УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения специальности 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий
учебно-методическое пособие на тему

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения

специальности 08.02.09 Монтаж, наладка и эксплуатация

электрооборудования промышленных и гражданских зданий

                                                          Содержание                                

1 Общие методические указания                 4

2 Примерный тематический план                5

3 Содержание дисциплины                 6

3.1 Основы метрологии        6

3.1.1 Термины и определения метрологии         6

3.1.2 Классификация погрешностей и классы точности средств измерений        6

3.1.3 Меры основных электрических величин        7

3.2 Средства измерений электрических величин        8

3.2.1 Аналоговые электромеханические приборы        8

3.2.2 Электрические измерения цепи        9

3.2.3 Преобразователи токов и напряжений        9

3.2.4 Регистрирующие приборы        10

3.2.5 Цифровые измерительные приборы        10

3.3 Измерение электрических и магнитных величин        11

3.3.1 Измерение токов и напряжений        11

3.3.2 Измерение параметров электрических цепей        11

3.3.3 Измерение активной мощности и энергии        12

3.3.4 Измерение коэффициентов мощности, угла сдвига фаз, частоты                12

3.3.5 Измерение магнитных величин        13

3.4 Измерение неэлектрических величин                                                          13

3.4.1 Общие сведения и характеристики первичных измерительных преобразователей                                                                                                               13

3.4.2 Электрические и тепловые преобразователи        13

3.5 Методические указания по выполнению контрольной работы                14

3.6 Варианты контрольных работ        15

3.7 Примерные экзаменационные вопросы        25

Литература                                                                                                                          27

1 Общие методические указания

      Дисциплина «Электрические изменения» изучается студентами – заочниками после изучения дисциплины «Теоретические основы электротехники».

     Задачей дисциплины «Электрические измерения» является изучение студентами основ метрологи, конструкций электроизмерительных приборов, а также основных методов измерения электрических, магнитных и неэлектрических величин.

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

• методы измерения электрических, неэлектрических и магнитных величин;
• схемы включения приборов для измерения тока, напряжения, энергии, частоты, сопротивления изоляции, мощности;
• правила проверки приборов: амперметра, вольтметра, индукционного счетчика.

Студент должен уметь:

• выполнять проверки амперметров, вольтметров и однофазных счетчиков;
• пользоваться приборами и снимать их показания;
• подключать измерительные приборы;
• пользоваться приборами и снимать их показания, выполнять проверки амперметров, вольтметров и однофазных счетчиков.

При изучении учебного материала необходимо соблюдать единство терминологии и обозначений в соответствии с действующими стандартами, Международной системы единиц измерений (СИ), Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), обращать особое внимания на значение стандартизации, ее экономическую эффективность и роль в повышении качества измерений.

Учебный материал необходимо изучать систематически в той последовательности, которая дана в методических указаниях. Переходить к изучению следующей темы следует после того, когда предшествующий материал полностью усвоен.

В процессе работы над изучаемым материалом рекомендуется вести конспект, в который следует вносить основные положения изучаемого материала, чертежи, схемы, ссылки на литературу.

В период лабораторно – экзаменационной сессии проводятся обзорные лекции и лабораторные работы.

На обзорных лекциях освещаются наиболее сложные вопросы, а также даются сведения, недостаточно полно изложенные или отсутствующие в рекомендуемых учебниках.

2 Примерный тематический план

3 Содержание дисциплины

Роль и значение электрических измерений в науке и технике. Основные этапы развития измерительной технике. Понятие о метрологии, стандартизации и единстве измерений.

3.1 Основы метрологии

3.1.1 Термины и определения метрологии

Определение науки и метрологии. Средства измерений: меры и электроизмерительные приборы.

Виды измерений: прямые и косвенные. Методы измерений: непосредственной оценки, сравнение (нулевой, дифференциальный, замещения).

Вопросы для самоконтроля

1. Что изучает метрология?

2. Что понимают под измерением?

3. Дайте понятие прямых и косвенных измерений. Приведите примеры этих измерений.

4. Дайте классификацию методов измерения.

