Измерения формы кривой напряжения и тока

ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ

Пример города Дортмунда
Далее приведён пример опыта использования СНЧ-испытаний в Дортмунде за 10-летний период (1987-1998 гг.). За указанный период было проконтролировано и испытано более 3000 км кабеля (табл.). Если посмотреть на количество отказов, то видно, что большинство произошло на старых кабелях с полимерной изоляцией, в среднем 4,2 отказа на 100 км кабеля.

Табл. Количество отказов, произошедших в процессе испытаний

Измерения формы кривой напряжения и тока

Если более тщательно проанализировать полученные результаты и изучить распределение повреждений во времени, то можно понять, что 66% от их общего количества произошло в первые 10 мин испытаний, а 75% — в первые 30 мин (рис. 7). При этом 25% повреждений произошло в последние полчаса, что подтверждает необходимость проведения испытаний на протяжении всего часа, рекомендуемого всеми стандартами. Аналогичный опыт был получен и при испытаниях других энергетических объектов.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Рис. 7. Количество отказов как функция времени испытания

Тем не менее, если постараться проанализировать проблему глубоко и попытаться понять, в каких местах произошли повреждения, то можно увидеть, что все повреждения соединений произошли в первые 20 мин испытаний (рис. 8). Данное утверждение распространяется на вновь смонтированные кабели, для которых считается, что изоляция — новая, при этом достаточно проводить СНЧ-испытание в течение 20 мин.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Рис. 8. Количество отказов как функция времени испытания и места расположения повреждения

Большее количество повреждений сшитой полиэтиленовой изоляции вызвано недостаточно хорошей технологией производства первого поколения кабелей с изоляцией из СПЭ с графитовым полупроводящим слоем. Современные кабели со сшитой полиэтиленовой изоляцией уже не имеют таких проблем, как аналогичные кабели первого поколения.

Высокочастотный ток

Подробности Категория:

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТОК

, переменный электрический ток высокой частоты; при наличии соответствующего излучателя — антенны излучает в пространство на значительные расстояния энергию в виде волн электромагнитных, которые, в свою очередь, вызывают токи той же частоты в приемных устройствах, расположенных вдали от источников высокочастотного тока.

Высокочастотный ток употребляется в радиотелеграфии и радиотелефонии, при передаче изображений на расстояние, телемеханике и вообще во всех тех случаях, когда необходимо передать на расстояние электромагнитную энергию без помощи проводов. Диапазон частот токов в указанных областях техники заключается в настоящее время в пределах от 15000 пер/сек. (длина волны 20000 м) до 300000000 пер/сек. (длина волны 1 м).

Высокочастотный ток обладает при движении по проводам следующими особенностями, отличающими его от переменных электрических токов низкой частоты: 1) Высокочастотный ток в проводах распределяется в слоях, ближайших к поверхности; 2) наименьшее сопротивление для высокочастотного тока представляют, поэтому, провода, не с наибольшей площадью сечения, а с наибольшим периметром сечения; 3) сопротивление проводов растет вместе с частотой токов; 4) самоиндукция проводов при высокочастотном токе ниже, чем при переменных токах низкой частоты;

5) индуктивное сопротивление проводов при высокочастотном токе значительно выше, чем в случае низких частот: оно растет вместе с частотой; 6) физиологическое действие высокочастотного тока значительно отличается от такого же низкочастотного тока; в частности, высокочастотные токи нежизнеопасны. В силу сказанного в п. 1, провода для высокочастотных токов делаются или в виде полых трубок, или в виде лент, или же составляются из подразделенных тонких проводников. Высокочастотные токи производятся следующими способами: 1) посредством повторных разрядов конденсаторов через искровой промежуток в искровых передатчиках; 2) посредством вольтовой дуги в дуговых передатчиках; 3) посредством машин высокой частоты; 4) посредством электронных генераторных ламп. Высокочастотные токи, получающиеся при разрядах конденсаторов, характеризуются затухающими колебаниями; высокочастотные токи, производимые дуговыми передатчиками, машинами высокой частоты и электронными лампами, характеризуются незатухающими колебаниями.

