Метрология.

МОСКОВСКИЙ  ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ТРАНСПОРТА

ПОВОЛЖСКИЙ  ФИЛИАЛ 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

по дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация» 
 
 

     Проверил:      Выполнил:

     Мухамбетов  С. Б.     студент 3 курса ПФ МИИТа

                                                Шестов И.А.

                                                Шифр: 0830-п/ЭНС-7056 
 
 
 
 
 
 
 

САРАТОВ 2012 

Содержание 

Задача №2……………………………………..…………………..……….…….3

Задача №3……..……………………………………………………………...….7

Задача №4………………..………………...…………………….………….…..10

Задача №5………………..………………...…………………….………….…..14

Список литературы……………………………….……………………………...17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача  № 2.

Погрешности измерений.

Технический амперметр  электродинамической системы с  номинальным током I_Н, числом номинальных делений имеет оцифрованные деления от  нуля до номинального значения, проставленные на каждой пятой части шкалы (стрелки обесточенных амперметров занимают нулевое положение).

Проверка технического амперметра осуществлялась образцовым амперметром той же системы.

1. Указать условия проверки технических приборов.
2. Определить поправки измерений.
3. Построить график поправок.
4. Определить приведенную погрешность.
5. Указать, к какому ближайшему стандартному классу точности относится данный прибор.

Исходные  данные:

Таблица №1

Проверяемый амперметр	Предпоследняя цифра шифра 5	Последняя цифра шифра 1
Абсолютная  погрешность , А	-	-0,04 +0,03 +0,06 -0,07 -0,02
Номинальный ток IН, А	5

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Решение:

1. Указать условия поверки технических приборов.

Поверкой средств  измерений называется совокупность операций, устанавливающих пригодность  средств измерения к применению по точным метрологическим характеристикам, которые меняются при хранении и  эксплуатации. Поверку необходимо выполнять  в нормальных условиях (при нормальных значениях влияющих величин), указанных  на приборе или технической документации. После проведения внешнего осмотра, при котором выявляют дефекты, принимают  меры по созданию нормальных условий  применения приборов (защита от вибраций, экранизация от электромагнитных полей, обеспечение нормального положения  прибора). Амперметры для непосредственной оценки поверяют в вертикальном положении. Для поверки выбирают образцовый прибор, который по классу должен иметь  допускаемую погрешность в 3 – 4 раза меньшую, чем поверяемый. В данном случае поверка проводится методом  счисления образцового и поверяемого  амперметров.

ИС – источник сигнала, от которого подается требуемое  значение физической величины «х».

Хп – показания  поверяемого прибора «ПП», которое  сравнивают с показаниями «Хо» - образцового прибора «ОП».

Рис.1.

2. Определить поправки измерений.

Внесение поправок в результат измерения является наиболее распространенным способом исключения систематической погрешности «Δi», противоположной ей по знаку и алгебраически суммируется с результатом измерения «g»=- Δi.

Номинальный ток  5А делим на пять частей.

Для оцифрованных делений определяем поправки прибора:

Для 1А: g1= -Δ1=+0,04 А

Для 2А: g2=- Δ2=-0,03 А

Для 3А: g3=- Δ3=-0,06 А

Для 4А: g4=- Δ4=+0,07 А

 Для 5А: g5=- Δ5=+0,02 А

Показания поверяемого  амперметра при значениях:

1 А: х_п1=х₀+ Δ1=1-0,04=0,96 А

2 А: х_п2=х₀+ Δ2=2+0,03=2,03 А

3 А: х_п3=х₀+ Δ3=3+0,06=3,06 А

4 А: х_п4=х₀+ Δ4=4-,07=3,93 А

5 А: х_п5=х₀+ Δ5=5-0,02=4,98 А 
 

3. Определить  приведенную погрешность

 

Где Δ= Δi – абсолютная погрешность

- номинальное значение  тока 
 
 
 
 

Приведенная погрешность  поверяемого амперметра 
 

Точность измерений  характеризуется близостью их результатов  к истинному значению измеряемой величины. В зависимости от степени  точности показывающие электроизмерительные приборы согласно ГОСТ 8711-78 для амперметров  устанавливается следующий ряд  классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 5,0.

Число, обозначающее класс, является наибольшей приведенной  погрешностью прибора на всех отметках рабочей части его шкалы.

Наибольшая приведенная  погрешность 2%, значит ближайший стандартный класс точности 2,5.