3.1.2 Классификация погрешностей и классы точности средств измерений

Классификаций погрешностей измерений. Классификация погрешностей средств измерений: по способу выражения, по характеру проявления, по зависимости от значения измеряемой величины, по режиму измерения измеряемой величины, по причинам и условиям возникновения.

Классы точности средств измерений.

Оценка погрешностей измерений по заданным метрологическим характеристикам средств измерений. Общие положения обработки и представления результатов измерений.

Вопросы для самоконтроля

1. Чем обусловлены погрешности при измерениях?

2. Как классифицируется погрешности измерения?

3. Как устранить влияние систематических погрешностей на результат измерения?

4. Как определить погрешности ряда измерений?

5. Какие бывают виды погрешностей при измерениях?

6. Как определить погрешность отдельного измерения при прямом методе непосредственной оценки?

7. Как определить погрешность отдельного измерения при косвенных методах измерения?

8. Какие приборы и меры называются эталонными, образцовыми и рабочими? Что такое первичные и вторичные эталоны?

9. Перечислите классы точности приборов по действующему стандарту? Что обозначает цифра класса точности стрелочных приборов?  

3.1.3 Меры основных электрических величин

Общие сведения. Классификации мер. Передача единиц физических величин рабочим мерам и измерительным приборам. Государственная  система обеспечения единства измерений.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие меры электрических величин Вам известны?

2. При каких температурах допускается пользование рабочими и образцовыми мерами?

3. Для чего катушки сопротивление предпочитают пользоваться манганином, а не константаном? 

4. Почему при изготовлении катушек сопротивления предпочитают пользоваться манганином, а не константаном?

5. Какие диэлектрики используются в образцовых конденсаторах? Почему?

6. Назовите эталоны единиц электрических величин.

3.2 Средства измерений электрических величин

3.2.1 Аналоговые электромеханические приборы

Обобщенная структурная схема, общие узлы и элементы аналоговых электромеханических приборов, общие технические требования к приборам.

Принцип действия, устройство и области применения приборов магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, ферродинамической,  индукционной и электростатической системой. Выпрямительные приборы.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие измерительные приборы называются аналоговыми?

2. Изобразите общую структурную схему аналогового прибора.

3. Перечислите общие узла и элементы конструкции аналогового прибора.

4. Как создается противодействующий момент в приборах?

5. Опишите конструкций успокоителей.

6. Что понимают под нагрузочной способностью прибора?

7. Какие обязательные обозначения делаются на шкалах приборов?

8. Виды шкал приборов и указательных стрелок.

9. Как условно на электрических схемах обозначаются измерительные приборы?

10. Каково назначение корректоров и арретиров?

11. Как устроен ИМ магнитоэлектрической системы?

12. Достоинства и недостатки приборов магнитоэлектрической системы.

13. В чем принципиальная разница между амперметром и вольтметром магнитоэлектрической системы?

14. Как устроен логометрический механизм магнитоэлектрической системы?

15. Как устроен ИМ электромагнитной системы? Достоинство и недостатки.

16. В чем отличие ИМ электродинамической системы от ИМ ферродинамической системы?

17. Основные узлы и принцип действия ИМ индукционной системы.

18. В чем принципиальное отличие ИМ электростатической системы от ИМ других систем?

19. Какие обозначения на циферблатах у приборов выпрямительной системы.

20. Как осуществляется защита от внешних магнитных полей в ИМ электромагнитной и электростатической систем?

3.2.2 Электрические измерения цепи

Общие сведения. Свойства измерительных преобразователей. Измерительная цепь как преобразователь. Методы коррекции погрешностей. Назначение, принцип действия, классификация, область применения мостовых и компенсационных цепей.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется электрической измерительной цепью?

2. Что понимается под измерительным преобразователям?

3. Что вам известно о коррекции погрешностей и ее методах?

4. Каковы назначения и область применения мостовых измерительных цепей?

5. Начертите схему и опишите порядок измерения сопротивления одинарным мостом. Выведите условия равновесия моста.

6. Каково назначение компенсационных измерительных цепей и область их использования?

