КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ» учащегося.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ»
Вариант контрольной работы определяется по последней цифре шифра
учащегося.
Последняя цифра шифра 1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Вариант
2
3
4
5
6
7
8
9
1О
1
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.
1.Контрольная работа должна быть написана чернилами. Для замечаний
рецензента следует оставлять поля. Задание переписывается полностью.
2. Рекомендуется все задачи выполнять сначала в общем виде. Затем в
формулы подставлять числовые значения величин, указывая их размерности.
Решения задач следует сопровождать подробными пояснениями. Схемы включения
приборов в цепи измерении, векторные диаграммы с соблюдением масштаба
следует выполнять карандашом.
3.При выполнении схем включения приборов следует соблюдать требования
действующих ГОСТов.
ВАРИАНТ 1
1. Роль и значение измерений в науке и технике. Перспективы развития
электроизмерительной техники.
2. Начертите структурную схему электронно-лучевого осцилографа и
опишите назначение основных его узлов.
З. Приведите схему и опишите, каким образом определяется место
повреждения изоляции кабеля методом петли Муррея.
ЗАДАЧИ.
1.Определите напряжение на сопротивлении и наибольшую возможную
относительную погрешность при его определении /рис.1/
R1
V
V
1
+
R12
Рис.1
если напряжение на зажимах сети равно 220 В, а напряжение на сопротивлении
R1 равно U1 =180 В. Для измерения используются вольтметры класса точности
1.0 на 250 В.
2. Измерительный прибор без шунта сопротивлением RA = 28 0м 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
Rш= 0,02 Ом. Привести схему измерительного прибора с шунтом.
3. На щитке счетчика написано: 220 В, 5 А, 1 гВт ч.- 200 оборотов диска.
Вычислить номинальную постоянную счетчика, действительную постоянную,
относительную погрешность, поправочный коэффициент, если при проверке
счетчика на неизменное напряжении U = 220 В и неизменной величине тока I = 5 А
диск сделал N = З7 оборотов за 60 с.
4. Номинальный ток амперметра 5А, класс точности его 1,5. Определить
наибольшую возможную абсолютную погрешность.
ВАРИАНТ 2.
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.
ЗАДАЧИ.
1. Для измерения сопротивления R были измерены ток 1 в этом сопротивлении с
относительной погрешностью 1% и мощностью 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 RД=145 Ом и сопротивлением рамки 5 Ом можно сделать
амперметр на 1А. Приведите схему прибора.
3. Определить ёмкость конденсатора, если при измерении методом баллистического гальванометра были.получены следующие результаты:
 при включении на известную ёмкость С =3000 пф, заряженную до
напряжения UI =150 В, α1 =30 делений,
 а при, включении на измеряемую ёмкость, заряженную до напряжения
U2 =120 В, α2 =40 делений. Привести схему измерения.
4. Определить активную мощность в цепи электродвигателя, если счетчик активной энергии за 5 мин. совершил 139 оборотов и известно, что на каждый КВт/ч
израсходованной электроэнергии диск делает 25ОО оборотов.
ВАРИАНТ 3.
I. 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. Компенсационный метод измерения ЭДС. Приведите схему измерения ЭДС и
поясните её работу.
ЗАДАЧИ.
1. Для измерения затраты энергии печи сопротивления в течении суток произвели
замеры напряжения сети 217 В вольтметром на номинальное напряжение 250 В,
класса точности 1,5 и тока 94 А амперметром на 200 А, класса точности 2,5.
Определить количество израсходованной энергии, наибольшую
возможную
абсолютную и относительную погрешности при её измерении, если время
измеряется с точностью до 3 мин.
2. Определить показания амперметров трех систем в цепи (рис.2) для трех
случаев измерения тока i = f(t), графики которых изображены на рис.З (а, б, в).
IM=5A.
i
А)
R
0
i
Б)
А
t
i
1
0
А
2
В)
t
i
А
0
РИС.2
t
РИС.3
3. На каждый киловатт- час израсходованной энергии писк однофазного счетчика
делает 2500 оборотов. При некоторой нагрузке писк счетчика сделал 125 оборотов
за 10 мин. Определить коэффициент мощности электроприемника, если его ток 3 А,
а напряжение 127 В
4. Определить сопротивление шунта для прибора, имеющего сопротивление 3000
Ом и номинальный ток рамки 0,1мА, чтобы с помощью этого прибора можно было
бы измерить ток до З А.
ВАРИАНТ 4
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, находящееся под
рабочим напряжением?
ЗАДАЧИ.
1. Определить чувствительность по напряжению магнитоэлектрического
прибора на 5 мВ 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 120 В, измерялось вольтметром с внутренние сопротивлением 3 кОм,
Напряжение между каждым проводов и землей сказалось равным соответственно U1
= 25 В, U2 = 60 В.
Определить значение сопротивления изоляции на землю и оценить качество
изоляции.
