная работа

«Информационно измерительные технологии»

Выполнил: студент

гр.326 ОзЗ Князев В.М.

Проверил: А. И. Кольченко

Озерск 2014



Оглавление

Задачи для самостоятельного решения

Тестовые задания

Список использованной литературы



Задачи для самостоятельного решения

задачи тесты измерительные технологии

Прибор показывает 9,9 А. Действительная величина тока 10 А. Определить погрешности и поправку. Шкала прибора на 20 А.

Определение поправки: Поправка прибора А - это разность между действительным значением измеряемой величины и показанием прибора, т.е.

ДА = А - А₁

ДА = 9,9-10= -0,1 А

Определение погрешности:

Приведенная погрешность - это отношение абсолютной погрешности к верхнему пределу измерения прибора.

Поправка равна абсолютной погрешности, взятой с обратным знаком.

ДА = - ДА отсюда:

Определить сопротивление шунта к амперметру с внутренним сопротивлением 0,016 ом, если показания прибора нужно увеличить в пять раз.

Распределение токов в рамке амперметра I_a и в шунте I_ш обратно пропорционально их сопротивлениям:



Изменяемый ток равен сумме токов:

I= I_a+ I_ш

Выразим ток в шунте из первой формулы и подставим это значение во вторую:

I= I_a+ I_a = I_aК

Коэффициент К - называют коэффициентом шунтирования. Он показывает, во сколько раз нужно увеличить показания амперметра с шунтом, чтобы получить измеряемый ток.

К= 1+

Отсюда находим сопротивление шунта:

R_ш =

R_ш = = = = 0,004 Ом

К амперметру включен шунт, сопротивление которого в 25 раз меньше сопротивления прибора. Какой ток протекает в цепи, если амперметр показал 3А?

Распределение токов в рамке амперметра I_a и в шунте I_ш обратно пропорционально их сопротивлениям:



Изменяемый ток равен сумме токов:

I= I_a+ I_ш

Выразим ток в шунте из первой формулы и подставим это значение во вторую:

I= I_a+ I_a = I_aК

Коэффициент К - называют коэффициентом шунтирования. Он показывает, во сколько раз нужно увеличить показания амперметра с шунтом, чтобы получить измеряемый ток.

К= 1+

К= 1+ = 26

Тогда ток в цепи:

I = 3*26 = 78 А

Вольтметром на 15В нужно измерить напряжение 120 В. Определить величину добавочного сопротивления, если внутреннее сопротивление вольтметра 2000 ом.



Максимальный ток, протекающий через вольтметр:

I=

I = =0,0075 А

Падение напряжения на добавочном сопротивлении должно составить:

U_д= U-U_v

U_д = 120-15 = 105 В

Отсюда добавочное сопротивление:

R_д =

R_д = = 14000 Ом =14 кОм

Частотомер на 127В обладает сопротивлением 8000 ом. Каково должно быть добавочное сопротивление, чтобы этот частотомер можно было включить в сеть 220 В?

В частотомере и добавочном сопротивлении сила тока одинакова, так как они включены последовательно:

I_с=I_д

Поэтому:

U_ч = IR_ч , U_д = IR_д и U = nU_ч = nIR_ч



При последовательном соединении напряжение на участке равно сумме напряжений на отдельных резисторах участка, т.е. U = U_ч + U_д. Следовательно, nIR_ч = IR_ч + IR_д. Отсюда:

 Rд= (n?1) Rч.

где n - число, показывающее во сколько раз расширяются пределы измерения прибора.

n = = 1,73

Отсюда добавочное сопротивление:

R_д = (1,73-1) 8000 = 0,73*8000 = 5840 Ом

Каковы погрешности однофазного ваттметра, показывающего 60 вт при напряжении 120 В, токе 0,6 А и cos = 0,83

Рассчитать полную мощность как истинное значение по формуле:

P= U I cosц

P = 120*0,6*0,83 = 59,76 Вт

Поправка прибора дА - это разность между действительным значением измеряемой величины и показанием прибора, т.е.

дА = А - А₁

дА = 59,76 - 60= -0,24 Вт



Поправка равна абсолютной погрешности, взятой с обратным знаком.

дА = - ДА

Относительная погрешность -- погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к измеренному значению измеряемой величины:

Вольтметр включен через измерительный трансформатор 3000/100 В. Определить напряжение на стороне высоковольтных шин. если вольтметр показал 95 В.

- Коэффициент трансформации трансформатора n определяется отношением напряжения U₁  к напряжению U₂:

n = w₁/w₂ =  U₁/U₂  

n = 3000/100 = 30

отсюда напряжение на стороне высоковольтных шин:

95 * 30 = 2850 В

Амперметр, включенный через трансформатор тока 150/5 А, показал 4 А. Определить ток в первичной цепи.



- Коэффициент трансформации трансформатора n определяется отношением тока I₁ к току I₂:

n = w₁/w₂  = I₁/I₂ 

n = 150/5 = 30

отсюда ток в первичной цепи:

4*30 = 120 А

Амперметр на 10 А, шкала которого имеет 100 делений, включен через трансформатор тока 500/5 А. Показания амперметра 42 деления. Определить ток в первичной цепи трансформатора.

- коэффициент трансформации трансформатора n определяется отношением тока I₁ к току I₂:

n = w₁/w₂  = I₁/I₂ 

n = 500/5 = 100

Для определения цены деления шкалы прибора необходимо из значения верхней границы шкалы вычесть значение нижней границы шкалы и результат разделить на количество делений:

= 0,1

отсюда показания прибора:

42*0,1 = 4,2



отсюда ток в первичной цепи:

4,2*100 = 420 А

Трехфазный ваттметр включен через измерительные трансформаторы напряжения 3000/100 В и тока 50/5 А. Определить мощность первичной цепи если ваттметр показал 150 вт.