3.2.3 Преобразователи токов и напряжений

Шунты и добавочные сопротивления. Измерительные трансформаторы. Трансформаторы тока напряжения. Векторные диаграммы. Номинальный и действительный коэффициент трансформации. Угловые погрешности. Типы и конструкции трансформатором.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение измерительного преобразователя.

2. Что представляет собой шунт. Нарисуйте схему включения шунта.

3. Как рассчитать сопротивление шунта для расширения предела измерения амперметра?

4. Что представляет собой добавочное сопротивление. Схема включения Rд для расширения пределов измерения вольтметра?

5. Как рассчитать величины добавочного сопротивления?

6. Назначение измерительных трансформаторов.

7. В каких единицах задаётся нагрузка трансформатора тока?

8. Какой режим работы считается нормальным для:

    - трансформаторов тока?

    - трансформаторов напряжения?

9. Каково назначение трансформатора тока с коэффициентом трансформации Кт=1?

10. Назовите приборы, которые включаются во вторичную обмотку трансформации тока.

11. Почему цепи трансформатора тока не защищают предохранителями?

12. С какой целью заземляются вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения?

13. Какие данные указываются в паспорте трансформаторов тока и напряжения?

14. Начертите схему включения ваттметра с использование измерительных трансформаторов.

3.2.4 Регистрирующие приборы

Методы регистрации и виды диаграмм. Разновидности регистрирующих устройств и лентопротяжных механизмов. Самопишущие приборы с непрерывной и точной записью. Электромеханические  (светолучевые) осциллографы, принцип действия, основные узлы, область применения.

Вопросы для самоконтроля

1. Каково назначение самопишущих электроизмерительных приборов?

2. Механизмы каких измерительных систем и почему используются в самопишущих приборах?

3. Начертите структурную схему регистрирующего прибора и поясните её.

4. Перечислите методы регистрации.

5. Назовите виды диаграммных лент.

6. Перечислите основные узлы светолучевого осциллографа, его достоинства и недостатки.

3.2.5 Цифровые измерительные приборы

Общие свойства цифровых приборов. Принцип действия и основные свойства цифровых приборов для измерения частоты и интервалов времени. Цифровые вольтметры постоянного и переменного токов. Принцип действия. Основные технические характеристики. Цифровые омметры.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие приборы называются цифровыми?

2. Приведите структурную схему цифрового прибора.

3. В чем преимущество двоичной системы счисления перед десятичной?

4. Где в практике электроизмерений используются цифровые приборы?

3.3 Измерение электрических и магнитных величин

3.3.1 Измерение токов и напряжений

Методы измерения постоянных токов и напряжений. Методы измерения переменных токов и напряжений промышленной частоты. Особенности измерения токов напряжений повышенной и высокой частоты.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется методической погрешностью, и по какой причине она возникает?

2. Вы видите формулу методической погрешности, возникающей при включении в цепь амперметра.

3. Какие методы используются при измерениях больших токов и напряжений?

4. Как производится измерение переменных токов и напряжений промышленной частоты?

5. Как измеряют большие токи и напряжения?

6. Приборы каких систем применяются для измерения токов и напряжений высокой частоты?                                  

7. Каковы методы борьбы с электромагнитными помехами в измерительной цепи?

3.3.2 Измерение параметров электрических цепей

Общие сведения. Особенности измерения малых, средних и больших R постоянному току. Измерение сопротивлений посредством омметров, мегомметром, методом вольтметра и амперметра, одинарным и двойным мостом. Измерение сопротивления изоляции. Измерение сопротивления заземления. Измерение параметров катушек индуктивности и конденсаторов мостом переменного тока.

Вопросы для самоконтроля

1. Как сопротивления делятся по величине?

2. Каковы особенности измерения малых и больших сопротивлений?

3. Приведите две схемы измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра. Сравните их.

4. По каким двум схемам строятся омметры?

5. В чем отличие одинарного моста от двойного?

6. Как измерить сопротивление изоляции установок, не находящихся под напряжением?

7. Как измерить сопротивление изоляции установки, находящейся под рабочим напряжением?

8. Какими методами можно измерить индуктивность и емкость?

9. Выведите формулу условия равновесия моста переменного тока.

