5. MĚŘENÍ PROUDU, NAPĚTÍ a VÝKONU EL. PROUDU



Podobné dokumenty
5. MĚŘENÍ PROUDU, NAPĚTÍ a VÝKONU EL. PROUDU

6. MĚŘENÍ PROUDU A NAPĚTÍ

11. MĚŘENÍ SŘÍDAVÉHO PROUDU A NAPĚTÍ

3. Měření efektivní hodnoty, výkonu a spotřeby energie

5. MĚŘENÍ FÁZOVÉHO ROZDÍLU, MĚŘENÍ PROUDU A NAPĚTÍ

5. MĚŘENÍ FÁZOVÉHO ROZDÍLU, MĚŘENÍ PROUDU A NAPĚTÍ

MATURITNÍ ZKOUŠKA Z ELEKTROTECHNICKÝCH MĚŘENÍ

2. ANALOGOVÉ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE

Frekvence. 1 DC - NAPĚTÍ (měření) I-001, I-002, I mv 2,7 µv + D ) 10 mv 2,7 µv 100 mv 3 µv 100 V 17 µv/v

Analogové měřicí přístroje

13. Další měřicí přístroje, etalony elektrických veličin.

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 15. Měření elektrických veličin

Číslicové multimetry. základním blokem je stejnosměrný číslicový voltmetr

( ) C ( ) C ( ) C

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

4. MĚŘENÍ PROUDU, MĚŘENÍ KMITOČTU A FÁZE

Kompenzační transformátory proudu Proudové senzory

A12) převod proudu na napětí pomocí OZ. B1) Nakreslete blok. schéma Vf kompenzačního mv-metru

Učební osnova předmětu ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

Učební osnova předmětu ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ. studijního oboru M/01 ELEKTROTECHNIKA (silnoproud)

Frekvence. BCM V 100 V (1 MΩ) - 0,11 % + 40 μv 0 V 6,6 V (50 Ω) - 0,27 % + 40 μv

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického proudu

Katedra elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 5. ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

1. Úvod, odhad nejistot měření, chyba metody. 2. Přístroje pro měření proudu, napětí a výkonu - přehled; měřicí zesilovače;

2. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

Digitální panelové přístroje typové řady N24, N25 rozměr 96 x 48 x 64 mm

PŘESNÁ MĚŘENÍ AKTIVNÍCH ELEKTRICKÝCH VELIČIN

MĚŘENÍ ELEKTRICKÉHO NAPĚTÍ

Kalibrace: Nominální teplota pro kalibraci v laboratoři: (23 ± 2) C Nominální teplota pro kalibraci mimo laboratoř: (23 ± 5) C

Elektromechanické měřicí přístroje

6. Senzory elektrického proudu. Měření výkonu.

MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

1. Úvod, odhad nejistot měření, chyba metody. 2. Přístroje pro měření proudu, napětí a výkonu - přehled; měřicí zesilovače;

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

M-142 Multifunkční kalibrátor

MĚRENÍ V ELEKTROTECHNICE

List 1 z 6. Akreditovaný subjekt podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005: FORTE a.s. Metrologická laboratoř Mostkovice 529

Laboratorní úloha č. 2 Vzájemná induktivní vazba dvou kruhových vzduchových cívek - Faradayův indukční zákon. Max Šauer

Oddělovací moduly VariTrans

Elektrické. MP - Ampérmetr A U I R. Hodnota 5 A znamená, že měřená veličina je 5 x větší než jednotka - A

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 5. ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického napětí

2. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

Příloha č.: 1 ze dne: je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 456/2012 ze dne: List 1 z 6

Značky systémů analogových měřicích přístrojů

Základy elektrického měření Milan Kulhánek

E L E K T R I C K Á M Ě Ř E N Í

Zesilovač. Elektronický obvod zvyšující hodnotu napětí nebo proudu při zachování tvaru jeho průběhu. Princip zesilovače. Realizace zesilovačů

2 Teoretický úvod 3. 4 Schéma zapojení Měření třemi wattmetry (Aronovo zapojení) Tabulka hodnot pro měření dvěmi wattmetry...