Таблица №2

Деления шкалы, А	Абсолютная  погрешность	Поправка  измерений g,А	Приведенная погрешность , %
1	-0,04	+0,04	-0,8
2	+0,03	-0,03	0,6
3	+0,06	-0,06	1,2
4	-0,07	+0,07	-1,4
5	-0,02	+0,02	0,4

 
 
 
 
 
 

рис 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача  № 3

Измерительные преобразователи 

Измерительный механизм (ИМ) магнитоэлектрической системы  рассчитан на напряжение U_И и ток I_И. Измеренные  величины напряжения и тока соответствуют значениям U и I. Класс точности прибора определяется поведением погрешности при изменении измеряемой величины: аддитивной, мультипликативной и смешанной.

1. Составить схему включения ИМ с добавочным сопротивлением r_Д, вывести формулу и рассчитать величину этого сопротивления, если этим прибором нужно измерить напряжение U_Н.
2. Определить мощность, потребляемую вольтметром при номинальном значении напряжения U_Н.
3. Составить схему включения ИМ с шунтом r_ш, вывести формулу и рассчитать величину этого сопротивления, если этим прибором надо измерить ток I_Н.
4. Определить мощность, потребляемую амперметром при номинальном значении тока I_Н.
5. Рассчитать величину абсолютной и относительной погрешности при заданных значениях напряжения и тока.

Исходные  данные:

Таблица №3

Наименование  величин	Единица измерения	Числовые  данные
Напряжение  ИМ UИ	мВ	75
Ток ИМ IИ	мА	15
Число делений αИ	дел.	15
Напряжение  UН	В	90
Ток IН	А	2
Измеренное  напряжение U	В	40
Измеренный  ток I	А	1,2
Класс точности	c/d	0,05/0,1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Решение:

1. Схема включения ИМ с добавочным сопротивлением.

Добавочный резистор включают в цепь для того, чтобы  расширить предел измерения напряжения и не допускать влияние температуры  на сопротивление вольтметра.

Рис.3.

Сила тока в  цепи: 
 

m – множитель добавочного резистора, показывающий во сколько раз увеличивается предел измерения по напряжению.

Величина добавочного  сопротивления: 

2. Мощность, потребляемая вольтметром  при номинальном  напряжении.

P= U_И*I_И=75*15=1,125 мВт

3. Схема включения ИМ с шунтом.

Шунт является простейшим измерительным преобразователем тока в напряжение. Шунт применяется  для расширения предела измерения  по току измерительного прибора магнитоэлектрической системы и представляет собой  включаемый в цепь измеряемого тока резистор, параллельно которому присоединяется прибор.

 

Рис.4. 
 
 
 

Для устранения влияния сопротивления контактных соединений шунты снабжаются токовыми и потенциальными зажимами. Шунт характеризуется  номинальными значениями входного тока и выходного напряжения. 

При включении  в цепь ИМ с шунтом, ток I_И связан с измеряемым уравнением: 

- сопротивление ИМ. Если необходимо, чтобы ток I_И был в несколько раз меньше тока I, то: 
 

Величина сопротивления  шунта: 
 
 
 
 

4. Мощность, потребляемая амперметром  при номинальном  значении тока.

P= U_И*I_И=75*15=1,125 мВт 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача  № 4

Измерение активной мощности

Для измерения  активной мощности трехпроводной цепи трехфазного тока с симметричной активно-индуктивной нагрузкой, соединенной  звездой или треугольником, необходимо выбрать два одинаковых ваттметра  с номинальным током I_Н, номинальным напряжением U_Н и числом делений шкалы α_Н=150 делений.

1. Начертить схему включения ваттметров в цепь
2. Доказать, что активную мощность трехпроводной цепи трехфазного тока можно представить в виде суммы двух слагаемых
3. Построить в масштабе векторную диаграмму, выделив на ней векторы напряжений и токов, под действием которых находятся параллельные и последовательные обмотки ваттметров
4. Определить мощности Р₁и Р₂, измеряемые каждым из ваттметров.
5. Определить число делений шкалы α₁ и α₂, на которые отклоняются стрелки ваттметров

Исходные  данные:

Таблица №4

Наименование  величин	Единица измерения	Числовые  данные
Мощность  цепи	кВА	2
Коэффициент мощности	сosφ	0,91
Фазное  напряжение	В	380
Схема соединения	--	Треугольник
Последовательные  обмотки ваттметров включены в провода	--	А и В