  • < Назад
  • Вперёд >

Среднеквадратичное значение напряжения

Чаще всего используют среднеквадратичное значение напряжения или его еще по-другому называют действующим. В литературе обозначается просто буквой U. Чтобы его вычислить, тут уже  простым графиком не отделаешься. Среднеквадратичное значение –  это значение постоянного напряжения, который, проходя через  нагрузку (скажем, лампу накаливания), выделяет за тот же промежуток времени такое же количество мощности, какое выделит в этой нагрузке переменное напряжение. В английском языке среднеквадратичное напряжение  обозначается так: RMS (rms) – root mean square.

Связь между амплитудным и среднеквадратическим значением устанавливается через коэффициент амплитуды Ka:

Вот некоторые значения коэффициента амплитуды Ka для некоторых сигналов переменного напряжения:

Измерения формы кривой напряжения и тока

Более точные значения 1,41 и 1,73 – это √2 и √3 соответственно.

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ СНЧ КОСИНУСНО-ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ

Именно эта методика, основанная на применении косинусно-прямоугольной формы напряжения, появилась первой. Установка, реализующая эту методику, включала в себя источник постоянного напряжения, катушку индуктивности, управляемую от роторного переключателя и вспомогательной ёмкости. В связи с развитием электроники в настоящее время роторный переключатель заменён на тири-сторный, что позволило снизить весогабаритные параметры и создать более мощную установку.

Одно из существенных преимуществ использования косинусно-прямоугольной формы — возможность рециркуляции мощности в процессе изменения полярности, основанной на резонансном принципе. Именно поэтому удалось добиться достаточно низкого потребления мощности при высокой ёмкостной нагрузке. В настоящее время имеются установки с максимальной ёмкостной нагрузкой 25 мкФ при напряжении 60 кВ (СКЗ).

Изменение полярности напряжения в такой установке осуществляется в виде кривой косинусообраз-ной формы с частотой, близкой к 50 Гц (рис. 5). Таким образом, распределение поля напряжения сравнимо с тем, что наблюдается на рабочих частотах кабеля.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Рис. 5. Изменение полярности косинусно-прямоугольного напряжения (CR)

Ограничением применения косинусно-прямо-угольной формы СНЧ является тот факт, что при использовании данной методики приходится предпринимать большие усилия для обеспечения возможности диагностики частичных разрядов (ЧР) или измерения тангенса дельта. Последнее может быть выполнено с помощью аппроксимации Хамона (Hamon) .

Поскольку напряжение имеет прямоугольную форму, появляется возможность измерения тока утечки во время проведения испытаний. Величина тока утечки является индикатором качества изоляции кабеля.