Proudové převodníky AC proudů

Synthesia, a.s. Metrologické kontrolní pracoviště teploty, tlaku a elektrických veličin budova M 84, Semtín 103, Pardubice

Měření parametrů sítě

P1 Popis laboratorních přístrojů a zařízení

2. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

Zdroje napětí - usměrňovače

Products Elektrické rozvaděče Průmyslové spínací a ochranné systémy SOCOMEC Měření spotřeby SOCOMEC

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

NTIS-VP1/1: Laboratorní napájecí zdroj programovatelný

5. ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

Operační zesilovače. a) Monolitický Hybridní Diskrétní. b) Přímo vázaný: Bipolární Modulační: Spínačový

Rozvaděčové fázoměry FA39-96x96x54mm FA32-144x144x58mm - měření fázového posunu (cosϕ), výchylka ručky 90

[Otázky Autoelektrikář + Mechanik elektronických zařízení 1.část] Na rezistoru je napětí 25 V a teče jím proud 50 ma. Rezistor má hodnotu.

Zesilovače. Ing. M. Bešta

Rozvaděčové fázoměry FA39-96x96x54mm FA32-144x144x58mm - měření fázového posunu (cosϕ), výchylka ručky 90

NÁVAZNOST EL. VELIČIN OD PRIMÁRNÍCH ETALONŮ K DMM A KALIBRÁTORŮM

Multimetry DIRIS A40/41

Elektrotechnická měření a diagnostika

78 x 235 x 51 mm; hmotnost 380 g Příslušenství. vodiče, baterie, pouzdro, teplotní čidlo

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava

12. MAGNETICKÁ MĚŘENÍ, OSCILOSKOPY

SYNTHESIA Schéma Návaznosti měření změna : 6 MKP-TTE Kalibrační laboratoř strana : 1 z 10

Zapojení teploměrů. Zadání. Schéma zapojení

Systémy analogových měřicích přístrojů

Převodníky AC / DC signálů Galvanické oddělovače Napájecí zdroje Zobrazovače

Elektronický halogenový transformátor

Test. Kategorie M. 1 Na obrázku je průběh napětí, sledovaný osciloskopem. Jaké je efektivní napětí signálu?

Zásady návrhu a aplikace A/Č obvodů

- + C 2 A B V 1 V 2 - U cc

Klešťové měřící transformátory proudu

Operační zesilovač (dále OZ)

Kategorie M. Test. U všech výpočtů uvádějte použité vztahy včetně dosazení! 1 Sběrnice RS-485 se používá pro:

KATALOGOVÝ LIST. Měřicí převodníky činného nebo jalového výkonu EW 2.2 DGW 2.2 VGW 2.2 DUW 2.2 VUW 2.2 EB 2.2 DGB 2.2 VGB 2.2 DUB 2.2 VUB 2.

PŘEVODNÍKY ELEKTRICKÝCH VELIČIN. MT a NMT.

Měření na 3fázovém transformátoru

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

OPERA Č NÍ ZESILOVA Č E

Radioelektronická měření (MREM) Měření impedance. 8. přednáška. Jiří Dřínovský. Ústav radioelektroniky FEKT VUT v Brně

6 Měření transformátoru naprázdno

Institut pro testování a certifikaci, a. s. Kalibrační laboratoř Sokolovská 573, Uherské Hradiště

5. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

Základy elektrotechniky

Katedra elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava MĚŘENÍ NA JEDNOFÁZOVÉM TRANSFORMÁTORU.

1. GPIB komunikace s přístroji M1T330, M1T380 a BM595

Oddělovací zesilovač VariTrans P 15000

5. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

EUROPEAN TRADESMAN PROJECT NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS. Použití měřících přístrojů

Transkript:

5. MĚŘEÍ PROD, PĚTÍ a VÝKO EL. PROD Měření proudu a napětí: etalony, referenční a kalibrační zdroje (včetně principu pulsně-šířkové modulace) měření stejnosměrného napětí: přehled možností s ohledem na velikost měřeného napětí, princip kompenzační metody (kde se využívá), měření velmi malých napětí, vliv vstupní napěťové nesymetrie skutečného OZ, automaticky nulovaný zesilovač, modulační zesilovač (principy), měření teploty termočlánky měření stejnosměrného proudu: přehled možností s ohledem na velikost měřeného proudu, metody pro měření velkých proudů měření střídavého napětí a proudu: přehled použitelných přístrojů a jakou hodnotu měří, měření střídavého proudu (přehled) měřicí transformátory ( i I, náhradní schéma, zapojení, použití, chyby) Měření výkonu el. proudu: Výkon stejnosměrného proudu (V-metrem a -metrem, chyby metody) Definice P, Q, S - měření výkonu v jednofázových sítích (P, Q, chyba metody) Elektronický (číslicový) W-metr (širokopásmové převodníky I, kmitočtově kompenzované děliče) Měření spotřeby el. energie - indukční a elektronický elektroměr BX38EMB P5 1

MĚŘEÍ PROD PĚTÍ Etalony, referenční a kalibrační zdroje Základní jednotkou SI elektrický proud realizace: proudové váhy (primární etalonáž) Sekundární etalony etalony napětí (=IR) Westonův etalonový článek (známá teplotní závislost napětí, velký R i, nesnáší otřesy) Josephsonův jev supravodivý I drát s hrotem e h = nf 0 h e = 483,59790 THz / V supravodivé pásky + R 3 R R 1 r Teplotně kompenzované zenerovy diody (definovaný proud + termostat) Referenční zdroje integrované obvody r = ZD (R 1 +R ) / R 1 teplotně kompenzovaná Zenerova dioda BX38EMB P5

apěťové kalibrátory (přesné D/ převodníky s šířkovou modulací) ZR KO r f SO ŘO u DP 0 T T 0 t r T 0 kde = = r X f T T, = T = r X f X X = číslo, které převádíme na napětí = rozsah převodníku BX38EMB P5 3

MĚŘEÍ STEJOSMĚRÉHO PĚTÍ 10 mv 1000 V magnetoelektrické voltmetry, R i = 1 50 kω/v R i > 10 MΩ/V měřicí stejnosměrně vázané zesilovače na výstupu mg.el. 10 mv 1 V měřicí stejnosměrně vázané zesilovače systém, nebo /Č 0,1 mv 10 mv automaticky nulované zesilovače převodník < 1 mv modulační zesilovače (pro ČV typ. 00mV, > 1000 V děliče napětí 10 MΩ/V). viz. přednáška č. 3 nutno uvažovat i vliv vstupní napěťové nesymetrie Princip kompenzační metody I IV IV X = k I IV = 0 R vst = X k Použití - kompenzační Č převodníky - kompenzační zapisovače BX38EMB P5 4

utomaticky nulovaný zesilovač _ HZ HZ - hlavní zesilovač PZ - pomocný zesilovač + B + + PZ B C B C B Poloha : vstupní napěťová nesymetrie PZ je zesílena a výstupní napětí je zapamatováno na C Poloha B: napěťová nesymetrie PZ je kompenzována napětím z C, Vstupní napěťová nesymetrie HZ je zesílena PZ a přivedena na kompenzační vstup HZ tím je kompenzována napěťová nesymetrie HZ. Současně je toto napětí zapamatováno na C B a použito pro kompenzaci HZ v předchozím taktu (poloha ). BX38EMB P5 5

Modulační zesilovač f R F u u 4 u 1 u u 3 u x C u 4 F C C ~ u x u 1 u t t t u 3 BX38EMB P5 6