3. В трехпроводную сеть трехфазного тока включены амперметры на 5 А и
вольтметры на 100 В и два однофазных ваттметра на 5 А 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 ваттметра в делениях шкалы , если показания вольтметров до 95 В,
амперметров 4,2 А, а коэффициент мощности нагрузки 0,8. Начертите схему включения приборов.
4. При измерении тока было получено значение I1 =25,5 А, тогда как действительное его значение было I =25 А. Определить абсолютную и относительную
погрешности.
ВАРИАНТ 5.
I. Измерительно-информационные системы (ИИС). Структура ИИС.
Государственная система приборов (ГСП).
2. Понятие об устройстве и принципе действия электронных вольтметров.
3. Измерение реактивной мощности в трёхфазных трёх- и четырёхпроводных цепях. Приведите схемы включения приборов, векторные
диаграммы и аналитические обоснования.
ЗАДАЧИ.
I. Вычислить наибольшую возможную относительную погрешность
определения тока в неразветвлённой части цепи, если измеряются токи в двух
параллельных ветвях амперметрами класса точности 1,5 на номинальный ток
1ОО А. Показания приборов I1= 60 А, I2= 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,
сопротивления катушек которых составляют соответственно 0,05 Ом и 0,625
Ом. Номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности I составляет
I Ом. Длина кабеля 40м.
3. В сеть трёхфазного тока включен приёмник, соединённый
треугольником, имеющим активное сопротивление на фазу
24 Ом,
индуктивное ХL = 32 Ом. Определить показания ваттметров и активную
мощностъ, потребляемую приёмником, если линейные напряжения UAB=UBC
=UCA= 220 В (рис. 4). Начертите векторную диаграмму.
4. Пусть в результате колибровки вольтметра со шкалой 0-50 получены
следующие значения абсолютной погрешности:
Отметка шкалы, В
0
10
20
30
40
50
Абсолютная погрешность, В 0,2
-0,2
0,0
0,3
0,5
0,9
Определить класс точности.
рис.4
ВАРИАНТ 6.
1.
Опишите устройство к 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.
Опишите методы амперметра и вольтметра, ваттметра
баллистического гальванометра при измерении емкости.
1.
2.
3.
4.
и
ЗАДАЧИ.
Для термопары ХА (хромель-алюмель) определить показания прибора и
термо – ЭДС при измерении температуры 400 С, если свободные концы
термопары находятся в помещении, имеющем температуру 20С.
Для измерения активной мощности, равной 6 кВт, трёхфазной
симметричной трёхпроводной цепи, соединённой звездой, с фазным напряжением 127 В и cosy = 0,8 использованы два одинаковых ваттметра
электродинамической системы со шкалами на 150 делений. Составить
схему измерения, используя при необходимости измерительные
трансформаторы тока. Подобрать ваттметры по току и напряжению
определить показания каждого ваттметра, начертить в масштабе векторную
диаграмму токов и напряжений для выбранной схемы включения ваттметров.
Какую из схем измерения сопротивления на рис. 5 следует предпочесть,
если измеряемое сопротивление мало? Велико? Ответ пояснить.
Определить наибольшую вероятную относительную и наибольшую абсолютную погрешности при измерении тока амперметром класса точности
1,5,5 если номинальный ток амперметра 50А, а показание- 20А.
рис. 5.
ВАРИАНТ 7.
1. Опишите устройство и работу измерительного механизма магнито- электрической системы. Выражение величины угла отклонения
подвижной части,
достоинства и недостатки, область применения приборов магнито-электрической
системы.
2. Приведите схему и поясните работу омметра, показания которого не зависят от
напряжения источника питания.
3. Докажите, как с помощью двух одноэлементных ваттметров измерить активную
мощность в цепях трехфазного тока. Приведите схему включения и векторную
диаграмму.
ЗАДАЧИ.
1. Расширение предела измерения электростатического вольтметра осуществляется
по схеме рис. 6. Определить величину добавочной емкости, если предел измерения
вольтметра 1,5 кВ необходимо расширить до 15 кВ, емкость вольтметра 3.10-5 мкФ.
С1
2. В сеть однофазного тока через трансформатор тока 500/5 к трансформатор
напряжения 5000/100 включены приборы: амперметр, вольтметр, ваттметр.
Определить ток I1, напряжение U1 , активную мощность P1 в исследуемой цепи,
коэффициент мощности cosy цепи, если показания амперметра 12 =4 А
,
вольтметра U2 =100B , ваттметра P2 =350 Вт. Приведите схему
включения
приборов.
3. При измерении сопротивления изоляции проводов двухпроводной линии
относительно земли вольтметром с сопротивлением 30 кОм были получены
следующие показания приборов: напряжение сети 220 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. Измерение мощности трёхфазного электродвигателя при испытании было
выполнено по схеме для равномерной нагрузки фаз и доступной нулевой точке.
Показание однофазного ваттметра была при этом 500 Вт, показание амперметра 4.6
А, а показание вольтметра, включённого на линейное напряжение, 220 В.
Определить мощность электродвигателя и коэффициент мощности.
1.
2.
3.
1.
2.
3.
4.
