3.2.1 Đo dòng điện.
Đo dòng điện trong mạch một chiều hoặc xoay chiều các ampe đợc mắc nối tiếp với mạch cần đo, ngoài các sai số đã trình bày phép đo còn mắc phải sai số phơng pháp, sai số này phụ thuộc vào công suất tiêu thụ của dụng cụ đo đợc sử dụng trong phép đo.
Để tránh sai số do phơng pháp nên sử dụng các ampe có công suất tiêu thụ càng nhỏ càng tốt.
Sơ đồ thí nghiệm hình3.1.
Hình 3-1 Sơ đồ xác định sai số của dụng cụ đo a, Sơ đồ đánh giá ampemet 1 chiều.
b, Sơ đồ đánh giá ampemet xoay chiều.
c, Sơ đồ xác định công suất tiêu thụ của mạch một chiều. d, Sơ đồ xác định công suất tiêu thụ của mạch xoay chiều.
Dụng cụ để đo dòng một chiều thờng là các ampe mét từ điện hoặc điện từ. Đo dòng điện trong mạch xoay chiều sử dụng dụng cụ ampemét kiêur Điện từ, Điện động, sắt điện động hoặc các ampemét từ điện có chỉnh lu, các ampemét chỉ thị số.
3.2.2 Đo điện áp.
Phơng pháp chung đo điện áp trong mạch điện là sử dụng các vôn mét mắc song song với phụ tải cần đo, kết quả đo sẽ mắc phải sai số do sự tiêu hao năng lợng ở trong mạch của dụng cụ (hình 3-2)
Hình 3-2 Sơ đồ đo điện áp bằng vôn mét.
a, Đo điện áp mạch một chiều; b, Đo điện áp mạch xoay chiều
Dụng cụ dùng đo điện áp là nhữnh vôn mét kiểu từ điện để đo trong mạch một chiều hoặc điện từ, điện động và từ điện có trong chỉnh lu để đo trong mạch xoay chiều.
1. Phơng pháp đo trực tiếp.
Khi đo điện áp theo phơng pháp trực tiếp thờng sử dụng các dụng cụ đo kiểu tơng tự, khi điện áp cần đo trong một giới hạn mắc theo sơ đồ hình 3.3a. Điện áp cần đo đợc xác định:
Ux = k * Uv (3.1)
Trong đó:
Ux - Điện áp cần đo.
Uv - Là hệ số máy biến áp đo lờng. k – Là hệ số mở rộng thang đo.
Đo điện áp trong mạch xoay chiều có giá trị lớn dùng máy biến áp đo lờng theo sơ đồ hình 3-2b. Điện áp đo đợc xác định: V U E a, b, Vn V n V
Ux = k * Uv (3-2) Với k- Là hệ số máy biến áp đo lờng.
2. Đo điện áp theo phơng pháp so sánh.
Là phơng pháp sử dụng điện áp mẫu để so sánh với điện áp cần đo, dụng cụ thỉ thị là loại chỉ thị không tơng tự hoặc kiểu số. Đây là phơng pháp có độ chính xác cao thờng đợc sử sụng nhiều nhất là trong hiệu chuẩn các thiết bị hoặc trong dẫn suất chuẩn.
Có nhiều thiết bị và dụng cụ đo sử dụng phơng pháp so sánh, đều có cùng một nguyên lý song chỉ khác nhau phơng pháp thiết lập điện áp mẫu của phép đo. Hình 3.3b giới thiệu đo điện áp theo phơng pháp chỉ thị kiểu số.
Hình 3.3. Sơ đồ phơng pháp đo điện
a, Sơ đò đo trực tiếp; b, Sơ đò đo theo kiểu so sánh
Khi điện áp nhỏ hơn hoăc xấp xĩ bằng điện áp mẫu Uo, sử dụng biến trở Rđc để xác định dòng ban đầu của mạch so sánh và đợc giữ cố định trong suốt thời gian tiến hành đo, sau đó điều chỉnh con trợt của điện trở Rk tới khi chỉ thị số chỉ zêro thì quá trình đo kết thúc, khi đó:
Ux = Uk = Io*Rk (3-3)
3.2.3 Đo công suất.
a, V Uv Zt Ux Io Uo Rk Uk Rđc A Ux CT số b,
1. Phơng pháp đo trực tiếp.
Đo trực tiếp công suất trong mạch một chiều và xoay chiều sử dụngWátmét điện động hoặc sắt điện động với tần số trong mạch đo là tần số công nghiệp hoặc cao hơn.
