1 utilizarea aparatelor analogice si numerice de masura

Upload: balan-victor

Post on 03-Mar-2016

26 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Bun

TRANSCRIPT

  • - .t.j() -

    continue furnizate s i a modului de raspuns la variatia curentu de sarcina.

    --------

    - 4ll.-

    LUCRAREA NR.3

    UTlLIZAREA APABAT:ELOR ANAWGICE DE MASURA

    3 . 1. OB!ECTUL LUCRARI1 Lucrarea are drept seep deprinderea

    aparatelor analogice de masura (ampermetre, din punct de vedere al conectarii in prelucrarii informatiilor de masurare .

    utiliz.11rii c;erecte .a voltmetre. wattll!:etre) circuit, citirii si

    3.2. PRINCIPII TEORETICE Aparatele analogice de masura sint apara t e care au ca mario~

    de intrare marimea electrics de masurat, iar ca marime de iesir~ deviatia unui ac indicator in raport cu o scala gradata . Caracterul analogic este dictat de miscarea continua a acu lui indicator in dreptul scalei.

    Aparatele analogice sint marcate cu o serie de simbolu ri conventionale a carer cunoa~tere este absolut necesara bunei utilizari a acestora. In fic~ra 3.1 se prezinta un exemp lu pe baza caruia se vor discuta simbolurile intilnite.

    Fig.3.1

    1 -2 -

    (cea mai 3 -4 5 -

    marimea de masurat; scala aparatului poate fi dP. mai mult e tipur i

    uzuala), patratica. exponentials, logaritmica: tipul functi onal a l in$trumentului; clasa de precizic ; pozitia de functi onar

  • - ~ -

    6 - tensiunea de incercare a risiditatii dielectrice

    7 - curentul de functionare; 8 - normativul de standardizare al constructiei; 9 - intreprinderea constructoare; 10 - codul de constructie al instrumentului;

    kV);

    111- anul fabricatiei. Identif icarea simbolurilor prezentate permite folosir corecta a aparatului in acord cu limitarile sale constructive.

    Ampermetrele sint destinate masurarii directe a curentul electric. Ele se conectaeaza in serie in circuit, ca I fig.3.2,a, au rezistenta interna foarte mica (R tinde spre 0) iar valoare curentului masurat este proportionala cu valoar deviatiei elementului indicator pe scala. Ampermetrele NU

    conectea=a niciodata in paralel cu sursa de al imentare, deoarece:

    u\

    fig.3.2

    Rs

    bl Q)

    I li U(R.R.)

    m a 1.--0 Ra1.

    (3.1)

    dee i cu ren tu l pri. aparat creste foarte mul t, iar aces ta co~~orta ca un scurtcircuit la bornele sursei. Yoltmetrele sint destinate masurarii directe a tensi~ lcctrice, se conecteaza in circuit in paralel cu sursa

    _licentare (ca in fig.3.2,b) si au rezistenta interns foarte m teoretic, Rv tinde la=> Daca voltmetrul se conecteaza ins~ ~n ir~uit acunci: (3.2

    i ir uitul se comports ca un circuit deschis . Spre deosebiH ca=ul anterior. conectarea incorecta a voltmetrului nu pr~-

    ~cter~crb~i in circuit . Watt~et rel~ sint destinate masu~arii' directe a puU! acti:e consu:1r,te intr-un circuit. Watt~1etre'le au doua bobine c-:: c'.lrc:-.t s i un.o. de t~ns~une ), care se conectea:::a in

  • -

    3.3 SCHEME DE HONTAJ

    Pentru studiul utilizarii ampermetrelor se va ~ealiza de montaj din fig.3.5, fol osind urmatoarele aparate.