ВАРИАНТ 8.
Каково устройство и принцип действия индукционного счетчика
активной энергии? Приведите схему включения счётчика активной
энергии в однофазную сеть. Определите погрешности счетчика.
Как осуществляется измерение сопротивления изоляции установок, не
находящихся под рабочим напряжением ?
Принцип действия, свойства и область применения тепловых
измерительных преобразователей при изменении неэлектрических величин.
ЗАДАЧИ.
К источнику постоянного тока с ЭДС 1ОО В и внутренним сопротивлением I Ом присоединен вольтметр, сопротивление которого 30 0м.
Определить показания вольтметра и относительную погрешность
измерения ЭДС в обоих случаях.
Доказать с помощью векторных диаграмм, что при равномерной
трёхфазной нагрузке, соединенной, например, звездой, одним ваттметром
активной мощности можно определить как активную, так и реактивную
мощности всей трёхфазной системы. Приведите схему включения
ваттметра.
Термоэлектрический пирометр ТХК отградуирован при температуре
окружающей среды 2О0 С. При измерении температура
окружающей
0
среды возросла до 60 С. Определить действительную температуру
измеряемой среды, если показания пирометра 350° С.
Определить величину добавочного сопротивления, которое нужно присоединить к измерительному прибору, чтобы получить вольтметр на 10 В.
Прибор имеет ток рамки IV = 5 ОмкА при сопротивлении Rv =2000 0м.
ВАРИАНТ 9.
1. Перечислить общие узлы и детали конструкции электромеханических
аналоговых приборов, поясните их конструкцию и назначение.
2. Цифровые измерительные прибора. Основные определения, общие свойства
Структурные схемы цифровых измерительных приборов. Основные операции
над измерительным сигналом.
3. Начертите схему и опишите работу электродинамического фазометра.
Приведите его векторную диаграмму.
ЗАДАЧИ.
1. Для измерения напряжения 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 погрешности показаний, если оба вольтметра класса 0,5. Вычислить
мощность, потребляемую каждым прибором при данном измерении.
2. Напряжение цепи /рис.7/ изменяется по закону, график которого изображен
на рис. 8. Определить показания вольтметров V1 b V2 , если имеется приборы
электродинамической системы. Сопротивление R = 30 Ом, Хс =40 Ом. Ответ
пояснить.
Xc
U/B
V1
Рис.7.
Рис.8.
100
V2
200
R
U
t/c
3. Активная модность, подводимая к трехфазному асинхронному двигателю,
измерялась методом двух ваттметров. При номинальной нагрузке двигателя
стрелки обоих ваттметров отклонились в одну и ту же сторону, при этом первый
ваттметр показал P1=1274 Вт, а второй Р2 = 589 Вт. При уменьшении нагрузки
двигателя первый ваттметр показал Р1= 571 Вт, а второй ваттметр P2= 0. 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 P2 = 23 Вт. Определить для трёх случаев активную мощность,
подводимую к двигателю, угол сдвига фаз между током и напряжением,
коэффициент мощности и реактивную мощность.
4. На крышке кожуха индукционного счётчика электроэнергии имеется надпись:
120 В, 5А, 50 Гц, 1гВт. ч - 400 оборотов диска. При нагрузке в виде
электрических ламп, суммарный ток которых 3.75 А при напряжении 220В, диск
сделал 59 оборотов за 120 сек. Определить номинальную и действительную
постоянные счётчика, а также его абсолютную и относительную погрешности.
ВАРИАНТ 10.
1. Каковы причины возникновения погрешностей. Поправки при измерении. Дайте
определение и приведите формулы для вычисления абсолютной, относительной,
приведённой погрешности, поправки, вариации показаний.
2. Начертите структурную схему регистрирующего прибора и поясните назначение
основных узлов. Каковы методы регистрации измеряемой величины? Как
работают регистрирующие устройства?
3. Опишите метод амперметра и вольтметра и измерителя сопротивления при
измерении сопротивления заземления.
ЗАДАЧИ.
1. Определить относительную погрешность при измерении мощности потерь в
стали сердечника катушки (рис. 9) без учета потерь на 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. Напряжение цепи /рис.7/ изменяется по закону, график которого изображен
на рис.8. Определить показания вольтметров V1 и V2 , если имеем приборы
магнитоэлектрической системы. Сопротивление Xc R . Ответ поясните.
3. Определить длину контрольного кабеля с медными жилами сечением 2,5 мм2
от трансформатора тока с номинальной нагрузкой 0,5 Ом к приборам: амперметру
электромагнитной системы и электродинамическому ваттметру, сопротивления
обмоток которых составляет соответственно 0,06 Ом и 0,25 Ом.
4. Измерение мощности трёхфазного электродвигателя при испытании было
выполнено по схеме для равномерной нагрузке фаз к доступной нулевой точке.
Показание однофазного ваттметра было при этом 500 Вт, показание амперметра
4.6 А, а показание вольтметра , включённого на линейное напряжение, 220В.
Определить мощность электродвигателя и коэффициент мощности.