- •Тема 1.1 Вступ. Метрологія - наука про вимірювання Основні поняття про фізичні величини та їх вимірювання
- •1. Метрологія як наука про вимірювання
- •2 . Поняття фізичної величини
- •3. Вимірювання фізичної величини
- •4. Прямі і непрямі вимірювання
- •5. Сигнали вимірювальної інформації
- •6. Основи метрологічного забезпечення
- •7. Повірка. Класифікація повірок
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.2 Похибки вимірювань. Обробка результатів вимірів
- •1. Основні поняття та особливості
- •2. Класифікація похибок
- •2.1 За причиною виникнення
- •2.2 За способом вираження
- •2.3 За залежністю від вимірюваної величини
- •2.4 За характером зміни
- •2.5 За умовами вимірювання
- •2.6 За режимом вимірювання
- •3. . Підвищення точності засобів вимірювання
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.3 Засоби вимірювання
- •Основні положення.
- •1. Основні положення
- •2. Засоби вимірювання, за допомогою яких здійснюють операції вимірювання
- •3. Засоби вимірювання, за допомогою яких здійснюють процедуру вимірювання
- •4. Основні метрологічні характеристики і класи точності засобів вимірювання
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.1 Вимірювання струмів і напруг
- •1. Загальні поняття
- •2. Вимірювання струмів і напруг приладами прямої дії
- •3. Схеми увімкнення амперметрів і вольтметрів. Методична похибка при вимірюванні струму і напруги
- •4. Електронні аналогові та цифрові вольтметри та амперметри
- •5. Вимірювання струмів і напруг компенсаторами (потенціометрами) постійного та змінного струмів
- •6. Міри електричних величин
- •7. Електромеханічні вимірювальні перетворювачі
- •8. Вимірювальні трансформатори струму і напруги
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.2 Масштабні вимірювальні перетворювачі струму і напруги
- •1. Застосування вимірювальних перетворювачів роду фізичної величини
- •2. Шунти
- •3. Додаткові опори
- •4. Подільники напруги
- •Контрольні запитання:
- •Тема2.3 Вимірювання електричної потужності і енергії
- •1. Основні поняття
- •2. Вимірювання електричної потужності прямими методами
- •3 Опосередковане вимірювання потужності
- •4. Вимірювання потужності у трифазних електричних колах Вимірювання активної потужності у трифазних електричних колах
- •Вимірювання реактивної потужності у трифазних електричних колах
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.4 Вимірювання частоти, інтервалів часу, фази
- •1. Електромеханічні частотоміри
- •2. Цифрові методи вимірювання частоти, періоду, інтервалів часу
- •3. Вимірювання різниці фаз
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.5 Цифрові вимірювальні прилади
- •1. Основні поняття
- •2. Інформаційні процедури цифрових вимірювальних приладів
- •3. Аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.1 Вимірювальні генератори
- •1. Визначення і класифікація
- •2. Основні характеристики
- •3. Генератори синусоїдального струму
- •4. Генератори імпульсних сигналів
- •5. Універсальні генератори
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.2 Електронні осцилографи
- •1. Призначення осцилографа
- •2. Будова осцилографа
- •3. Параметри осцилографа
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.3 Вимірювальні підсилювачі
- •1. Вимірювальні підсилювачі
- •2. Принцип роботи
- •4. Операційний підсилювач
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.4 Вимірювання параметрів електротехнічних і радіотехнічних пристроїв
- •1. Характеристика основних параметрів електротехнічних пристроїв
- •2. Міри електричного опору, ємності, індуктивності, взаємної індуктивності
- •3. Вимірювання електричного опору
- •3.1 Вимірювання опорів за допомогою магнітоелектричного вимірювального механізму
- •3.2 Вимірювання опорів за допомогою одинарних мостів постійного струму
- •3.3 Вимірювання опорів методом заміщення
- •3.4 Опосередковані вимірювання опору
- •4. Вимірювання електричного опору, ємності, індуктивності мостами змінного струму
- •Контрольні запитання:
Контрольні запитання:
-
Для чого застосовуються вимірювальні перетворювачі роду фізичної величини?
-
Для чого призначені шунти? Схема включення та розрахунок.
-
Для чого призначені додаткові опори? Схема включення та розрахунок.
-
Яке призначення подільників напруги?
-
Які бувають подільники напруги?
Тема2.3 Вимірювання електричної потужності і енергії
План
-
Основні поняття.
-
Вимірювання електричної потужності прямими методами.
-
Опосередковане вимірювання потужності.
-
Вимірювання потужності у трифазних електричних колах.
1. Основні поняття
Важливість вимірювання електричної потужності і енергії зумовлена широким застосуванням електричної енергії в усіх галузях економіки. Останнім часом в економічно розвинутих країнах спостерігається стійка тенденція до винайдення способів зменшення енергоспоживання, зниження енергоємності одиниці випущеної продукції, економної витрати та раціонального використання енергії. А відтак, посилюється важливість вимірювання та обліку енергії.
У колах постійного струму електрична потужність Р визначається як добуток напруги U і струму І
P=UI. (1)
Електрична енергія, що споживається впродовж часу і, дорівнює:
E=Pt=UIt. (2)
У системі СІ одиницею потужності є ват(Вт), а енергії— джоуль(Дж). На практиці для вимірювання електричної енергії широко застосовують позасистемну одиницю — кіловат-година (кВт·год). Одна кіловат-година дорівнює 3,6·106 Дж.
Енергопостачання в усіх країнах здійснюється трифазними системами змінного струму промислової частоти, тому переважна більшість засобів вимірювання електричної потужності й енергії призначена для роботи у таких системах.
Для змінного струму добуток миттєвих значень напруги u(t) і струму i(t) називається миттєвою потужністю:
p(t)=u(t)·i(t). (3)
Для синусоїдних напруги та струму, які мають середні квадратичні значення U і I, коливаються з кутовою частотою ω і зсунуті один відносно одного на фазовий кут φ, миттєва потужність
(4)
має дві складові: постійну і . Змінна складова коливається з подвійною частотою порівняно з частотою струму чи напруги.
Більшість споживачів енергії реагують не на миттєві значення потужності, а на середню за період потужність. Середнє значення миттєвої за період називається активною потужністю:
(5)
Оскільки середнє значення змінної складової [-UIcos(2(ωt-φ)] за період Т дорівнює нулю, то активна потужність дорівнює постійній складовій миттєвої потужності
P=UIcosφ. (6)
Одиницею активної потужності для змінного струму, як і постійного струму, є в а т (Вт).
Якщо синусоїдну напругу та струм представити комплексними значеннями, то можна ввести такі поняття:
комплексна потужність — добуток комплексної напруги U на комплексний струм I:
(7)
активна потужність — це дійсна частина комплексної потужності:
P=UIcosφ (8)
реактивна потужність визначається як уявна частина комплексної потужності:
Q= UIsinφ (9)
Повна (позірна) потужність визначається як модуль комплексної потужності:
S = = UI. (10)
Одиницею комплексної та повної потужності є вольт-ампер (ВА), одиницею активної — ват (Вт), одиницею реактивної — вольт-ампер реактивний (ВАр).
У колах несинусоїдного струму користуються поняттям потужності спотворень:
(11)