    K - intrerupator tipolar caps~lat; 8 A ATR 8 - autotransformator, o.: 250 ~ . . A ermetru de c . a, domen11le 0 .,. 1 .,. 5 A, . Rp -a~~ostat de protectie pentru limitarea curentului,

    sche11a

    29 Q,

    5 A; reostate de sarcina, 75 Q, 3 A, respectiv 29 Q, Ru1, Ra2 -

    5A . Utilizarea voltmetrelor se studiaza pe ~aza montaj din fig.3.6, folosind urmatoarele aparate.

    K - intrerupator bipolar capsulat; ATR 8 - autotransf ormatoar, 0 : 250 V, 8 A;

    Fu; .3. 5

    Fig .. 6

    Rp

    ----

    schemei de

    v - voltmetru de c. a, domenii le 0 + 150 .,. 300 V; p - reostat de p r o tec tie, 29 Q, 5 A;

    -

    R" - ,..eostat de s ar c 1na , 44 0 Q, 1. 3 A. . P:ncr~ studiul u t ili za rii wa ttme tre lor s e r~al1z~aza scheDa d" ~ 1 g 3 7 cu u rma t oa r e l e apa r a te ne cesare . de montaJ in . .

    K - intrerupator bipolar cap~~lat; . v voltmetru de : .a., domen11le 0.,. A - a~permetru de c . a., domeniul 0 + K - wattmetru de c.a. , 0 + 150 ~ 300 P D i - recs tat de sar c ine, 75 Q. 3 A;

    150 + 300 V; 5 A: V, O + 5 A;

    - 4c; -

    K AlR- 8

    Fig.3.7

    Re2, Re3 - reostate de sarcina, 29 Q, 5 A. In sfirsit, pentru a studia utilizarea ohmetrelor se va

    utiliza schema de montaj din fig.3.8, .cu urmatoarele aparate : Q - ohmetru indicator, tip HAV0-35; Rx - cutie de rezistente decadice, 0 +

    111. 111 SL

    3.4.HERSUL LUCRARII

    Pentru masurarea curentilor si tensiunilor se realizeaza schemele de montaj din figurile 3 . 5, respectiv 3.6. Inainte de punerea schemelor sub tensiune se verifica pozitiile cursoarelor, astfel ca la autotransformator sa fie pe "O" iar Fig.3.8 la reostate pe po=itia de rezistenta maxima. Prin reglarea tensiunii de alimentare (din cursorul C al autotransformatorului) si a rezistentelor de sarcina Ra1, ro2 (numai la masurarea curentilor), se modifies valorile curentil r sau tensiunilor masurate intre zero si marimea nominal3 a aparatelor de masura, citindu-se un numar de minim 10 valo ~i p e scala acestora. Rezultatele obtinute se tree in tabele de f o rm ~ tabelului 3 1

    DOME DOME Dev. Cl. Con--NIU - NIU tot. de st an

    prec - ta u I at c c

    [VJ [A] [div] [X)

    '

    Pentru masurarea puterilor

    DE:- Val. via- mas. tia

    a x ..

    [div]

    se realizea:z:a

    Val. adev

    x.,+- Ea Er Ea

    [ ~]

    Tab.3.1. sche~a de nontaJ

  • - 46 -

    .

    din fig . 3.7 . Inainte de punerea schemei sub tensiune se verifica pozitiile initiale ale autotransformatorului si reostatelor, la fel ca la masurarile anterioare. Dupa punerea schemei sub tensiune se regleaza cursorul autotransformatorului la o valoare de tensiune (citita pe voltmetrul V) corespunzatoare tensiunii ncminale a wattmetrului. Cu ajutorul reostatelor Ra1, Ra2, Ra3 se regleaza curentul prin wattmetru pentru a obtine un numar de minimum 10 puncte de masura pe scala aparatului.

    ATENTIE: Se va urmari in permanents valoarea curentului in circuitul de masura (pe ampermetrul A), astfel incit sa nu depaseasca valorile nominale ale reostatelor si ale bobinei de curenb a wattmetrului . Daca este necesata realizarea unui curent de lucru mai mare decit curentul nominal al unuia dintre reostate, atunci acesta se scurtcircuiteaza prin tragerea cursorului pe inelele de alimentare si apoi se continua masurarea. NU se admite depasirea curentului nominal al wattmetruluL in nici o situatie.