3.3.3 Измерение активной мощности и энергии

Измерение мощности в цепях постоянного тока. Методы измерения активной мощности в однофазных и трехфазных цепях. Измерение активной мощности в четырехпроходной трехфазной цепи. Трехэлементный ваттметр.

Устройство и принцип действия счетчиков электрической энергии индукционной системы. Погрешности. Схемы включения счетчиков в цепь переменного тока. Измерение активной энергии в трехфазной цепи. Двухэлементный и трехэлементный счетчики. Измерение реактивной энергии в трехфазной цепи.

Вопросы для самоконтроля

1. Как определяется цена давления ваттметра с условной шкалой?

2. Приведите две схемы включения амперметра и вольтметра для измерения мощности постоянного тока.

3. Приведите схемы включения ваттметра в трехфазную трехпроводную и четырехпроводную цепь при симметричной нагрузке.

4. Как устроен двух- и трехэлементный ваттметры? Приведите схемы их включения.

5. Докажите, что с помощью двух однофазных ваттметров можно измерить мощность в цепи 3-х фазного тока.

6. Докажите, что с помощью ваттметров можно измерить реактивную мощность в 3-х фазной цепи.                                                

7. Какова конструкция и принцип действия индукционного счетчика?

8. Приведите схему включения однофазного счетчика.

9. В чем состоит явление самохода счетчика и как оно устраняется?

10. Что понимают под чувствительностью счетчика?

11. Что такое трехфазный счетчик? Начертите схемы включения двух- и трехэлементного счетчика активной энергии.

3.3.4 Измерение коэффициентов мощности, угла сдвига фаз, частоты

Электрические схемы, характеристики, область применения электромеханических приборов для измерения коэффициента мощности, угла сдвига фаз и частоты. Осциллографические методы измерения частоты и сдвига фаз.

Вопросы для самоконтроля

1. Как косвенно измерить коэффициент мощности?

2. Каково устройство и принцип действия электродинамического фазометра?

3. Поясните электрическую схему трехфазного электродинамического фазометра.

4. Как устроен электродинамический частотомер?

5. Как с помощью электронного осциллографа измеряют частоту и сдвиг фаз? От чего зависит точность измерения?

3.3.5 Измерение магнитных величин

Методы измерения магнитной индукции, магнитного потока и напряженности магнитного поля в воздухе. Основные характеристики магнитных материалов.

Методы определения статических и динамических характеристик магнитных материалов. Методы измерения потерь стали.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные магнитные величины и единицы их измерения.

2. Как измеряется магнитный поток с помощью веберметра?

3. Поясните ваттметровый метод определения потерь на перемагничивание?

4. Как разделить потери на гистерезис и вихревые токи?

3.4 Измерение неэлектрических величин

3.4.1 Общие сведения и характеристики первичных измерительных преобразователей

Классификация, структурные схемы и характеристики измерительных преобразователей неэлектрических величин.

Электромеханические преобразователи. Принцип действия, свойство и области применения резистивных, электромагнитных и электростатических преобразователей.

Тепловые преобразователи. Принцип действия, устройство, характеристики и термоэлектрических преобразователей.

Понятие об электрических преобразователях.

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы достоинства измерения неэлектрических величин электрическими методами?

2. Приведите упрощенные структурные схемы приборов для измерения неэлектрических величин.

3. Приведите классификацию измерительных преобразователей.

3.4.2 Электрические и тепловые преобразователи

Принцип действия и области применения резистивных, электромагнитных и электрических преобразователей неэлектрических величин в электрические.

Принцип действия, конструкция и области применения термоэлектрических преобразователей и электрических термометров сопротивления.

Особенности конструкции вторичных приборов.

3.5 Методические указания по выполнению контрольной работы.

Учебным планом предусмотрено выполнение одной контрольной работы. Задание на контрольную работу даны в 10 вариантах, каждый из которых включает 3 вопроса и 1 задание.

Номер варианта выбирается по последней цифре личного шифра студента.

Выполнение контрольной работы требует продуманного ответа на вопросы. Материал для ответа выбирают из рекомендуемой литературы. На все пункты каждого вопроса следует отвечать полностью. Не следует писать общие положения и второстепенный материал, не имеющий прямого отношения к вопросам. Ответ необходимо ограничивать рамками задания.