Với Watmet điện động có thể chính xác 0,1%.
Để đo công suất tiêu thụ trong mạch một chiều hoặc xoay chiều một pha thờng sử dụng watmet mắc theo sơ đồ hình 3-4.
Hình 3-4 Sơ đồ nối Watmet trong mạch một pha Công suất tác dụng trong mạch.
Pt =k * α (3-4) Trong đó:
k – Là hệ số thang đo W/ vạch. α - Số chỉ của dụng cụ hay thiết bị đo
Với mạch 3 pha có thể dùng 3 Watmet một pha mắc theo sơ đồ hình 3.5.
w w w * * * * * *
Chiềunăng năng năng
lượng Chiêunănglượng
* * * * * * * w w w R S T N * * I U W zt
Hình 3-5. Sơ đồ 3 Watmet đo công suất mạch 3 pha. Công suất toàn mạch:
Pt = P1 + P2 + P3
(3-5)
2. Phơng pháp đo gián tiếp.
Đo gián tiếp đợc thực hiện nhờ các dụng cụ vônmét, ampemet và cosϕmet, sai số của phép đo bằng tổng các sai số của dụng cụ. Đối với mạch một chiều bằng tổng sai số của vônmet và ampemet, còn đối với mạch xoay chiều cần kể thêm sai số của Fazomet. Sơ đồ phối hợp các dụng cụ đo theo hình 3.6.
Hình 3-6 Phơng pháp đo gián tiếp công suất Công suất trong mạch một chiều:
P = U*I (W) (3-6)Mạch đo không cần dụng cụ đo hệ số công suất. Mạch đo không cần dụng cụ đo hệ số công suất.
U W* * A cosϕ* * Zt
Trong mạch xoay chiều:
P = U*I* cosϕ (W) (3-7)
3.2.4 Đo năng lợng.
1. Phơng pháp đo gián tiếp.
Đo năng lợng theo phơng pháp gián tiếp trong mạch một pha hay 3 pha đối xứng sử dụng vôn met, ampemet và đồng hồ đo thời gian để xác định theo sơ đồ hình 3.7.
Hình 3-7 Phơng pháp đo gián tiếp năng lợng. Năng lợng tiêu thụ trong mạch đợc xác định:
Với mạch 1 pha: A = P*T (Wh) (3-8)
Với mạch 3 pha: A= 3*A (Wh) (3-9)
Trong đó:
P – Là công suất tiêu thụ trong mạch (W)
t – thời gian công suất tiêu thụ đợc tính bằng giờ (h)
2. Phơng pháp đo trực tiếp.
Đo năng lợng trực tiếp trong mạch sử dụng công tơ 1 pha hoặc 3 pha mắc theo sơ đồ hình 3-8. Kết quả đợc đọc trực tiếp.
A * * W * * U cosϕ Phụ tải V
Hình 3-8 Phơng pháp đo trực tiếp năng lợng.
3.2.5 Kiểm tra công tơ. 1. Công tơ 1 pha.
Để kiểm tra công tơ một pha ta mắc sơ đồ theo hình 3.9.
Wh Phụ tải Wh Wh R S T R S T N U V w Wh A L1 L2 TI * *
Hình 3-9 Sơ đồ kiểm tra công tơ 1 pha.
2. Công tơ 3 pha.
Mắc theo sơ đồ hình 3-10.
Hình 3-10 Sơ đồ kiểm tra công tơ 3 pha.
3.3.Đo lờng ứng dụng thực nghiệm.
3.3.1 Đối tợng thí nghiệm.
1. Ampemet và vônmet một chiều.
Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm đợc ghi trong bảng 3.1.