Текст

ОПИСАНИЗОБРЕТЕНИЯ 312209 Союз Соеетскиз Сокиалистическиз РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 17,17.1970 ( 142932/18 ЧПК б 01 г 2316 Комитет ло делаю изобретеиий и открытий при Совете Мииистроа СССРОпубликовано 19.Л 11.1971. Бюллетень Дата опубликования описания 21.Х.197 УДК 621,317.7(088.81 Авторыизобретени Гринберг, Е, Е. С, Г, Таранов 3 аявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФ КРИВОЙ ПЕРЕМЕННОГО НАП ИЕНТА ФОРМЫЖЕНИЯ с присоединением заявкиИзобретение относится к обл оизмерительной техники.Известно устройство для измерения коэффициента формы кривой переменного напряжения, содержащее квадратичный детектор, прибор постоянного тока, детектор средних значений с квадратичным преобразователем, схему сравнения, источник опорного напряжения и усилители постоянного тока с регулируемыми коэффициентами усиления, входы ко торых соединены с детекторами, к выходу одного усилителя подключен прибор постоянного тока, к выходу другого — один из входов схемы сравнения, другой вход которой соединен с источником опорного напряжения, а ее 15 выход — с цепью управления коэффициентами усиления усилителей.Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения.Предлагаемое устройство позволяет повы сить точность благодаря тому, что прибор постоянного тока подсоединен к источнику исследуемого напряжения через последовательно включенные квадратичный детектор и усилитель переменного напряжения с регулируе мым коэффициентом усиления, выход которого через детектор средних значений подключен к одному из входов схемы сравнения, другой вход которой соединен с источником опорного напряжения, 3 На чертеже приведена блок-схема предла» гаемого устройства.Устройство содержит усилитель 1 переменного напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, квадратичный детектор 2, детектор средних значений с квадратичным преобразователем 3, источник 4 опорного напряжения, схему сравнения 5, прибор б постоянного тока.Исследуемое напряжение Ь подается на прибор б через усилитель 1 и квадратичный детектор 2. На один из входов схемы сравнения 5 подается постоянное стабильное напряжение l, от источника 4. Если сравниваемые напряжения не равны, то возникающее на выходе схемы сравнения напряжение рассогласования воздействует на коэффициент усиления усилителя.Отклонение указателя прибора б пропорционально квадрату коэффициента формы кривой исследуемого напряжения.Предмет изобретенияУстройство для измерения коэффициента формы кривой переменного напряжения, содержащее квадратичный детектор, прибор постоянного тока, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, детектор средних значений с квадратичным преобразователем, источник опорного напряжения н схему сравнеаказ 2333,7 Изд. М 1213 Тираж 473 П .1 ИИПИ Комитета во делам изобретеппй и открытий при Совете Мииистро Москва, Я(-35, Раушская паб., д. 4/5 исиое СССР ипографпя, пр. Сапунова, 2 ния, отличаощееся тем, что, с целью повышения точности, прибор постоянного тока подсоединен к источнику исследуемого напряжения через последовательно включенные квадратичный детектор и усилитель переменного напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого через детектор средних значений подключен к одному из входов схемы сравнения, другой вход которой соеди нен с источником опорного напряжения.

Популярные статьи  Какую энергосберегающую лампу можно поставить в закрытый плафон в ванной комнате?

Смотреть

Как измерить среднеквадратичное значение напряжения

Для правильного замера среднеквадратического значения напряжения у нас должен быть мультиметр с логотипом T-RMS. RMS – как вы уже знаете – это среднеквадратическое значение. А что за буква “T” впереди? Думаю, вы помните, как раньше была мода на одно словечко: “тру”. “Она вся такая тру…”, “Ты тру или не тру?” и тд. Тру (true) – с англ. правильный, верный.

Так вот, T-RMS  расшифровывается как True RMS –  “правильное среднеквадратическое значение”. Мои токоизмерительные клещи могут замерять этот параметр без труда, так как на них есть логотип “T-RMS”.

мультиметр с True RMS

Проведем небольшой опыт. Давайте соберем вот такую схемку:

Выставим на моем китайском генераторе частоты треугольный сигнал с частотой, ну скажем, 100 Герц

генератор частоты

А вот осциллограмма этого сигнала. Внизу, в красной рамке, можно посмотреть его параметры

треугольный сигнал

И теперь вопрос: чему будет равно среднеквадратическое напряжение этого сигнала?

Так как один квадратик у нас равняется 1 Вольт (мы это видим внизу осциллограммы в красной рамке), то получается, что амплитуда Umax этого треугольного сигнала равняется 4 Вольта. Для того, чтобы рассчитать среднеквадратическое напряжение, мы воспользуемся формулой:

Итак, смотрим нашу табличку и находим интересующий нас сигнал:

Для нас не важно, пробивает ли сигнал “пол” или нет, главное, чтобы сохранялась форма сигнала. Видим, что наш коэффициент амплитуды Ka= 1,73

Подставляем его в формулу и вычисляем среднеквадратическое значение нашего треугольного сигнала

Проверяем нашим прибором, так ли оно на самом деле?

Супер! И в правду Тrue RMS.

Замеряем это же самое напряжение с помощью моего китайского мультиметра

Он меня обманул :-(. Он умеет измерять только среднеквадратическое значение синусоидального сигнала, а у нас сигнал треугольный.

