Методи і засоби вимірювання електричної потужності

Міст урівноважується зміною опорів R1 і R2. При незмінному значенні ємності C1 шкалу R1 градуюють в одиницях тангенса кута діелектричних втрат, а шкалу R2 - в одиницях ємності. Зміною опору R3 здійснюється вибір меж вимірювань мосту.

Мости для вимірювання ємності та кута втрат.

Нагадаємо, що досліджуваний об‘єкт з ємнісним опором можна подати послідовною або паралельною еквівалентними схемами. Міст з еквівалентною паралельною схемою R_хC_х конденсатора (рис. 6.33а) вимірює ємність (тангенс кута діелектричних втрат d конденсатора) об‘єктів з великими діелектричними втратами.Якщо міст зрівноважений, то з формули (6.11) маємо

, або .

Прирівнюючи окремо дійсні і уявні частини цього рівняння, одержимо

; .

Рис. 6.33. Схеми мостів змінного струму для вимірювання параметрів конденсаторів:

а - за еквівалентною паралельною схемою; б - за еквівалентною послідовною схемою

Тоді тангенс кута діелектричних втрат .

Для вимірювання параметрів послідовної еквівалентної схеми R_хC_х

конденсатора використовується міст (рис. 6.33,б), для якого з умови зрівноваження (6.11) маємо ; .

Для зрівноважування обох мостів спочатку встановлюють максимальне значення опору R₂. Потім зміною опору R₃ вибирають межу вимірювання, при якій струм у нуль-індикаторі НІ буде найменший. Змінюючи опір R₂, домагаються мінімального струму в НІ. Переходять до регулювання опору R₁ для подальшого зменшення струму в НІ. Потім знову змінюють опір R₂ і т.д., доки не буде досягнуто приблизно нульового показу НІ.

Для зменшення похибок замість резисторів у схемах (рис. 6.33) використовують обмотки трансформатора з тісним індуктивним зв‘язком Такі мости можуть застосовуватися на частотах до 300 МГц.

В мостах постійного струму в якості нуль - індикатору використовується гальванометр. З рівняння (6.11) умова зрівноважування мосту має вигляд . Такі мости поділяють на одинарні та подвійні.Перші застосовуються для вимірювання середніх та великих значень опору: від 10 до Ом. Подвійні мости призначені для вимірювання дуже малих опорів – від ...Ом до 10...20 Ом (додаток 17). В експлуатації знаходяться комбіновані мости постійного струму (Р39, Р329, МОЦ-61 тощо), які дозволяють за допомогою спеціальних перемикачів створювати схему одинарного або подвійного мосту і вимірювати опір у межах від Ом до Ом. Детальніше вказані мости розглянути в підрозділу 6.3.9.2.

Вимірювання електричної потужності виконується, як правило, методами безпосередньої оцінки: прямі вимірювання здійснюються за допомогою ватметрів, а опосередковані вимірювання потужності ґрунтуються на прямому вимірюванні струму, напруги та зсуву фаз. Прямі вимірювання можуть бути реалізовані в будь-якому діапазоні частот, а опосередковані вимірювання - тільки на частотах, на яких засоби вимірювання і електричні кола ще можна розглядати як кола з зосередженими сталими.

1.Вимірювання потужності постійного струмуможе бути виконано методом двох приладів (вольтметра і амперметра) або за допомогою ватметра. Для прямих вимірювань в діапазоні промислових і підвищених (до 5000 Гц) частот застосовуються електродинамічні ватметри, нерухома котушка яких вмикається послідовно з навантаженням , а рухома котушка - паралельно до нього (рис.6.37). При такому вмиканні відхилення рухомої частини приладу пропорційне потужності.

Рис. 6.37 Схема вимірювання потужності постійного струму

електродинамічним ватметром

Напрямок відхилення рухомої частини ватметра залежить від взаємного напрямку струмів у колах вимірювального механізму. Тому вмикання котушок ватметра необхідно здійснювати з дотриманням правила з‘єднання генераторних затискачів послідовної і паралельної котушок: генераторні затискачі завжди вмикаються з боку джерела живлення, неправильне вмикання призводить до зміни напрямку обертального моменту і виходу вказівника за межі шкали.

Результат вимірювання визначається множенням числа поділок на ціну поділки шкали (Вт/под), яка обчислюється за формулою

,

де - номінальні значення напруги і струму ватметра; - номінальне число поділок його шкали.