3.2.1 Đo dòng điện.
Đo dòng điện trong mạch một chiều hoặc xoay chiều các ampe được mắc nối tiếp với mạch cần đo, ngoài các sai số đã trình bày phép đo còn mắc phải sai số
phương pháp, sai số này phụ thuộc vào công suất tiêu thụ của dụng cụ đo được sử dụng trong phép đo.
Để tránh sai số do phương 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 thường 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 lưu, các ampemét chỉ thị số.
3.2.2 Đo điện áp.
Phương 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 lượng 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 lưu để đo trong mạch xoay chiều.
1. Phương pháp đo trực tiếp.
Khi đo điện áp theo phương pháp trực tiếp thường sử dụng các dụng cụ đo kiểu tương tự, khi điện áp cần đo trong một giới hạn mắc theo sơ đồ hình 3.3a. Điện áp cần đo được xác định:
Ux = k * Uv (3.1) Trong đó:
Ux - Điện áp cần đo.
Uv - Là hệ số máy biến áp đo lường. k – Là hệ số mở rộng thang đo. V U E a, b, Vn V V
Đo điện áp trong mạch xoay chiều có giá trị lớn dùng máy biến áp đo lường theo sơ đồ hình 3-2b.
Điện áp đo được xác định:
Ux = k * Uv (3-2) Với k- Là hệ số máy biến áp đo lường.
2. Đo điện áp theo phương pháp so sánh.
Là phương pháp sử dụng điện áp mẫu để so sánh với điện áp cần đo, dụng cụ thỉ thị là loại chỉ thị không tương tự hoặc kiểu số. Đây là phương pháp có độ chính xác cao thường được 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 phương pháp so sánh, đều có cùng một nguyên lý song chỉ khác nhau phương pháp thiết lập điện áp mẫu của phép đo. Hình 3.3b giới thiệu đo điện áp theo phương pháp chỉ thị kiểu số.
Hình 3.3. Sơ đồ phương 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 được giữ cố định trong suốt thời gian
a, V Uv Zt Ux Io Uo Rk Uk Rđc A Ux CT số b,
tiến hành đo, sau đó điều chỉnh con trượt 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.
1. Phương 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 thường 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. * * I U W zt
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.
Hình 3-5. Sơ đồ 3 Watmet đo công suất mạch 3 pha. Công suất toàn mạch:
Pt = P1 + P2 + P3 (3-5)
2. Phương pháp đo gián tiếp.
Đo gián tiếp được 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.
w w w * * * * * * Chiềunăng năng năng
lượng Chiêunlượng ăng
* * * * * * * w w w R S T N U W * * A cosϕ * * Zt
Hình 3-6 Phương 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.
Trong mạch xoay chiều:
P = U*I* cosϕ (W) (3-7)
3.2.4 Đo năng lượng.
1. Phương pháp đo gián tiếp.
Đo năng lượng theo phương 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 Phương pháp đo gián tiếp năng lượng. Năng lượng tiêu thụ trong mạch được 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 được tính bằng giờ (h)
2. Phương pháp đo trực tiếp. A * * W * * U cosϕ Phụ tải V
Đề tài: Xây dựng và đánh giá một số dụng cụ kỹ thuật đo lường Đo năng lượng trực tiếp trong mạch sử dụng công tơ 1 pha hoặc 3 pha mắc theo
sơ đồ hình 3-8. Kết quả được đọc trực tiếp.
Hình 3-8 Phương pháp đo trực tiếp năng lượng.
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 * *
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 lường ứng dụng thực nghiệm.
3.3.1 Đối tượng thí nghiệm.
1. Ampemet và vônmet một chiều.
Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm được ghi trong bảng 3.1.
Bảng 3-1 STT Tên dụng cụ Loại Ký hiệu Thang đo Cấp chính
xác
Số lượng Công tơ 3 pha
O C B A A B C O C ’B’A’ watmet 3 pha A V Zt
1 Ampemet M367T2 Từ điện 0 ÷ 1A 1,5 1 2 Ampemet mẫu M45MT3 Từ điện 0 ÷ 30mA 1,0 1 3 Vônmet M367T2 Từ điện 0 ÷ 15mA 1,5 1 4 Vônmet mẫu M366T-
Π2
Từ điện 0 ÷ 30mA 1,0 1
Số liệu đo được khi thí nghiệm và kết quả tính toán ghi vào bảng 3-2. Kết quả trong cột tính toán được xác định theo các công thức:
Sai số tuyệt đối:
ΔX = | X –Xth | (3-11) Trong đó:
X - Là giá trị đo được. Xth – Là giá trị thực (mẫu) Sai số tương đối:
γ = *100
th X
X
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 tương
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 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 lượng
1 Ampemet Điện từ ∋378T 0÷5A 1,5 1
2 Ampemet mẫu Điện từ 3514T4- 1
0÷100A 0,5 1
3 Vônmet Điện từ 1T1-VT 0÷250 1,5 1
4 Vônmet mẫu Điện từ DT96 0÷450 0,5 1
4 bóng đèn loại 220-60w
1 biến áp tự ngẫu: Điện áp vào 220v Điện áp ra 0÷250v
Số liệu đo và tính toán bảng 3-3. Công thức tính trong bảng:
Sai số tương đối: γx = *100 th X X Δ Trong đó:
X – Là giá trị thực trên dụng cụ đo. Xth – Là giá trị thực trên dụng cụ mẫu. ΔX – Là sai số tuyệt đối.
γx – Là sai số tương 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 tương
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
1 25 170 12 150 52 11,8 13 20 2 70 140 25 135 64,3 3,5 45 5 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 lượng
1 Ampemet xc Điện từ ∋378T 0÷20A 1,5 1 2 Vônmet xc Điện từ 1T1-VT 0÷250V 1,5 1 3 Watmet Sắt điện động Π539T 0÷150 Vạch 0,5 1
Biến áp tự ngẫu: Điện áp vào 220V Điện áp ra 0÷250V Công suất 2000VA
3 công tơ một pha sản xuất tại Việt Nam EMIC.
Số liệu đo và tính toán trong bảng 3-5.
Số liệu trong cột tính toán được tính theo công thức: Hằng số công tơ: Cd = t P N t I U N 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 được 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 lượng 1 Ampemet xc Điện từ ∋378T 0÷250V 1,5 1 2 Vônmet xc Điện từ 1T1-VT 0÷5A 1,5 1 3 Watmet3pha Sắt điện động Π539T 04.1 0÷2kw 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:
ΔΥ 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 được 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 0,53 5 220 1,4 0,76 0,73 4 970 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 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 được xác định theo công thức: Hằng số công tơ: Cd = t P N pha* 3
Sai số công tơ: δ% = *100 d d N C C C − 3.3.2. Đánh giá phương pháp đo.
Phương pháp đo trực tiếp ít gặp phải sai số lớn do dụng cụ do có độ chín xác cao(0.1%).
Phương pháp đo gián tiếp thường 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 phương pháp gán tiếp cồng kềnh, không đơn giản, thao tác phức tạp so với phương pháp đo trực tiếp.