    Rezultatele obtinute se tree intr-un tabel de forma tabelului 3 . 1.

    La ~asurarea rezistentelor se realizeaza schema de montaj din fig.3 . 8. Cu ajutorul cutiei decadice de rezistente se mascara un numar de minimum 10 valori pe seals aparatului. Rezultatele obtinute se tree lntr-un tabel de forma tabelului 3 2

    DOME!IIU Cl.de Deviatia Val. Val. prec. mas. adev.

    R c a Rm Eo. Er Rm+-Eo. [ Q] [XJ rd iv] r!:n r21 [ r.] fQ)

    Tab.3.2.

    3. 5 . REZULTATE EXPERIMENTALE SI CALCULATE

    In ca=ul ampermetrelor, voltmetrelor si constants aparatului se determina ca raport intre

    ~asurare si deviatia totals :

    CX Cl:e

    [X] /d1v1z. < 3. 3)

    ohmetrelor, doemni"ul de

    ia: valoarea masurata (indicate) se determine cu relatia: [X] ( 3. 4)

    ?entru w~ttmetre, domeniul de masurare se calculeaza ca prndus intre domeniul de er siune si eel de curent, iar constanta

    a:-atului t:ste: Valoarea c:asu::atn se deter.mina tot cu relatia (3.4). Sroar a a~soluta mari~a la masurarea cu ampermetre.

    - 47 -

    [lf/d1v1z.] (3 ~

    voltmetre, wattmetre se determina in Preciz . .. .. functie de clasa ie c a aparatului cu relatia:

    c :1: c::K, 100 (XJ (3.1

    In cazul este data in gradate. Din este data de

    ohmetrului utilizat in lucrare procente din lungimea portiunil acesta cauza, eroarea absoluta

    relatia:

    clasa de preci; de lucru a sea:

    maxioa a masura1

    c -:1:....!?_.f. 100 l [Q] {3.1

    unde "l" este lungimea, in [mm] i t l l revine unei unitati in punctul d ' a n erv~ u ~1- de scala ca portiunii de lucru a scalei e mas~rare, iar L este lung1m lui "l" "t ~ gr~dat7 in [mm) Pentru determin:i.r

    s1 ~e poate folos1 or1ce proc d deschiderea aparatului de masura. e eu care nu nece s i ~roarea relativa maxima a masurarilor

    cazur1le ampermetrelor, voltmetrelor se cnlculea=a si wattmetrelor cu relatin

    in ~azul ohmetrelor cu relatia: e

    er:1: R100

    (t]

    (\]

    ( :'.'. r.

    ( 3 . ~I)

    ri i d ~n toate cazurile , domeniul de existenta al vii refer1nta a marimii m~surate este xm +- Ea . t Dupa 7fectuarea masurarilor si cnlculul rezulta~lo i vo . rasa graf1c (in fiecare caz) variatiile erorii r~iatlv~ : ~ K i ~ in raport cu marimea masurata Er : f{x~). - -

    3.6 . ANALIZA REZULTATELOR

    . In ur.ma efectuarii lucrarii se vor ana1 1-a obt t 1e2'11'::ate1, inu e.s1 se vor formula concluzii referitoare l; - cone~t~rea in circuit a aparatelor de masura a a l- i:: i - pre~1~1a de masurare a acestor nparate;

    d .. u.t1l1zarea corecta a eparntelor analogic" .,_,- di-. ~.,, .. omen11 ale scalei _ ,. -~

  • LUCRAREA NR. 4

    - .!18 -

    UTILIZAREA APARATELOR NUMERICE DE MASURA

    4.1. OBIECTUL LUCRARII

    Lucrarea are drept scop prezentarea unor principii generale privind utilizarea aparatelor numerice de masura.