Самый интересный сигнал в плане расчетов – это двуполярный меандр, ну тот есть тот, который “пробивает пол”.

Его амплитудное Umax, средневыпрямленное Uср.выпр. и среднеквадратичное напряжение U равняется одному и тому же значению. В данном случае это 1 Вольт.

Вот вам небольшая картинка, чтобы не путаться

среднее, среднеквадратичное и пиковое значения напряжения

  • Сред.  – средневыпрямленное значение сигнала. Это и есть площадь под кривой
  • СКЗ – среднеквадратичное напряжение. Как мы видим, для синусоидальных сигналов, оно будет больше, чем средневыпрямленное.
  • Пик. – амплитудное значение сигнала
  • Пик-пик. – размах или двойная амплитаду. Или иначе, амплитуда от пика до пика.

Так что же все-таки показывает мультиметр при измерении переменного напряжения? Показывает он НЕ амплитудное, НЕ среднее  и НЕ среднее выпрямленное напряжение, а среднее квадратическое, то есть действующее напряжение! Об этом всегда помним.

СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЯ СНЧ

Первые испытательные установки СНЧ работали на до сих пор существующей и хорошо зарекомендовавшей себя косинусно-прямоугольной форме напряжения. В начале 90-х годов была внедрена синусоидальная форма напряжения СНЧ. Эти две формы испытательного напряжения по-прежнему широко применяются при пусконаладочных испытаниях вновь проложенных кабелей, а также при контроле «состарившихся» кабелей, проходящих техническое обслуживание. Это делается для того, чтобы выявить слабые места, имеющие критическое значение, например, намокшие соединения или водные триинги критической длины.

Данные технологии отличаются только формой используемого напряжения (рис. 4). Кроме применения косинусно-прямоугольной и синусоидальной форм также имеются системы, в которых форма испытательного напряжения похожа на синусоидальную.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Рис. 4. Форма напряжения СНЧ

Первые две модификации наиболее часто используются при проведении испытаний, при этом каждая из них обладает своими преимуществами и недостатками.

Чем измерять

Основным инструментом здесь является вольтметр. Он может быть выполнен, как в виде отдельного устройства, так и включен в многофункциональный измерительный инструмент, называемый цифровым мультиметром.

Популярные статьи  Что такое термитная сварка

Измерения формы кривой напряжения и тока

Цифровым, потому что данный прибор имеет дисплей для отображения значений измеряемой величины и использует цифровые схемы для измерений (например, микроконтроллер), а не универсальную измерительную головку как старые стрелочные приборы. Также некоторые мультиметры оборудованы токоизмерительными клещами, но используются и для измерения напряжения и сопротивления на участке цепи.

Измерения формы кривой напряжения и тока

В зависимости от конкретной ситуации необходима различная точность измерения. Для домашних целей нет необходимости покупать дорогой и точный аппарат, поэтому домашние мастера зачастую пользуются дешевым китайским мультиметром (например, наиболее популярны модели DT838 или DT830).

Универсальные измерительные приборы часто называют «тестер»

Для профессиональных целей в лабораториях и ремонтных мастерских пользуются наиболее точным и сложным прибором – осциллографом. Наиболее популярными моделями этих устройств являются советские с1-94 и с1-65, а также российский аппарат ads 2061m и зарубежные типа hantek и прочих.

Измерения формы кривой напряжения и тока
Советские мастера обычно пользовались стрелочным тестером или «цешкой».

Измерения формы кривой напряжения и тока
Цешка – прибор Ц20, советский мультиметр, предназначенный для измерения под нагрузкой напряжения в сети постоянного и переменного тока до 600В, силы постоянного тока до 750 мА и сопротивления до 500кОм. Также применяют приборы ц4313, ц4353. Измерения, которые производят данные приборы – тоже являются достаточно точными, поэтому некоторые электрики и радиолюбители пользуются им и по сей день.