Ответ на каждый вопрос или решения задачи должны начинаться с правильно сформулированного условия и с нового листа.

Графики и рисунки необходимо выполнять карандашом с соблюдением правил черчения, ЕСКД  и общепринятых обозначений.

В тетради необходимо оставить поля и место в конце для заметок и заключения рецензента.

В конце работы следует привести список используемой литературы.

К экзамену по дисциплине допускаются студенты, имеющие зачтенную контрольную работу.  

3.6 Варианты контрольных работ

Вариант 1

Дать ответы на вопросы:

1. Дать определение и классификацию измерений, методов и средств измерений.

2. Укажите типы, назначение измерительных преобразователей неэлектрических величин, и показать их структурную схему.

3. Изобразите схемы для измерений малых сопротивлений методом амперметра-вольтметра. Опишите работу схемы.

Решите задачу:

Выведите формулы для расчета сопротивлений резисторов ;  и  многопредельного шунта, для расширения пределов измерения

магнитоэлектрического микроамперметра (см. схему на рис. 1) с током полного отклонения  и внутренним сопротивлением . Новые пределы измерения токов: ,  и . Рассчитайте  значение сопротивлений шунтирующих резисторов ;  и . Исходные данные для расчета приведены в таблице 1. Сопротивление  примите равным 200 Ом. Определите цену деления С, чувствительность приборов S на каждом пределе измерения.  

Рис. 1 «Схема для расширения пределов измерения»

Таблица 1  

Вариант 2

Дать ответы на вопросы:

1. Перечислите единицы физических величин.

2. Каково назначение, устройство, режим работы и применение измерительного трансформатора тока?

3. Изобразите схему для измерений больших сопротивлений методом амперметра и вольтметра.

Решите задачу:

Определить сопротивления шунтирующего и добавочного резисторов, которые необходимо подключить к магнитоэлектрическому миллиамперметру с током полного отклонения . Внутренним сопротивлением  и числом деления шкалы а, чтобы измерить ток I и напряжение U. Вычислите постоянные амперметра и вольтметра, а также чувствительности. Данные для расчета в таблице 2.

Таблица 2

Дать ответы на вопросы:

1. Опишите погрешности измерений. Что такое класс точности?

2. Какие способы существуют для измерения коэффициента мощности (cos y). Какими приборами производится это измерение?

3. Изобразите схемы включения ваттметра в трехфазную трехпроводную цепь. Опишите работу схемы.

Решите задачу:

Определить значения сопротивлений добавочных резисторов ,…, в цепи многопредельного магнитоэлектрического вольтметра (см. схему на рис. 2), который предназначен для измерения напряжения в четырех диапазонах с верхними пределами =30 В, =50 В, =100 В и =200 В, если ток полного отклонения рамки измерительного механизма вольтметра равен (10+N) мА., а сопротивление рамки (400+10N) Ом. Чему равна мощность , потребляемая вольтметром на указанных пределах?

Рис. 2 «Схема многопредельного вольтметра»

Вариант 4

Дать ответы на вопросы:

1. Каковы правила и формы представления результатов измерений?

2. Как классифицируются измерительные приборы по различным признакам?

3. Изобразите схему включения ваттметра в однородную цепь переменного тока и векторную диаграмму. Опишите работу схемы.

Решите задачу:

Косвенное измерение сопротивления резистора  производится потенциометрическим методом. При этом значение сопротивления рассчитывается по соотношению: =, где  – сопротивление последовательно включенной с резистором  образцовой катушки сопротивления;  и  - падения напряжений на  и , измеренные цифровым вольтметром (см. схему на рис. 3). Определите сопротивление  и значение его допускаемого отклонения. Необходимые данные для расчета приведены в таблице 3.

Рис. 3 «Схема включения измеряемого резистора  и образцовой катушки сопротивления »

Таблица 3

Рассмотрим пример оценки результата косвенного измерения сопротивления , при следующих исходных данных: =819,5 мВ, =782,6 мВ, =1000 Ом, класс точности катушки сопротивления 0,02, класс точности прибора 0,06/0,02, а верхние значение диапазона его измерения =10 В.  Для решения задачи необходимо, прежде всего, определить сопротивление  по соотношению:  ==1000·819,5/782,6=1047,15 Ом.