    4.2.PRINCIPII TEORETICE 4.2.1. SPECIFICATIILE APARATELOR NUHERICE

    Aparatele de masura numerice prezinta rezultatul masurar11, dupa cum se vede din denumire, sub o forma numerica. Si in cazul lor, conectarea la circuit se face dupa functia realizata: ampermetrele in serie, voltmetrele in paralel, iar wattmetrele in c:rcuitul de curent in serie si eel de tensiune in paralel cu sarcina pe care se face masurarea.

    Domeniul nominal reprezinta o valoare aleasa de constructor si se exprima de obicei prin puteri ale lui 10 : 0,1 - 1 - .... Ga~a de masurare este cuprinsa intre limitele minima si maxima

    ~asurabile, pentru care aparatul isi pastreaza caracteristicile. Valoarea masurata se afiseaza pe un anumit numar de digiti,

    ur. digit reprezentind un element al afisajului care permite vizualizarea cifrelor de la 0 la 9. 0 fractiune de digit permite afisarea numai a unui anumit numar de cifre intre 0 si 9, astfel cs pe:

    1/2 dii;i;iti se pot afisa cifrele 0, 1; - 2/3 digiti se poat afisa cifrele 0, 1, 2;

    3/4 digiti se pot afisa cifrele 0, 1, 2, 3; Numarul de puncte este numarul de rezultate diferite care ~ot fi reprc~entate pe afisaj fara a tine cont de virgula zecimala. Astfel pe un digit se pot afisa 10 puncte de masurare, iar pe un aparat cu 3 1/2 digiti se pot afisa 2000 de rezultate diferite (0000 ... 1999), deci are 2000 de puncte. Rezolutia apa=5tului este cea mai mica diferenta de valori masurabila, si est~ egaln cu valoarea unui punct. Valoarea minima masurabila ,valoarea de prag) poate fi egala cu rezolutia aparatului, dar la aparate:P la care eroarea constants este mai mare decit un punct

    i valoare minima masurabila este mai ridicata. In ceea ce priveste erorile de masurare, se disting trei

    egor1i mai importante: ero rea proprie a aparatulu1; Pr area de lectura, dataorata modificarii ultimului digit

    + ~n p~n t, de exemplu din cau=a perturbatiilor; r area dat rats rezolut1ei finite a aparatului.

    hparatele numer ice au de obicei doua intrari, una pent~u s e~nale continue (DC sau => si una pcntru semnale alternati~P (AC

    - re i~trarea de c.c. CDC), aparatul-afiseaza valodrea - e d .~ ~ 3 e~nfilului dP !ntrare, aJic .

    -=-- "! ~ :< - =~r~=-es de :"ltrare.

    - ~9 -

    :r

    x .... z-Xg+..!f-Kpc t) dt To

    XA - marimea afisata de aparat ~a ~ componenta continua a marimii masurate masuratep.( ) - componenta periodica variabila i"n

    (4.1)

    timp a marimii Pe intrarea de c a ~AC) 1 . efectiva a marimii va oarea afisata poate fi valoarea

    masurate, calculata cu relatia :

    (4.2)

    sau valoarea efectiva calculata factorului de forma pentru marimea pe baza valorii medi1 51 a

    masurata, cu relatia : r

    x .. 0 ki.J /xC t) /dt ( 4. -0

    unde ~(t) - marimea alternativa de masurat In - - faotorul de forma al acestuia

    f 8.'cest.ultim caz, aparatele afis.ea~a e ectiva a sinu l - Practic val oar~l masurate . su u1 corespunzator valorii medii a

    , iar aparatul se calibr mari ru~ i sinusului k + ~/ ZIZ = 1 11 I eazn pentru factorul de form a 3 1 valori caracteristice ale ~no; fn tabdelul 4 .1 se prezinta c i r; 1, : a

    orme e unda uzuale. P~ranetrii ~aracteristici

    cu per1oda "T" sint urmatorii: unei marimi variabile in ti~p x ( ' -valoarea maxima: Xmax = x~; -valoarea efectiva:

    ~ ..