Měření teploty termočlánky Cu Cu SPOJOVCÍ VEDEÍ = α 1 (ϑ 1 -ϑ s ); α 1 = termoelektrický koeficient (VK -1 ) ϑ S B PRODLŽOVCÍ VEDEÍ ϑ s = teplota studeného (srovnávacího) konce. Lze stanovit měřením nebo kompenzovat kompenzační krabicí. ϑ 1 R Cu R ϑ M1 Izotermální svorkovnice P R S R V ϑ M MĚŘICÍ MODL ϑ S ϑ Mn ϑ S S MLTI- PLEXEREM, / Č PŘEVOD- ÍKEM PROCE- SOREM ϑ ϑ 1 Kompenzační krabice SEZOR TEPLOTY BX38EMB P5 7

MĚŘEÍ STEJOSMĚRÉHO PROD 10 µ 1000 magnetoelektrické systémy, magnetoelektrické systémy s bočníkem nebo bočník a -Č převodník s předzesilovačem (úbytky typicky 50 00 mv) < 10 µ obvykle měření úbytku napětí na vysokoohmovém odporu mikrovoltmetrem s modulačním zesilovačem (úbytky) < 10 m bez úbytku napětí převodník proud - napětí s OZ (viz. přednáška 3, nutno uvažovat i vstupní klidové proudy) >1000 neúměrné výkonové ztráty na bočníku, používají se magnetické senzory: I I x + R = R I x Hallovy sondy BX38EMB P5 8

MĚŘEÍ STŘÍDVÉHO PĚTÍ 1. Měření střední hodnoty, cejchováno v efektivní hodnotě pro sinusový průběh - magnetoelektrický s usměrňovačem 1000 V (50 Hz 5 khz) - číslicové multimetry nižší třídy (od cca 10 mv, do cca 100 khz) VSTPÍ DĚLIČ! STŘÍDVÝ ZESILOVČ OPERČÍ SMĚRŇOVČ FILTR+ČP ČV analogový nf voltmetr - < 1 mv - lock-in zesilovač (viz. řízený usměrňovač přednáška 3) nebo selektivní mikrovoltmetr (je třeba měřit jen požadovanou frekvenci). Poznámka: Měření VF signálu není v osnovách tohoto předmětu. BX38EMB P5 9

. Měření efektivní hodnoty - elektromagnetický (feromagnetický), elektrodynamický, magnetoelektrický s termočlánkem 10 1000 V!!POZOR!! frekvenční omezení - < 10 V elektronické převodníky efektivní hodnoty (TRE RMS to DC converter) nejpoužívanější implicitní převodník (např. IO D 637) - vzorkovací metoda pro schodovitou aproximaci: 1 ef = u n n= 1 kde = počet vzorků za periodu BX38EMB P5 10

MĚŘEÍ STŘÍDVÉHO PROD efektivní hodnota přímo elektomagnetický ampérmetr (1 m 10 ) úbytky i na indukčnosti systému, frekvenční omezení (cca do 1 khz) pro harmonický průběh magnetoelektrický s usměrňovačem vždy bočník velká spotřeba (viz.. přednáška) číslicové multimetry (ampérmetry) měření úbytku na bočníku úbytky typicky 10 (0) mv nebo 100 (00) mv, použitelné do jednotek khz. Pro vyšší kmitočty (do stovek khz) se používá bezindukční (koaxiální) bočník: trubka a čela z vodivého materiálu I x B keramická trubka vrstva z odporového materiálu měření proudu s galvanickým oddělením převodníky s Hallovou sondou (viz. stejnosměrná měření) a MTP BX38EMB P5 11