Измерения формы кривой напряжения и тока

ПОЧЕМУ СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ИСПЫТАНИЯ СНЧ

Метод испытания напряжением СНЧ был введён в практику с 1986 г.; основной причиной этого явилась необходимость разработки новых методов испытаний для кабелей с полимерной изоляцией и огромное количество проблем, связанных с эффектами водных триингов (водный триинг или дендрит — образование разветвлённой микроструктуры в виде объёмной сетки или микрокустов в теле диэлектрика) в кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена первого поколения (рис. 1). Целый ряд исследователей продемонстрировали, что традиционно использовавшийся метод испытания постоянным напряжением применительно к кабелям с полимерной изоляцией приводит к образованию в полимерном материале объёмных зарядов. Подобные объёмные заряды могут сохраняться внутри аморфных областей полимерного материала до 24 часов. Если на кабель будет возобновлена подача энергии до того, как все объёмные заряды исчезнут, то возникнет локальное перенапряжение, которое может привести к электрическому триингу, и в результате вскоре после ввода кабеля в эксплуатацию произойдёт его пробой.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Рис. 1. Водный триинг критической длины может эффективно выявляться с помощью метода испытания СНЧ

Именно по этой причине в большинстве стран метод испытания постоянным напряжением запрещён к применению для кабелей с полиэтиленовой/сшитой полиэтиленовой изоляцией, а также из-за ряда других недостатков, присущих данному методу, таким, как описано в источнике : 

  • нечувствительности к целому ряду дефектов, например, к чистым полостям или надрезам;
  • невозможности воспроизвести существующее распределение нагрузки при переменном сетевом напряжении. Распределение нагрузки чувствительно к температуре и температурному распределению.

Кроме того, использование метода СНЧ имеет ряд дополнительных преимуществ по сравнению с методами испытания переменным напряжением с частотой 50 Гц или резонансной: 

  • меньший вес испытательного оборудования;
  • большая допустимая ёмкость испытываемого кабеля;
  • меньше повреждений исправной изоляции.

На рис. 2 показан график зависимости напряжения пробоя от частоты испытательного напряжения для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена при наличии и отсутствии механических повреждений. Из графика чётко видно, что величина напряжения пробоя для кабеля без механических повреждений имеет максимальное значение на частоте 0,1 Гц, т.е. проведение испытания методом СНЧ на кабеле с целостной изоляцией не приводит к повреждениям/старению изоляции, в то время как испытания на рабочей частоте или более высокой имеют существенно меньшее напряжение пробоя. Это означает, что напряжение с частотой 50 Гц существенно сильнее воздействует на изоляцию, чем напряжение СНЧ на частоте 0,1 Гц.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Рис. 2. Напряжение пробоя как функция частоты напряжения для модели кабеля
с изоляцией из сшитого полиэтилена без и с механическими дефектами

С другой стороны, эффективность поиска повреждений или водных триингов выше всего на частоте 0,1 Гц (рис. 3) . Третий и четвёртый столбцы соответствуют механическому повреждению внутри кабеля и водному триингу. Как следует из рис. 3, напряжение пробоя для этих дефектов имеет наименьшую величину на частоте 0,1 Гц и, таким образом, метод СНЧ лучше всего подходит для идентификации дефектов в изоляции кабеля.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Рис. 3. Относительное напряжение пробоя на объектах формы от прутка до пластины
и для кабеля с дефектами и без них для нескольких напряжений различной формы

Как измерить напряжение мультиметром

Начнем с основ. Любым прибором и в любом случае вольтметр подключается параллельно элементу, на котором измеряют напряжение. Любой мультиметр в режиме измерения напряжения – это вольтметр. Последовательно подключают только амперметр при измерении силы тока.

Измерения формы кривой напряжения и тока

В дешевых мультиметрах (и во многих дорогих) есть 3 или 4 разъёма для подключения щупов, обычно это:

  • COM – общий, обычно черного цвета и в него всегда вставляют щуп (соответственно тоже черный);
  • VΩmA – для измерения напряжения, сопротивления, проверки диодов и или тока малой величины (до 200 мА), обычно красного цвета;
  • 10А (20А) – для измерения тока большой величины.