    - valoarea medie: :r

    X.-=tfxCt)dt ( ~ o ~ I

    0

    - coeficientul de virf : k, - x~;x; - coeficientul de f ~ rm a: k~ = X/Xm~d; - coeficientul de d is t or s! une

  • 1 ~

    (4.6)

    4.2.2.DESCRIEREA HULTIHETRULUI NUMERIC E 0302

    In figura 4.1 este prezentat panoul frontal al multimetrulu E 0302, care are urmatoarele elemente:

    1 - intrerupator de retea (POWER); 2 - afisaj cu 5 tuburi Nixie pentru rezultatul masurarii s

    semnele "+", .. _ .. , "::::"; 3 - indicator pentru semnalizarea depasirii gamei; 4 - buton ( prin apasare ) pentru verificarea calibrarli

    (CAL); 5 - potent iometru pentru reglarea calibrarii; U - comtalor de fu nctiuni (FUNCTION/HOD DE LUCRU); 7 - cc mutator de scara

  • - 52 -

    1EO302n __ R_1, Fig .4 . l

    Fig. 4 . 2 La masu r: ia~r~e~a~~~:.._-------------------------------------------i u'1o r s emnal e ,.

    pe riod ice cu fo rma de unda d if e rita de

    a ~STS ~--~N-c e s i nuso idala s e \ ' a reali::a schema de ;;;on t aj din fig. 4. 5 . , Fig. 4. 3 utilizind urmatoa rel e aparate: c tip E 0302;

    HN - multimetru numer1 ti E 0504; GS - gen e rat or de funct11,t . PE 0102. 0 - csc i losc op monocarn_a __ i_. ___ i_p~--------------------------------1

    4 . 4 .MERSUL LUCRARII

    v ltmi:>trele r~~e ~e studi ~ z a ~u

    J-t rul cchcme ~ ~e .r.:nts.J . din fi g.4 .-.

    . -1ea tensiun i r:n re~ ~ ~ cnero.te .de . s ur.:a

    ',..e,;::ij brut), Gl p r1~ ~ep!asarea cu rso rulu. , ''""t"lui do: regla re

    GS

    ~ '" -~;e~1aj fin ),. ~e 6 1 ~n rumar de m1n 1m Fig.4.5 , .. l r: masurate P~ ; i are din doffieniile -

    @

    MN

    1 ::. v, corespunz~nd -cru ~i etalon. Se c1 t esc

    dl.vi7iun1 principale al e unor - 1 meric indi catiile voltmetru u7 nu2 l :lt:

    - :-e=ul~3.tele ~e tr ee intr - un tabe 1 d forma tabelulu1 4 e 'j -r . .,,, .. -u

    .,; .... ... I

    Xe Xo e ... e ... er eor

    11 [x) [ x ) ( x ) [x] [%] [ r.] ~

    T:ib . 4 .2

    - 55 -

    Pentru studiul utilizarii ampermetruJui numeric se realizeaza schema de montaj din fig.4.3. Prin reglarea tensiunii generate de sursa si a cursorului reostatului Rr, se aleg un numar de minim 5 valori masurate pe d)meniile de 20 mA si 200 llA astfel incit acestea sa corespunda unor diviziuni principale ale ampermetrului etalon. Valorile indicate de ampermetrul numeric se tree intr-un tabel de forma tabelului 4.2. Se va acorda atentie manevrar11 reostatului, deoarece scurtcircuitarea acestuia conduce la detriorarea apartelor din montaj.

    In cazul ohmetrului numeric se realizeaza schema de montaj din fig.4.4; cu ajutorul cutiei de rezistente R s~ :ileg un minim de 5 valori necunoscute de masurat, iar valorile indicate de ohmetru se tree intr-un tabel de forma tabelului 4.2. In acest caz, valoarea etalon va fi considerata.valoarea inscri~~ionata pe cutia de rezistente.