Bảng 3-1
STT Tên dụng cụ Loại Ký hiệu Thang đo Cấp chính xác
Số lợng
1 Ampemet M367T2 Từ điện 0 ữ 1A 1,5 1
2 Ampemet mẫu M45MT3 Từ điện 0 ữ 30mA 1,0 1
3 Vônmet M367T2 Từ điện 0 ữ 15mA 1,5 1
4 Vônmet mẫu M366T- Từ điện 0 ữ 30mA 1,0 1
Công tơ 3 pha
O C B A A B C O C’B’A’ watmet 3 pha A V Zt
Π2
Số liệu đo đợc khi thí nghiệm và kết quả tính toán ghi vào bảng 3-2. Kết quả trong cột tính toán đợc xác định theo các công thức:
Sai số tuyệt đối:
∆X = | X –Xth | (3-11)
Trong đó:
X - Là giá trị đo đợc. Xth – Là giá trị thực (mẫu) Sai số tơng đối:
γ = *100 th X X ∆ (3-12)
Bảng 3-2.
Lần
đo Ampemet, A
Kết quả đo trên dụng cụ mẫu và dụng
cụ đo Kết quả tính toán
Dụng cụ mẫu Dụng cụ đo Sai số tơng đối Sai số tuyệt đối Tăng
tải
Giảm tải
Tăng
tải Giảm tải
Tăng tải
Giảm tải
Tăng
tải Giảm tải
1 0,018 0,03 0,02 0,035 11,1 16,7 0,002 0,005 2 0,021 0,02 0,025 0,025 19,0 4 25 0,004 0,005 3 0,03 0,018 0,035 0,02 16,7 11,1 0,005 0,002 4 0,038 0,014 0,04 0,018 5,26 28,6 0,002 0,004 Vônmet, V 1 12,5 37,5 12 38 4 1,3 0,5 0,5 2 25 31,25 25 31 0 0,8 0 0,25 3 37,5 25 38 25 1,3 0 0,5 0 4 41,25 18,75 40 19 3 4 1,25 0,75
2. Ampemet và vônmet xoay chiều.
Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm bảng 3-3.
Bảng 3-3.
STT Tên dụng cụ Loại Ký hiệu Thang đo Cấp chinh xác
Số lợng
1 Ampemet Điện từ ∋378T 0ữ5A 1,5 1
2 Ampemet mẫu Điện từ 3514T4-1 0ữ100A 0,5 1
3 Vônmet Điện từ 1T1-VT 0ữ250 1,5 1
4 Vônmet mẫu Điện từ DT96 0ữ450 0,5 1
4 bóng đèn loại 220-60w
1 biến áp tự ngẫu: Điện áp vào 220v Điện áp ra 0ữ250v Số liệu đo và tính toán bảng 3-3. Công thức tính trong bảng:
Sai số tuyệt đối: ∆X= X - Xth
Sai số tơng đối: γx = *100
th
XX X
∆Trong đó: Trong đó:
X – Là giá trị thực trên dụng cụ đo.
Xth – Là giá trị thực trên dụng cụ mẫu. ∆X – Là sai số tuyệt đối.
γx – Là sai số tơng đối.
Bảng 3-4.
Lần đo
Ampemet, A Kết quả đo trên dụng cụ mẫu và dụng
cụ đo Kết quả tính toán
Dụng cụ mẫu Dụng cụ đo Sai số tơng đối Sai số tuyệt đối Tăng
tải
Giảm tải
Tăng
tải Giảm tải
Tăng tải
Giảm tải
Tăng
tải Giảm tải
1 0,22 0,65 0,25 0,6 13,6 10,7 0,03 0,07 2 0,38 0,55 0,42 0,6 10,5 9,1 0,04 0,05 3 0,45 0,48 0,48 0,56 6,67 16,7 0,03 0,08 4 0,68 0,35 0,75 0,45 10,3 28,5 0,07 0,1 Vônmet, V 1 25 170 12 150 52 11,8 13 20 2 70 140 25 135 64,3 3,5 45 5 3 120 80 115 50 4,16 37,5 5 30 4 180 0 155 0 13,9 0 25 0
3. Công tơ 1 pha.
Sơ đồ thí nghiệm hình 3-9.
Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm bảng 3-5.
Bảng 3-5.
STT Tên dụng cụ Loại Ký hiệu Thang đo Cấp chinh xác
Số lợng
1 Ampemet xc Điện từ ∋378T 0ữ20A 1,5 1
2 Vônmet xc Điện từ 1T1-VT 0ữ250V 1,5 1 3 Watmet Sắt điện động Π539T 0ữ150 Vạch 0,5 1
Biến áp tự ngẫu: Điện áp vào 220V
Điện áp ra 0ữ250V Công suất 2000VA 3 công tơ một pha sản xuất tại Việt Nam EMIC.
CN = 900 vòng/1kwh 220V 50Hz 5(20)A Số liệu đo và tính toán trong bảng 3-5.
Số liệu trong cột tính toán đợc tính theo công thức: Hằng số công tơ:
Cd =U NI t PN t
N
N* * = *
(3-13)
Sai số công tơ:
δ% = *100 d d N C C C − (3-14)
Bảng 3-6.
STT Số liệu đo đợc Số liệu tính toán
U(V) I(A) P(W) Cosϕ N(vòng) T (s) C(v/w.s) δ (%)
1 220 1,5 740 1 1 10 0,13. 10-3 0,92
2 220 2 850 1 1 6 0,20. 10-3 0,25
3 220 2,5 900 1 2 12 0,18. 10-3 0,38
4 220 3 950 1 8 40 0,21. 10-3 0,19
5 220 4 1080 1 10 45 0,20.10-3 0,25
4. Công tơ 3 pha.
Sơ đồ thí nghiệm hình 3-10.
Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm bảng 3-7.
Bảng 3-7.
STT Tên dụng cụ Loại Ký hiệu Thang đo Cấp chinh xác Số lợng 1 Ampemet xc Điện từ ∋378T 0ữ250V 1,5 1 2 Vônmet xc Điện từ 1T1-VT 0ữ5A 1,5 1 3 Watmet3pha Sắt điện động Π539T 04.1 0ữ2kw 1,5 1
1 công tơ 3 pha hãng Tokyô - Japan.
Thông số kỷ thuật: CN = 30 vòng/1kwh 220/380V 50(100)A
50 Hz.
1 công tơ3 pha hãng EMIC – Việt Nam.
Thông số kỷ thuật: CN = 450 vòng/1kwh 3*220/380V 3*5A 50Hz.
Tải là một động cơ 3 pha. Thông số kỹ thuật:
∆Υ 220/380V 2,8/1,6A Hiệu suất η = 14% P = 0,6 kw 2541v/p 50Hz
Cosϕ = 0,76
Số liệu thí nghiệm và kết quả tính toán trong bảng 3-8.
Bảng 3-8.
Công tơ hãng Tokyô - Japan Lần
đo
Số liệu đo đợc Số liệu tính toán
U(V) I (A) P (W) Cosϕ N (vòng) T (s) C (v/w.s) δ (%)
1 220 1,4 0,76 0,73 1 265 0,5.10-5 0,66
2 220 1,4 0,76 0,73 1 260 0,5. 10-5 0,66
3 220 1,4 0,76 0,73 2 510 0,51. 10-5 0,62
4 220 1,4 0,76 0,73 3 720 0,54. 10-5 0,53
5 220 1,4 0,76 0,73 4 970 0,54. 10-5 0,53
Công tơ hãng EMIC – Viêt Nam
1 2202 1,4 0,75 0,73 1 12 0,111.10-3 0,12
2 220 1,4 0,75 0,73 2 25 0,106. 10-3 0,18
3 220 1,4 0,75 0,73 5 62 0,107. 10-3 0,16
4 220 1,4 0,75 0,73 8 102 0,104. 10-3 0,2
5 220 1,4 0,75 0,73 10 110 0,121. 10-3 0,03
Kết quả tính trong bảng đợc xác định theo công thức: Hằng số công tơ:
Cd = P N t
pha*
3
Sai số công tơ: δ% = *100 d d N C C C −
3.3.2. Đánh giá phơng pháp đo.
Phơng pháp đo trực tiếp ít gặp phải sai số lớn do dụng cụ do có độ chín xác cao(0.1%).
Phơng pháp đo gián tiếp thờng gặp phải sai số lớn hơn do sai số trong phép đo bằng tổng sai số của ác dụng cụ đo.
Sơ đồ đo của phơng pháp gán tiếp cồng kềnh, không đơn giản, thao tác phức tạp so với phơng pháp đo trực tiếp.