Вариант 5

Дать ответы на вопросы:

1. Дайте характеристику электроизмерительных приборов.

2. Укажите способы расширения пределов измерения у амперметров и вольтметров магнитоэлектрической системы.

3. Изобразите схему включения ваттметра в однородную цепь переменного тока с использованием измерительного трансформатора тока. Опишите работу схемы.

Решите задачу:

Определите основные метрологические характеристики приборов, используя амперметры и вольтметры электромагнитных и магнитоэлектрических систем (см. рис. 4). Полученные данные заполнить в таблицу 4.

- определить номинальное значение тока;
- определить класс точности прибора;
- определить внутреннее сопротивление;
- определить цену деления;
- определить чувствительность;
- определить падение напряжения на приборах;
- определить мощность, потребляемую прибором;

- определить диапазон измерения тока;

- определить частотный диапазон.

Рис. 4 «Изображение шкал двух электромеханических приборов»

Таблица 4

Вариант 6

Дать ответы на вопросы:

1.Поясните методы поверки (калибровки) средств измерений. Государственные и локальные поверочные  схемы.

2. Цифровые измерительные приборы. Структурные схемы ЦИП. Классификации ЦИП.

3. Опишите работу однофазных индукционного счетчика. Основные характеристики счетчика.

Решите задачу:

Определите паспортные характеристики мультиметра Ц4353 (см. рис. 5), используя данные в таблице 5.

- определить диапазон измерений силы постоянного и переменного токов;
- определить диапазон измерений сопротивления резисторов;
- определить цену деления и чувствительность по напряжению постоянного тока;
- определить погрешности измерения.

Рис. 5 «Изображение лицевой панели мультиметра Ц4353»

Таблица 5

Вариант 7

Дать ответы на вопросы:

1. Дайте характеристику магнитоэлектрической системы. Какую роль в измерении играют шунты и добавочные резисторы?

2. Опишите работу электронно-лучевого осциллографа. Устройство  электронно-лучевой трубки.

3. Изобразите схемы включения 3-х фазного счетчика. Опишите работу схемы. Относительная погрешность счетчика.

Решите задачу:

Электромагнитные вольтметр V и амперметры  и , включённые в схему (см. рис. 6), дали соответственно показания: U=(50+N) B, =(2+0,1N) A и =(1+0,1N) A

при частоте питающего напряжения f, равной 0,5 кГц. При какой частоте f показания амперметров будут одинаковы? Что покажет амплитудный вольтметр, включенный вместо электромагнитного вольтметра и каковы будут показания магнитоэлектрического амперметра, включённого вместо электромагнитного амперметра ?

Рис. 6 «Схема включения приборов»

Вариант 8

Дать ответы на вопросы:

1. Опишите работу электродинамической и ферродинамической системы. Амперметры и вольтметры электродинамической и ферродинамической систем.

2. Изложите методы измерения постоянных токов и напряжении. Изобразите схему влияния амперметра на измеряемый ток.

3. Изобразите электрическую схему прибора для измерения фазового сдвига. Вращающий момент электродинамического фазометра.

Решите задачу:

Определите паспортные характеристики устройства электронного вольтметра В3-40 (см. рис. 7).

- провести полное название прибора;
- определить диапазон измерения напряжений;
- определить чувствительность вольтметра;
- определить частотный диапазон;
- определить действительную относительную погрешность напряжений 1,5 В, частотой 100 кГц;
- определить измеряемый параметр.

Рис. 7 «Изображение шкалы (а) и лицевой панели (б) вольтметра В3-40»

Вариант 9

Дать ответы на вопросы:

1. Опишите работу механизма электромагнитной системы. Вращающий и противодействующий моменты.

2. Изложите методы измерения переменных токов и напряжений промышленной частоты. Изобразите схему двух полупериодного выпрямителя с трансформатором.

3. Изобразите и опишите структурную схему электронного фазометр - прибора для определения фазового сдвига.

