Температурная погрешность ваттметров

Температурная погрешность ваттметров γ _t возникает вследствие изменения сопротивления r ₀ обмотки рамки и изменения упругих свойств пружинок или растяжек.

Простейшая измерительная цепь электродинамического ваттметра представлена на рис. 5.

Рис. 5.

Условие температурной компенсации (γ _t =0) имеет вид :

β_w =(β₀r ₀)/(r₀+r_д) ,
где β₀- температурный коэффициент электрического сопротивления материала провода обмотки рамки;
β_w - температурный коэффициент упругости пружинок или растяжек;
r_д - добавочное сопротивление (β_д=0).

При малых r_д (на пределах измерения в несколько десятков вольт): (β₀ r₀ )/(r₀+r_д)>β_w и, следовательно, погрешность определяется изменением сопротивления обмотки рамки.

При больших r_д (β₀r₀)/(r₀+r_д)<β _w и, следовательно, погрешность определяется изменением упругих свойств пружинок. Это значит, что при возрастании температур на малых пределах показания уменьшаются, а на больших – увеличиваются.

Для улучшения компенсации γ_t - применяют специальные схемы (рис. 6).

Все сопротивления в схеме, кроме r₀ выполнены из манганина (β=0)

γ_t=β_w-β₀(r₀m/r)(1+r_д/r)

где r_д - добавочное сопротивление на данном пределе измерения;
m=r ₂/(r₀+r₁+r ₂);
r=r_д+((r₀+r₁)*r₂)/(r₀+r₁+r₂).

Измерительная цепь электродинамического ваттметра с компенсацией температурной и частотной погрешностей:

Рис. 6.

Погрешность ваттметров от изменения частоты.

Погрешность электродинамических ваттметров от изменения частоты γ_f вызывается следующими причинами:

· изменением тока I₂ в параллельной цепи ваттметра, вызванным зависимостью полного сопротивления этой цепи от частоты;

· изменением фазовых соотношений в параллельной цепи ваттметра (угловая погрешность);

· возникновением ЭДС в подвижной катушке при пронизывании ее переменным магнитным полем неподвижных катушек (погрешность от взаимной индуктивности).

Погрешностью от изменения тока I₂ (для реальных конструкций ваттметров) обычно пренебрегают (она составляет сотые доли процента).

Угловая погрешность: γ_δ=δtgφ*100%, где δ -угол между напряжением и током I₂ в параллельной цепи ( измеряется в радианах). Основной способ компенсации угловой погрешности – это включение в параллельную цепь последовательно с обмоткой рамки конденсатора емкостью C. Для компенсации надо, чтобы Z_AB было чисто активным, т.е. мнимое значение сопротивления было равно нулю. При выполнении этого условия значение емкости компенсирующего конденсатора C=L₀/r₀², где L₀-индуктивность подвижной катушки. Чем лучше выполняется неравенство ω²С²r₁²<<1, тем точнее удовлетвориться предыдущее уравнение.

Погрешность от взаимной индуктивности зависит от значения и характера реактивного сопротивления цепи рамки. При чисто активной нагрузке цепи рамки среднее значение ΔМ_вр=0, т.е. погрешность не возникает, следовательно, путем включения конденсатора можно исключить не только угловую погрешность, но и погрешность от взаимной индуктивности.

 

Электродинамические частотомеры

     Электромеханический частотомер может быть осуществлен на основе электродинамического логометра. Схема такого частотомера и векторная диаграмма показаны на рис. 7, а и б. Параметры цепи ( ) одной катушки логометра подбираются так, чтобы угол сдвига фаз между током  и напряжением U был бы близким к +90°. Параметры цепи (r, L, ) неподвижных катушек логометра и включенной с ней последовательно второй подвижной катушкой подбираются так, чтобы резонанс напряжений при частоте, равной среднему значению диапазона измеряемых частот. В приборе действуют два момента, направленные навстречу один другому. Эти моменты могут быть представлены так:

(α); (α).

При средней частоте (при резонансе)

φ = 0,     и .

Под действием момента  подвижная часть повернется до совпадения плоскостей неподвижных катушек А и подвижной Б  .

            

Рис. 7. Электродинамический частотомер: а – схема прибора; б – векторная диаграмма

При таком положении подвижной части оба момента, действующие на подвижную часть, будут равны нулю. При изменении частоты будет изменяться угол φ (рис. 114, а), и равенство моментов  и  наступит при другом положении подвижной части, которое, очевидно, будет зависеть от значения измеряемой частоты. Следовательно, шкала прибора может быть отградуирована в герцах. Основанные на этом принципе частотомеры класса точности 0,1 применяются для измерения промышленной частоты (пределы измерения 45–55 Гц), также более высоких частот.

 

---

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1139; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!