На рисунке ниже вы видите самую распространенную модель китайского мультиметра (DT-830 или просто «830-й»). Стрелками показаны разъёмы для подключения щупов, а зеленым цветом выделен разъём, в который нужно вставить красный щуп если вы хотите измерить напряжение.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Для того, чтобы измерить напряжение в цепи, необходимо произвести несколько манипуляций с прибором. Для начала нужно определится с видом напряжения: постоянное (DC или знак =) или переменное (AC или знак ~), и установить переключатель в нужное положение.

Измерения формы кривой напряжения и тока

Далее выставить тем же переключателем предел измерения. Если на приборе он меньше, чем измеряемая величина то провести измерение не получится.

Поэтому первое измерение производят с максимального предела, постепенно снижая его до получения значения нужной размерности. Например, если вы не знаете какое напряжение в цепи, ставьте максимальный предел, на приведенном фото — 1000 Вольт, проведите измерение, если на экране показало «12 Вольт», то снизьте предел до 20В, чтобы узнать точное значение до десятых или сотых долей.

Некоторые устройства автоматически определяют предел и вид напряжения, поэтому переключение не требуется.

Подключение прибора в цепь производится с помощью щупов: один (красный) к плюсу (или фазе), второй (черный) к минусу (или нулю). Если щупы подключены в обратной последовательности — черный к плюсу, а красный к минусу, то значение на дисплее будет с минусом.

Измерения формы кривой напряжения и тока

ЛИТЕРАТУРА

1. F.H. Kreuger, «Industrial High DC Voltage , Delft University Press, 1995.
2. 400-2001 «IEEE Guide for Field Testing and Evaluation of the Insulation of Shielded Power Cable Systems» IEEE guide.
3. H.T. Putter, 2007, «Investigation of Water Treeing — Electrical Treeing Transition in Polymeric Insulation of Service Aged Power Cables» TU-Delft, Thesis.
4. D. Go, F. Petzold, H. Schlapp, H. Putter, «Dielectric loss measurement of power cables using Hamon Approximation» CMD2010, Tokio, Japan.
5. B.V. Hamon, «An approximate method for deducing dielectric loss factor from direct-current measurements», Proc. IEEE, vol.99, 151-155.
6. N. Javerberg, H. Edin, «Applied Voltage Frequency Dependence of Partial Discharges in Electrical Trees» Proc. IR-EE-ETK, Stockholm, Sweden, 2009.
7. E. Neudert, M. Sturm, «Characterization of tree processes in XLPE by PD Measurement at 50 Hz and very low frequencies’, ICDI Budapest, 1997.
8. S.H. Moh, «Very low frequency testing-its effectiveness in detecting hidden defects in cables,17th international conference on electricity distribution, Cired, Barcelona, 2003.
9. DEW, «Experience report — About 10 years «Voltage on-site Test on Medium Voltage Cable Networks by means of 0.1 Hz Cosine Square Wave Voltage» in the 1OkV network in the City of Dortmund, Germany, 1998.
10. FR. De Vries, 2009 «Expediencies with PD measurements on MV cables in wind farms in the Netherlands» F05D IEEE/ICC meeting, Scottsdale, USA.
11. E. Gockenbach, «The selection of the frequency range for high-voltage on-site testing of extruded cable systems» IEE Electrical Insulation Magazine Vol. 16 № 6, pp. 11-16.
12. E. Gockenbach, 2002, «Grundsatzliche Unter-suchungen zum Durchschlagverhalten kunstst-offisoiiertet Kabel bei Spannungen unterschiedli-cher Frequenz» BEWAG Symposium Berlin, Germany.

Cообщение об ошибке

Форма — кривая — измеряемое напряжение

Форма кривой измеряемого напряжения считается известной, если известно уравнение мгновенных значений этого напряжения. Для расчета действующего значения напряжения сложной формы при использовании вольтметров, показания которых пропорцио нальны амплитудному или среднему значению, достаточно знать коэффициент амплитуды ( & А) или коэффициент формы ( & ф) измеряемого напряжения.