Решите задачу:

Определить абсолютную, относительную и действительную погрешности измерения, а так же абсолютную погрешность прибора. Сравните наибольшую допустимую погрешность измерения, сделать вывод о целесообразности использования прибора указанной точности.

1. Измеряемая величина – I

2. Верхний предел измерений – 5 А

3. Класс точности – 2,5

4. Действительно значение – 4 А

5. Измерительное значение – 3,5 А

Вариант 10

Дать ответы на вопросы:

1. Опишите работу электростатических механизмов и областях их применения.

2. Изложите основные методы и средств измерения сопротивления электрической цепи постоянному току. Изобразите схему соединения при измерении сопротивления короткого проводника.

3. Изобразите и опишите структурную схему цифрового фазометра. Длина импульсов,  длительность одного цикла, количество счетных импульса дать определения.

Решите задачу:

Рассчитайте измеритель с линейным реостатным преобразователем на

диапазон 0÷l мм (см. рис. 8). В качестве измерительного прибора используется магнитоэлектрический вольтметр с внутренним сопротивлением . Исходные данные для расчёта приведены в таблицу 6, где приняты следующие обозначения:  – напряжение питания измерителя; b – толщина пластинчатого каркаса;  – допускаемая погрешность нелинейности. Полное сопротивление преобразователя  определяется по формуле (2,1–0,1) кОм. В качестве провода, наматываемого на каркас, выбран константан (удельное сопротивление ρ = 0,5 Ом/м). Допускаемую плотность тока в обмотке примите равной 2. Сопротивление  равно 1 кОм.

Рис. 8 «Принципиальная схема измерителя перемещения с реостатным преобразователем»

Таблица 6

3.7 Примерные экзаменационные вопросы

1. Классификация измерений, методов и средств измерений.

Сравнительная характеристика различных методов измерений.

2. Виды погрешностей. Погрешности прямых и косвенных измерений.

3. Чем обусловлены погрешности при измерениях? Как устранить влияние систематических погрешностей на результат измерения?

Методические погрешности.

4. Меры основных электрических величин.

5. Классификация приборов по различным признакам.

6. Детали устройства электроизмерительных приборов.

7. Механизм успокоения подвижной части прибора. Виды успокоителей.

8. Виды шкал электроизмерительных приборов и виды стрелок.

9. Устройство ИМ магнитоэлектрической системы.

10. Устройство ИМ электромагнитной системы. Электромагнитные логометры.

11. Устройство ИМ электродинамической и ферродинамической систем.

12. Устройство индукционного ИМ. Применение в электросчетчиках электрической энергии.

13. Устройство ИМ электростатической системы. Защита от влияния внешних электрических полей.

14. Приборы сравнения: мосты постоянного и переменного токов.

Электроизмерительные потенциалометры.

15. Схема включения амперметра с многопредельным шунтом.

Назначение шунта. Устройство шунтом, их характеристики.

16. Что такое коэффициент шунтирования? Вывести формулу сопротивления шунта.

17. Назначение добавочных резисторов. Вывести формулу сопротивления добавочных резисторов.

18. Начертите схему многопредельного вольтметра. Конструкция и виды добавочных резисторов.

19. Назначение измерительных трансформаторов. Опишите конструкции трансформаторов тока и напряжения.

20. Начертите схему включения трансформатора тока. Какие данные указываются на паспорте трансформатора тока?

21. Начертите схему включения трансформатора напряжения. Какие данные указываются на щитке трансформатора напряжения?

22. Как осуществляется поверка трансформаторов тока?

23. Методика поверки технического вольтметра.

24. Методика проверки технического амперметра.

25. Применение одинарного моста постоянного тока для измерения малых и средних сопротивлений.

26. Общие сведения о регистрирующих приборах. Методы регистраций в самопишущих приборах.

27. Классификация электронных измерительных приборов. Электронные вольтметры. Блок-схемы электронных вольтметров. Достоинства и недостатки этих приборов.

28. Электроннолучевые осциллографы. Устройства и основные элементы ЭЛТ.

29. Общие сведения о цифровых приборах. Классификация ЦИП по виду измеряемой величины.

30. Особенности измерения малых токов и напряжений. Определить методическую погрешность при измерении тока.

 31. Измерение средних и больших тока. Сравнение различных систем ИМ.

32. Мгновенное, действующее и среднее значение переменного тока.

Коэффициенты амплитуды и формы.

33. Измерение малых  сопротивлений методом амперметра и вольтметра.

34. Измерение средних сопротивлений. Две схемы включения амперметров  и вольтметров.

35. Измерение сопротивлений методом одного вольтметра.

36. Омметры. Устройство и особенности однорамочных омметров и омметров с логометром. Применение омметров.

37. Измерение сопротивления изоляции установок не находящихся под напряжением.

38. Измерение сопротивления изоляции установки, находящейся под рабочим напряжением в двух и трехпроводных сетях.

39. Определение места повреждения изоляции линии методом петли.

40. Общие вопросы измерения сопротивления заземления.

41. Измерение сопротивления заземления методом амперметра и вольтметра.

42. Измерение сопротивления заземления при помощи логометров (МС-08).

43. Схемы замещения емкости и индуктивности.

44. Измерение индуктивности на переменном токе (методом амперметра и вольтметра, и методом ваттметра).

45. Измерение емкости на переменном токе (методом амперметра и  вольтметра, и методом ваттметра).

46. Измерение емкости с помощью баллистического гальванометра и с помощью микрофарадометров.

47. Измерение C и L с помощью мостов переменного тока. Условия равновесия моста переменного тока.

48. Схема для измерения емкости конденсатора с малыми потерями.

49. Схема измерения емкости конденсатора с большими потерями.

50. Измерение мощности постоянного тока с помощью амперметра и вольтметра.

51. Ваттметры электродинамической и ферродинамической системы.

Устройство, погрешности, схемы включения.

52. Измерение мощности однофазного переменного тока. Использование измерительных трансформаторов.

53. Измерение активной мощности в трехфазных сетях переменного тока.

54. Измерение реактивной мощности в трехфазных цепях.

55. Устройство однофазного счетчика активной энергии индукционной системы. Схемы включения счетчика.

56. Измерение активной и  реактивной энергии в трехфазных цепях.

Принцип действия и устройство индукционного трехфазного счетчика.

57. Устройство и принцип действия фазометра электродинамической системы.

58. Устройство и принцип действия электродинамических, ферродинамических и электромагнитных частотомеров.

59. Измерение неэлектрических величин электрическими методами. Виды и принцип действия параметрических преобразователей.

Литература

Основная:

1. Хромоин П.К. Электротехнические измерения : учебное пособие /  П.К. Хромоин. – 2-е изд., испр. И доп. – М. : ФОРУМ, 2011. – 288 с. : ил. – (Профессиональное образование).

2. Хрусталева З.А. Электротехнические измерения. Задачи и упражнения: учебное пособие / З.А. Хрусталева. – М. : КНОРУС, 2011. – 256с. – (Среднее профессиональное образование).

3. Панфилов В.А. Электрические измерения: Учебник для сред. проф. образования  / Панфилов Владимир Александрович. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 288 с.

4. Хрусталева З.А. Электротехнические измерения : учебник  / З.А. Хрусталев. – М.: КНОРУС, 2011. – 208 с. – (Среднее профессиональное образование).

Дополнительная:

1. Фуфаева Л.И.

 Сборник практических задач по электротехнике : учеб. пособие для студ. сред. проф. образования  / Л.И. Фуфаева. –    М.: Издательский центр «Академия» , 2010. – 288с.

2. Фуфаева Л.И

 Электротехника : учебник для студ. сред. проф. образования / Л.И. Фуфаева. –  М.: Издательский центр «Академия»,

2009. – 384с.

3. Интернет источники:
1. Портал разработчиков электроники – http://electronix.ru .
2. Техническая литература – http://avr.ru/books.html.
3.Журнал «Радиолюбитель» - http:// radioliga.com/.
4. Емельянов А.В. Расчет погрешностей электротехнических измерений: Методические указания – http:/window.edu.ru/library/pdf2txt/154/61154/30867.
5. Хавроничев С.В. Электрические измерения. Лабораторный практикум – http:/window.edu.ru/library/pdf2txt/785/45785/22403.