- Коэффициенты трансформации n для трансформаторов тока и напряжения

n₁ = w₁/w₂ =  U₁/U₂  

n₁ = 3000/100 = 30

n₂ = w₁/w₂  = I₁/I₂ 

n₂ = 50/5 = 10

мощность первичной цепи:

150*30*10 = 45000 Вт = 45кВт

Ваттметр на 150 В, 5А, 150 делений включен через измерительные трансформаторы 3300/100 В и 600/5 А. Вычислить мощность первичной цепи, тока и напряжения: показание ваттметра 72 деления.

-Коэффициенты трансформации n для трансформаторов тока и напряжения:

n₁ = w₁/w₂ =  U₁/U₂  

n₁ = 3300/100 = 33

n₂ = w₁/w₂  = I₁/I₂ 

n₂ = 600/5 = 120



шкала прибора:

150*5= 750

цена деления шкалы прибора:

= 5

показания прибора:

72*5 = 360

мощность первичной цепи:

360*33*120 = 1425600 Вт

Однофазный ваттметр на 150 В, 5 А, 250 делений включен в трехфазную систему с равномерной нагрузкой через измерительные трансформаторы:3300/100В и 40/5 А. Определить мощность трехфазной сети, если ваттметр показал 50 делений.

- Коэффициенты трансформации n для трансформаторов тока и напряжения:

n₁ = w₁/w₂ =  U₁/U₂  

n₁ = 3300/100 = 33

n₂ = w₁/w₂  = I₁/I₂ 

n₂ = 40/5 = 8



шкала прибора:

150*5= 750

цена деления шкалы прибора:

= 3

показания прибора:

50*3 = 150

мощность трёхфазной сети:

150*33*8* = 150*33*8*1,73 = 68508 Вт



Тестовые задания по информационно-измерительной технике

1. Простейшими измерительными преобразователями тока и напряжения являются:

- шунты и добавочные сопротивления

2. К какому виду погрешностей относится величина, равная разности между измеренным x и истинным x_и значениями измеряемой величины?

- абсолютная погрешность

3. Принцип действия каких приборов основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых электромагнитами и вихревыми токами, индуцируемыми в подвижном алюминиевом диске.

-индукционной системы

4. Какие средства измерений относятся к устройствам для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для передачи, преобразования, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем?

- измерительные преобразователи

5. Работа каких измерительных приборов основана на принципе взаимодействия катушки с током и магнитного потока постоянного магнита?

- магнитоэлектрической системы

6. Какой измерительный прибор представляет собой сочетание измерительного преобразователя на микросхемах и магнитоэлектрического измерителя?

- аналоговый электронный вольтметр

7. Как называется последовательность символов, подчиняющихся особому закону, с помощью которого условно отображают числовые значения измеряемой величины?

- цифровой код.

8. Приведено выражение , где v - относительная погрешность. Что означает это выражение?

- точность

9. Приведённая погрешность амперметра равна 0,1%. Номинальный ток 100 мА. Сколько делений должна иметь вся шкала прибора?

- 1000

10. Мощность определяется косвенным методом через прямые измерения напряжения и сопротивления. При этом погрешность вольтметра составляет 2%, а погрешность омметра 3%. Какова будет максимальная погрешность измерения мощности (результат округлить до целого числа)?

- 3%

11. Цифровой вольтметр имеет погрешность 2%, время измерения 0,0001. Каково «мёртвое время» прибора?

- 0,0004

12. Сколько измерений надо провести, чтобы в конечной точке шкалы измерить напряжение со случайной погрешностью 0,3 %., если вольтметр с верхним пределом измерений 10 В характеризуется приведённой случайной погрешностью 3 %?

- 100

13. Ставится задача измерить напряжение с наибольшей точностью. Каким методом можно воспользоваться?

- замещения

14. Чем определяется увеличение разрешающей способности средства измерения?

- уменьшением погрешности измерения и расширением рабочего диапазона

15. Какие составляющие включает в себя измерительная процедура?

- всё

16. Чем обуславливается погрешность при цифровом преобразовании?

-временем выполнения алгоритма преобразования АЦП

17. По какой формуле определяется приведённая погрешность измерения?

x - текущее значение измеряемой величины; x_Н - номинальное значение;

A - абсолютная погрешность.

-



Список использованной литературы

1.Калашников В.И. Информационно-измерительная техника и технологии: Учебник для вузов \ В.И.Калашников, С.В.Нефедов, А.Б.Путилин и др.; Под редакцией Г.Г.Раннева, - М.: Высшая школа, 2001.

2. Капиев Р.Э. Измерительно-вычислительные комплексы. Р.Э. Капиев Л., Энергоатомиздат, 1988 г.

3. Ломоносов В. Ю. Электротехника \ В. Ю. Ломоносов, К. М. Поливанов, О. П. Михайлов. -- М.: Энергоатомиздат, 2011.

4. Манаев К.М. Приборы и методы электрических измерений. Учеб. пособие для вузов в 2 т. \ К.М. Манаев - Махачкала. Изд.: “Юпитер”, 1998.

5. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: М.П. Цапенко - М.: Энергоатомиздат, 1985.

6 Борисов Ю.М. Электротехника: Учебник для вузов. - 2-е изд., пере-раб. - М: Энергоатомиздат, 1985. - 335 с.

7 Блажкин А.Т. Общая электротехника: Учебн. пособ. для неэлектротехн. спец. вузов. /А.Т.Блажкин, В.А.Бесекерский и др. - 4-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 159 с.

8 Глазенко Т.А., Прянишников В.А. Электротехника и основы электроники. - М.: Высшая школа, 1996. -356 с.

Размещено на Allbest.ru

...