    Pentru masurarea semnalelor periodice se realizeaza schema de montaj din fig.4.5, corespunzind funJtiei de voltmetru numeric. De la generatorul de semnal GS se regleaza marimea de masurat pe frecventa de 1000 Hz, cu urmatoarele forme de unda: sinus, triunghi, dreptLl nghi, rampa. Pentru fiecare forma de unda (care, pentru control, se vizualizeaza pe ecranul osciloscopului), se regleaza un minim de 5 valori de tensiune indicate de multimetrul numeric. Rezultatele se tree intr un tabel de forma tabelului 4.3. For ma de Coef. Coef. Valoa- Valoa- Valoa- Valoa-unda de virf de rea rea rea rea forma indic. medie etect. maxir.a kv=Um/U kr=U/ U:I. Umod u u., Umoc!

    [V] [V] [VJ JV]

    ' Tab.4.;J. 4.5. REZULTATE EXPERIHENTALE SI CALCULATE

    Frorile de masurare absolute 3le multimetrului numeric in raport cu specificatiile din cartea tehnica se calculeaza in functie de domenii cu urmatoarele relatLi:

    - domeniile 0.2 - 2 V c.c.:

    (V] ( tj, 7 I

    - domeniile 20 - 200 1000 v c. c .: (V] ( .; c "

    - domeniile 0,2 - 2 - 20 - 200 mA c.c.:

  • - 54 -

    e.:1:0,4tx1:1:0,2tx6 [mA] (4.9)

    - domeniul 1 A c .c.: e .. '":to, 1tx1:1:0, 1u, [A] (4.10)

    - domen i ile 0.2 - 20 - 200 kQ: e4:1:0, 6tx1:1:0, 2u, [RQ] (4.11)

    domen iu l 2 11Q: e.:1:1, stx1:1:0, 2u, CMOJ (4.12)

    In relatiile (4.7) ea - eroarea absoluta multimetrul numeric; XN se face masurarea.

    - (4.12), marimile care intervin sint : de masurare; x1 - valoarea indicata de - valcarea nominala a domeniului pe care

    Erorile abs~lute de detremina cu relatia :

    masurare in raport cu aparatul etalon se

    [X) (4.13)

    unde xa - valoarea indicata de aparatul etalon (sau valoarea lnscrisa pe cutia de rezistente, in cazul ohmetrulul numeric).

    Er oril c relative se calculeaza conform definitiei lor ca raport intre eroarea nbsoluta si valoarea de referinta. Astfel, rorile relative in raport cu specificatiile din cartea tehni~a

    se calculeaza cu relatia

    [t) ( 4 .14)

    iar erorile relative in raport cu aparatul etalon:

    [t) ( 4. 15)

    Dupa cal culul erorilor si completarea tabelului 4.2. se trasea=a grafic curbele erorilor absolute si relative in raport cu specificatiile cartii tehnice, in functie de marimea masurata.

    In ca=ul ~asurnrii marimilor alternative trebuie luat in ~ c~siderare fJ;tul ca oultimetrul E 0302 mascara valoarea

    e~ect1va a tensiunilor sinusoidale prin scalarea valorii med:i , rel.4.3.), valorile caracteristice se calculeaza cu relatiile :

    [V] ( 4. 16)

    - 55 -

    k UUJr-r1-u1 [Y) .tela

    k~ u.Uk.,r-u.1 ('1

    .t1D I 0: . ?E J

    Cu aceste valori se completeaza tabelul 4.3

    4.6. ANALIZA R!ZULTATELOR In urma efeetuarii lucrarii se ~btinute si se var formula conclu=ii refe;~~o n~:l1za r=ul v

    _ :::~~:~i~:~~~ut~ si relative ale multimetre~o r ~~m:r i for11e decit s~n~so~d=~=~rare ale unor marimi a l e rn:i t t " j '