Если форма кривой измеряемого напряжения отличается от синусоидальной, то возникает методическая погрешность.

Упрощенная схема компзнсационного вольтметра.

Влияние формы кривой измеряемого напряжения вызвано тем, что показания вольтметра не определяются параметром напряжения, подлежащим измерению. Например, выше было показано, что вольтметры максимального значения градуируют в эффективных значениях синусоидального напряжения. По этой причине при измерении эффективного значения несинусоидального напряжения возникает погрешность. Абсолютная погрешность в этом примере равна разности между эффективным значением синусоидального напряжения и эффективным значением измеряемого напряжения при равных пиковых значениях.

Изменение формы кривой измеряемого напряжения не вызывает существенного влияния на показания электростатических приборов Разложив несинусоидальное периодически изменяющееся напряжение в гармонический ряд, получим ряд синусоидальных напряжений, создающих суммарный вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора. Если при этом суммарное действующее значение напряжения не изменяется, то и вращающий момент не должен изменяться.

Погрешность, обусловливаемая формой кривой измеряемого напряжения, возникает вследствие того, что градуировка вольтметров, реагирующих на амплитудное или среднее значение измеряемого напряжения, производится в эффективных значениях синусоидального напряжения. Поэтому, если измеряемое напряжение по своей форме отличается от синусоидального и содержит гармоники основного напряжения, то соотношение между его амплитудным и эффективным значениями будет отличаться по сравнению с чисто синусоидальным напряжением, при котором производилась градуировка, что приведет к погрешности показаний. Величина этой погрешности при значениях коэффициента нелинейных искажений измеряемого напряжения, не превышающих 10 %, может быть оценена примерно величиной этого коэффициента.

Изменение показаний приборов, вызванное отличием формы кривой измеряемого напряжения от синусоидальной, не превышает 1 / 3 численного значения коэффициента нелинейных искажений формы кривой измеряемого напряжения.

Следующей составляющей является ( погрешность за счет отклонения формы кривой измеряемого напряжения от синусоидального напряжения, применяемого при градуировке. Эта погрешность рассмотрена выше.

Найти по их показаниям коэффициент амплитуды и коэффициент формы кривой измеряемого напряжения, полагая, что все вольтметры имеют одинаковую основную и дополнительные погрешности, если показания вольтметра А равны 5, 10, 15, 20, 40 В, вольтметра Д соответственно 4 2; 9; 10; 15; 32 В, вольтметра К соответственно 4, 10, 12, 18, 36 В, а вольтметра М — ноль во всех случаях.

С частотной погрешностью приборов тесно связана погрешность, вызываемая отклонением формы кривой измеряемого напряжения от синусоидальной.

Эту погрешность можно уменьшить, либо рассчитав значение k на основе анализа формы кривой измеряемого напряжения, либо заменив средство измерений, взяв вольтметр, предназначенный для измерений амплитудных значений переменных напряжений.

В тех случаях, когда вибрационный гальванометр применяется в компенсаторах, служащих для магнитных измерений, где искажение формы кривой измеряемого напряжения может достигнуть значительных величин, принимают специальные меры для повышения частотной избирательности гальванометра.

Характеристики германиевого выпрямителя.| Эквивалентная схема выпрямителя.| Схемы измерителей тока с кристаллическими детекторами.

Поэтому при линейном выпрямлении нет никакого различия между одно — и двухполупериодной схемами в отношении ошибок, обусловленных формой кривой измеряемого напряжения; кроме того, при однополупериодном выпрямлении чисто леременного тока показания прибора не меняются при переключении полярности. Гармоники измеряемого тока влияют следующим образом: четные гармоники не влияют на показания и отсчет прибора меньше действующего значения исследуемого тока.

Двухтактная схема линейного вольтметра режима В, в отличие от аналогичной схемы квадратичного вольтметра режима В, не устраняет влияния формы кривой измеряемого напряжения на градуировку вольтметра.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: