Электрлік өлшеулер

Өлшеу шектігі 10 А болатын амперметрдің өлшеу шектігін 100 А дейін кеңейту  үшін шунттың кедергісін анықтау  керек. Аспаптың ішкі кедергісі  тең.

Шунтты  келесі формула бойынша  анықтаймыз:

 

.

 

Қосымша кедергілерді есептеу  үлгілері

Вольтметр 150 В дейінгі кернеуді өлшеуге арналған, Осы аспаппен 600 В кернеуді өлшеу үшін қосымша  кедергінің мәнін анықтау керек. Аспаптың кедергісі  тең.

Қосымша кедергіні келесі формуламен есептейміз:

 

.

 

Есептерді шығару:

Магнит электрлік жүйенің өлшеу  механизмі (ӨМ) I_ө тоққа есептелген және шкаласы α _н бөліктенген (5.1-кесте).

1. Өлшеу механизмінің шунтпен жалғанған схемасын құру жә-не R_Ш формуласын қорытындылау керек.
2. Өлшеу механизмінің тоқ бойынша С_I тұрақтысын (бөлгіштік бағасын) және шунттың кедергісін R_Ш анықтау керек.
3. Амперметрдің I_Н номинал тоғы кезіндегі тұтынған қуатын анықтау керек. 
4. Өлшеу механизмінің қосымша кедергімен  жалғанған схема-сын құру және R_қ формуласын қорытындылау керек.
5. Өлшеу механизмінің кернеу бойынша Сu тұрақтысын (бөл-гіштік бағасын) және шунттың кедергісін R_қ анықтау керек.
6. Амперметрдің U_Н номинал кернеуі кезіндегі тұтынған қуатын анықтау керек. 

5.4 «Өлшеуіштік түрлендіргіштер» тақырыбы бойынша тестілік сұрақтар

1. Масштабты түрлендіргіштерге  не жатады?

2. Шунт қандай материалдан жасалады?

3. - өрнегі қосымша кедергінің қандай коэффициенті?

4. Шунт кедергісі қандай  өрнекпен анықталады?

5. Шунт тізбекте не үшін қолданылады?

6. Қосымша кедергі тізбекте не  үшін қолданылады?

7. Шунт өлшеуіш механизміне қалай  қосылады?

8. Шунттардың дәлдік класы  қандай және қанша болады?

9. Қосымша кедергі өлшеу механизміне  қалай қосылады?

10. Шунт өлшеу тізбегіне қалай қосылады?

11. Қосымша кедергі өлшеу тізбегіне  қалай қосылады?

12. - өрнегі шунттың қандай коэффициенті?

13. Қосымша кедергінің бөлу коэффициентінің  формуласын көрсет.

14. Шунттың шунттау коэффициентінің формуласын көрсет.

15. Амперметрдің өлшеу шектігін  кеңейту үшін не қолданылады?

16. Вольтметрдің өлшеу шектігін  кеңейту үшін не қолданылады?

17. Қосымша кедергі қандай өрнекпен  анықталады?

18. Қосымша кедергінің қандай  дәлдік класы болады және қанша?

19. Қосымша кедергілердің дәлдік класы  қандай және қанша болады?

 

 

 

 

5.1-кесте

 

Шамалардың атаулары	Өлшем бірліктері	Шифрдың соңғы санының  алдындағы сан	Ш И Ф Р Д Ы Ң         С О Ң Ғ Ы        С А Н Ы
			0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ӨМ кернеуі Uөм ӨМ тоғы Iөм Бөліктенген саны  αн	мВ мА БӨЛ	- - -	45 5 50	75 75 75	50 10 100	100 10 50	75 15 150	60 30 75	100 25 100	75 25 150	80 40 50	100 50 100
Кернеу  UН	В  В  В  В  В	0; 5 1; 6 2; 7 3; 8 4; 9	45 90 18 135 180	300 150 75 225 15	15 45 50 100 150	200 20 150 50 100	30 60 100 120 150	60 30 150 300 150	25 50 100 150 250	75 150 300 15 30	200 40 80 100 150	100 15 30 50 10
Тоқ   IН	А  А  А  А  А	0; 1 6; 2 7; 3 8; 4 9; 5	1,0 1,5 2,0 2,5 3,0	1,5 3,0 6,0 4,5 7,5	2,0 10 5,0 1,5 0,5	10 2,0 3,0 5,0 2,5	1,5 3,0 4,5 15 30	3,0 1,5 6,0 4,5 0,3	25 2,5 5,0 7,5 0,5	30 25 15 1,5 7,5	20 5,0 10 0,5 4,0	5 15 0,5 1,0 20

 

 

6 Айнымалы тоқ тізбегіндегі тоқ және кернеу түрлендіргіштері

Айнымалы тоқтың қазіргі заманғы техникаларында 500 кВ дейінгі жоғары кернеулер және 1000А дейін үлкен тоқтарды қолданады. Жоғары кернеулер мен үлкен тоқтарды өлшеу үшін өлшеуіш трансформаторларын қолданады. 

Өлшеуіш трансформаторларының 2 түрі болады: өлшеуіш тоқ трансформаторы және өлшеуіш кернеу трансформаторы.

Өлшеуіш трансформаторлары  қосымша кедергілер мен шунттарға қарағанда қуатты аз тұтынады және үлкен тоқтар мен жоғары кернеулерді үлкен дәлдікпен өлшеуді қамтамасыз етеді. Бұл трансформторларды қолданғанда тізбекте өлшеу мен аспаптың арасында электрлік байланыс болмайды. Өлшеуіштік трансфор-маторларды қызмет көрсететін персоналдың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

6.1 Өлшеуіштік тоқ трансформаторы

Өлшеуіштік  тоқ трансформаторын қолдану  кезінде оның екінші орамасына тізбектей  амперметр қосылады да, ал бірінші  орамасына өлшеу жүргізетін тізбек қосылады (6.1-сурет).

Тоқ трансформаторының  бірінші орамасының қысқышын  Ж₁ және Ж₂ (желі) әріптерімен, ал екінші орамасының қысқышын   Ө₁ және Ө₂ (өлшеу) әріптерімен белгілейді. Екінші орамының бір қысқышын қауіпсіздік үшін корпусымен қосып, жерлендіріледі. Өлшеуіштік тоқ трансформаторында w₁ < w₂ болады, мұндағы w₁ және w₂, трансфор-матордың бірінші және екінші орамасындағы орам саны.

  6.1-сурет

 

Тоқ трансформаторының  номиналдық трансформация коэффи-циенті  К_Iн  келесі формула бойынша анықталады:

 

,                                                                                          

мұндағы I_1н,  I_2н - трансформатордың бірінші және екінші орамаларының номинал тоқтары.

Номиналдық  трансформация коэффициенті  трансформатордың негізгі параметрі болып есептеледі және оның қалқанында (щитінде) көрсетіледі. Өлшеуіш тоқ трансформаторының  нақты трансфор-мациялық коэффициенті К_I келесі формула бойынша анықталады:

 

,                                                                                             

 

мұндағы I₁, I₂  - трансформатордың бірінші және екінші орамаларының тоқтарының нақты мәні.

Нақты трансформациялық коэффициенті  трансформатордың жұмыс  режимінен, тоқ жиілігінен және трансформатордың құрылымдық берілгенінен тәуелді болады. Өлшеуіш тоқ трансформаторының жұмысын трансформатордың дәлдік класын анықтайтын келтірілген қателік бойынша бағалайды. Өлшеуіш тоқ трансформаторының келтірілген қателігін былай анықтайды:

 

,                                                                           

 

мұндағы g_кел - келтірілген қателік.

Трансформатордың магниттелу күшінің теңдеуінен екінші орама  тұйықталған кезде  (I₂=0)  екінші ампер-ораманың   I₂ W₂  магнитсіздену әсері тоқталып, I₀ W₁ магниттелу күші I₁ W₁ мәніне дейін өсетінін кө-реміз. Бос жүріс тоғы өсе отырып, өзекшеде бірнеше ондаған есе магнит ағынын өсіреді, осының салдарынан өз кезегінде екінші орамада үлкен э.қ.к-ін тудырады. Бұл қызмет көрсететін персоналға қауіпті және орамалардың оқшаулатқыштарының тесілуіне немесе бұзылуына әкеліп соқтыруы мүмкін.

Сондықтан өлшеуіш  аспаптарды тоқ трансформаторынан  ажы-ратар алдында, оның екінші орамының қысқыштары қысқа тұйықталуы қажет.

Магниттелу күштерінің теңдеуі  бойынша былай қорытындылауға болады: аспаптардың саны екінші орамасында неғұрлым көп болса, екінші ампер-орамасында  I₂ W₂  магнитсіздену әсерін кемітеді және  I₀ тоғын, сонымен бірге қателікті де  өсіреді. Сондықтан әрбір транс-форматор номиналды екінші жүктемемен сипатталады. Бұл қателік өзінің рұқсат етілген мәнінен ұлғаймау үшін  трансформатордың екінші орамасына ең үлкен кедергіні қосуға болатынын көрсетеді. Өлшеуіштік тоқ трансформаторы жылжымалы алып-салынбалы өзекшелі-өлшеуіш клещті түрі болады.

6.2 Өлшеуіштік кернеу трансформаторы

Өлшеуіштік  кернеу  трансформаторын қолдану  кезінде оның екінші орамасына тізбектей  вольтметр қосылады да, ал бірінші  орамасына өлшейтін  тізбек қосылады  (6.2-сурет).

Екінші орамасының бір  қысқышын қауіпсіздік үшін корпусымен қосып, жерлендіреді. Кернеу трансформаторында да  w₁ >w ₂ болады.

Өлшеуіштік кернеу трансформаторының  номиналдық транс-формация коэффициенті К_UN келесі формула бойынша анықталады:

 

,                                                                                        

 

мұндағы U_1н , U_2н - кернеу трансформаторының бірінші және екінші орамаларының  номинал кернеуі.

 

6.2-сурет

 

Номиналдық  трансформация коэффициенті трансформатордың не-гізгі параметрі болып есептеледі және оның қалқанында көрсетіледі.

Өлшеуіштік кернеу трансформаторының нақты  трансформация коэффициенті  К_U келесі формуламен есептеледі:

 

,                                                                                             

 

мұндағы U₁, U₂ - трансформатордың бірінші және екінші орамаларының  нақты  кернеуі.

Нақты  трансформация  коэффициенті трансформатордың жұмыс  режимінен, кернеу жиілігінен және оның құрылымдық  берілгенінен тәуелді  болады. Өлшеуіштік кернеу трансформаторының  жұмысын трансформатордың дәлдік класын анықтайтын келтірілген қателік бойынша бағалайды. Өлшеуіштік кернеу трансформаторының   кел-тірілген қателігін былай анықтайды:

 

,                                                                              

 

мұндағы g_кел  - келтірілген қателік.

Өлшеуіштік  кернеу трансформаторы бір және үш фазалы болады.

6.3 «Айнымалы тоқ тізбегіндегі тоқ және кернеу түрлендіргіштері» тақырыбы бойынша тестілік сұрақтар

1. Кернеу  трансформаторының дәлдік  класы қанша және қандай болады?

2. Тоқ трансформаторының дәлдік класы қанша және қандай болады?

3. Кернеу трансформаторының нақты трансформациялық коэффициенті қандай өрнекпен анықталады?

4. Тоқ трансформаторының номиналдық трансформациялық коэффициенті қандай өрнекпен анықталады?

5. Кернеу трансформаторының номиналдық трансформациялық коэффициенті қандай өрнекпен анықталады?

6. Тоқ трансформаторының нақты трансформациялық коэф-фициенті қандай өрнекпен анықталады?

7. Тоқ трансформаторының келтірілген қателігінің формуласын көрсет.

8. Кернеу трансформаторының келтірілген қателігінің фор-муласын көрсет.

9. Үлкен тоқтарды өлшегенде амперметр қалай жалғанады (100А дейінгі)?

10. Тоқ трансформаторының екінші орамасының шықпасының біреуін және барлық металл бөлігін не мақсатпен жерлендіреді?

11. Неліктен трансформатордың екінші орамын бірінші орамда кернеу бар кезде ажыратуға болмайды?

12. Бірнеше ондаған амперге жететін жоғары тоқтарды өлшеу үшін қандай жүйедегі  шунтсыз амперметрлер қолданылады?

 

 

 

 

 

7 ЭЛЕКТР МЕХАНИКАЛЫҚ АНАЛОГТЫ АСПАПТАР

7.1 Аспаптың құрылымдық схемасы

 

Электр механикалық топтағы  аспаптардың құрылымдық схемасы  өлшеу тізбегінен, өлшеу механизмінен және санақ құрылғысынан (7.1- сурет) тұрады.

 

                           Ax          Y                α

 

 

7.1-сурет

 

мұндағы  ӨТ - өлшеу тізбегі;  ӨМ - өлшеу механизмі; А_Х -  өлшенетін шама; У - өлшеу мехнизміне тікелей әсер ететін аралық шама; СҚ - санақ құрылғысы; α - аспаптың бұрылу бұрышы.

Өлшеу тізбегі өлшеу механизміне  тікелей әсер ететін өлшенетін шаманы басқа шамаға түрлендіру үшін қызмет етеді. Өлшеу тізбегі кейбір аспаптарда ғана кездеседі, атап айтқанда шунттарда, кернеу бөлгіштерде, түрлендіргіштерде және т.б.

Өлшеу механизмі екі бөліктен тұрады: қозғалмайтын және қозғалмалы. Өлшеу  механизмінде электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіру жүреді. Бұл түрлендіру өлшеу механизмінің қозғалмалы бөлігінің қозғалмайтын бөлігіне қатысты бұрыштық бұрылуы  (ауытқуы) үшін қажет. Бұрыштық бұрылу (ауытқу) моменттер арқылы сипатталады.