MĚŘICÍ TRSFORMÁTORY Měřicí transformátory proudu (MTI, MTP) (současně galvanické oddělení) se používají pro proudy větší než cca 10 bez stejnosměrné složky (pro technické kmitočty). I zpravidla 5 (1). Měřicí transformátory napětí (MT) (galvanické oddělení) lze použít pro střídavá napětí bez stejnosměrné složky (pro technické kmitočty). zpravidla 100 V. Zjednodušené náhradní schéma měřicího transformátoru přepočítaného na primár : I 1 R 1 L r1 L r R I 1 i Z R Fe I 01 L h = I = 1 p = = I pii 1 R = = p R Z p Z magnetovací proud I 01 způsobuje chybu převodu a fáze MTI požadavek Z minimální, sekundár se nesmí rozpojit!! úbytky napětí na R 1, R, L r1, L r způsobuje chybu převodu a fáze MT požadavek Z maximální. BX38EMB P5 1

Zapojení měřicích transformátorů do obvodu MTI MT I 1 K L I k l M m T W Z Z 1 V n W BX38EMB P5 13

Výkon elektrického proudu - definice Okamžitý výkon: p = u i Harmonické průběhy: u = i = I ef ef sin ωt sin ( ωt + ϕ) eharmonické průběhy: stejnosměrný proud P = I 1 1 střídavý proud P = p dt = T T 0 P = ef I ef cos ϕ činný výkon Q = ef I ef sin ϕ jalový výkon S = ef I ef zdánlivý výkon S > P + Q navíc deformační výkon Měření výkonu stejnosměrného proudu T T 0 u i dt ( S = P + Q ) I I Z I V V = Z Z korekce korekce chyby metody: chyby metody: P = Z (I - I V ) = V V Z Z P = I ( V - ) I I V = Z /R V = I R Pozn: Je možné použít i elektrodynamický wattmetr BX38EMB P5 14

Měření výkonu střídavého proudu v jednofázové síti (harm. průběh) Činný výkon P = I cos ϕ nelze použít -metr a V-metr a) I PC b) Pozn.: V případě, že se neprovádí * I Z * * * korekce chyby metody, je vhodnější použít zapojení b) ~ I C Z Z ~ C Z Z W. M W TP u P = 100. 3 ; P = k W α W - /R C P = k W α W - I R PC (R PC většinou neudán) I 1 K MTP L P Z = P p I p = k W α W p I p k I * l * W MT M m 1 n Z ( p. p. u ) + ( P. p. u ) ( P. p u ) u PZ = + I P I p. TPW. M W TPMTP. pi TPMT. p u P = ; upi = ; up = 100. 3 100. 3 100. 3 pi BX38EMB P5 15

Jalový výkon Q = I sin ϕ = I cos (π/ - ϕ) W je nutno posunout o π/ vůči Z Z * * W π/ Z BX38EMB P5 16

. S analogovou násobičkou Číslicový Wattmetr u(t) i(t) / I / ÁSO- BIČK. kanál p(t) FILTR P ČP / : kmitočtově kompenzovaný dělič R 1 u 1 C p1 C k1 Σ ČP u R C k C p 3. kanál R 1 (C k1 C p1 ) = R (C k C p ) I / (viz přednáška 5): Transformátor + I / s OZ Koax. bočník + zesil. s galv. odd. Převodník s Hallovou sondou 50 Hz až jednotky khz až stovky khz až desítky khz. S číslicovým zpracováním signálu u(t) i(t) I VZORKOVČ + -Č PŘEV. VZORKOVČ + -Č PŘEV. {u i } {i i } PMĚŤ + PRO- CESOR 1 P = ; = počet vzorků za periodu BX38EMB P5 17 j= 1 u j i j ZOBRZOVČ ČÍSLICOVÝ VÝSTP

Měření spotřeby el. energie Elektronický (statický) elektroměr u(t) i(t) / I / ÁSO- BIČK p(t) FILTR P f f~p (DĚLIČK) REGISTR. POČITDLO ~ W t t t f = ; = = f t = k P t = k W t 0 0 0 Integrace s využitím převodníku f viz přednáška 6 Indukční elektroměr BM Φ 1m M P i i1 i 1 ~ i MOPC PC BM K i i K Φ m MOC i ~ u C BX38EMB P5 18