Әдістемелік ұсыныстары мен нұСҚаулықтары

Әдістемелік ұсыныстар мен нұсқаулардың; әдістемелік ұсыныстардың; әдістемелік нұсқаулардың титул парағы

Нысан ПМУ ҰС Н 7.18.3/40

Атқару механизмдер АЖБ 2

пәні бойынша
050207 – Автоматтандыру және басқару

мамандығының студенттеріне арналған

зертханалық сабақтар

ӘДІСТЕМЕЛІК ҰСЫНЫСТАРЫ МЕН НҰСҚАУЛЫҚТАРЫ

Павлодар

Әдістемелік ұсыныстар мен нұсқауларды; әдістемелік ұсыныстарды; әдістемелік нұсқауларды бекіту парағы			Нысан ПМУ ҰС Н 7.18.3/41
		БЕКІТЕМІН Энергетика факультетінің деканы ____________ Кислов А.П. 20__ж. «___»____________

Қ ұрастырушы: аға оқытушы__________________________________ Б.Б. Исабекова

Автоматтандыру және басқару кафедрасы
Атқару механизмдер АЖБ 2

пәні бойынша

050702 – «Автоматтандыру және басқару» мамандығының студенттеріне арналған

әдістемелік ұсыныстар мен нұсқаулар

зертханалық сабақтар

Кафедраның отырысында ұсынылды

20__ж. «___»______________,№__ хаттама

Жұмыстың мақсаты: амперметр, вольтметр, ваттметр аспаптардың нақтылығын зерттеу. Аспаптардың вариацияларын және тынышталу уақытын анықтау.

Құралдың нақтылығы, онда белгіленген нақтылық класымен сипатталады.Оған сәйкестігі аспаптың негізгі келтірілген қателікті анықтауымен және сыртқы жағдайдың нормалды жағдайдан өзгеруінен қойылады.

Аспаптың нақтылық класы, жіберілетін қателіктер шамасы және сыртқы жағдайлардың әсерінен өзгерген көрсетулер (аспаптың қалпы, сыртқы температурасы, сыртқы магнит өрісі және т.б.) 1845 – 59 МЕСТ “Электрөлшеуіш аспаптар. Жалпы техникалық шарттар” қалыптасқан.

Мұнда қалқанды және алып жүретін электрөлшеуіш аспаптарға қойылатын жалпы техникалық талаптар бар. Аспаптардың бөлек бөлшектеріне, корпусқа, шкаласына, спиральды серіппелеріне және т.б. немесе аспаптардың жеке категорияларына- амперметр, вольтметр, ваттметр және т.б. техникалық талаптар арнайы жеке мемлекеттік стандарттарда жинакталған.

Құралдың дәлдігі оның қателіктерімен сипатталады:

1. 
   Абсолюттік қателік
   

мұнда – аспаптың көрсетуі;

2. 
   Қатысты қателік
   

3. 
   Келтірілген қателік
   

мұнда - өлшеуіш аспаптың номинал мәні (шкаланың жұмыс бөлгінің соңғы мәні).

Аспаптың көрсетуі қолданылатын жағдайлардан (қоршаған орта температурасынан, сыртқы магнит өрісінен, ток жиілігінен,т.б)тәуелді болады. Өлшенбейтін,бірақ аспаптардың көрсетуін өзгертетін барлық шамалар әсер етуші шамалар деп аталады.

Тіректердегі үйкелулігі, сонымен қатар крендер мен табандықтардың төзуі, параметрлердің тұрақты болмауы, созылмалар және т.б. жағдайлар аспаптардың вариациясына әкеліп соғады. Аспап көрсетуінің вариациясы деп аспаптың қайталама жеке көрсетулерінің арасыдағы, сыртқы жағдайлары өзгермеген кезіндегі өлшеуіш шаманың бір мәніне сәйкес айырмасын айтады. Аспаптың көрсету вариациясы шкаланың жұмыс бөлшегінің соңғы мәнінен пайызбен көрсетіледі және тексеруші құралдың басты қателігін анықтауымен қатар шкаланың әрбір белгіленуінде өлшеуіш шаманың өсу кезінде, содан кейін кему кезінде анықталынады.

1.3.1 Стендтегі аспаптармен танысу. Аспаптардың тізімін құру, есеп қағазына бұл аспаптардың құжаттық берілгендерің жазу.

1.3.2 Әдістемелік құралға сәйкес, вольтметрдің тексеруін жүргізу.

1.3.3 Амперметрдің тексеруін жүргізу.

1.3.4 Ваттметрдің тексеруін жүргізу.

1.3.5 Негізгі келтірілген қателікті анықтау және тексеретін аспаптардың көрсетуінің вариациясын анықтау.

Жұмыс мақсаты: Кернеу мен токтың бөлек тізбектерінің әдісі бойынша бір фазалық индукциялық санауштың схемасын меңгеру. Өлшеуіш механизмнің жұмысын тексеру.

Бір фазалық ток тізбегінде шығындалатын активті электр энергияны өлшеу үшін, 50 Гц жиілікте жұмыс істейтін индукциялық жүйенің электрлік санауышы қолданылады.

Жиіліктің 50 Герцтен жоғары немесе төмен ауытқуы шығындалған энергияны есептегенде үлкен қателікке әкеліп соқтырады.

Интегралдық құрылғы болып табылатын электр санауыштарда белгілі уақыт аралығында шығындалған электр энергия шамасы көлденен білікте бос отырған (2.1 сурет) ролик (4-5 ролик) типтес арнайы санау механизмімен анықталады.

Жүктемені қосқанда роликтік механизм жеңіл алюминий дискі бекітілген тік білігі бар тісті-құртты жеткізіп бергіштің көмегімен айналады.

Дискімен қоса үзіліссіз есептеу механизмінің бірінші ролигі айналады, ал оның толық айналып болуы екінші роликтің айналуына әкеледі. Екінші роликтің толық айналымы үшінші роликтің іске қосылуына әкеледі және т.с.с.

СО санауышында санағыш механизмде біліктен қос құртты жеткізіп бергіш арқылы қозғалысқа келетін, сандар салынған 4 ролик және сол біліктен жай құртты жеткізіп бергіш арқылы жетегі бар қалқада орналасқан дискінің айналым санын меңзейтін жебесі бар. Санағыш механизм мен санауыш дискісінің өсі аралығында орналасқан құртты беріліспен тісті доңғалақтың беріліс санына байлынысты, әр бір тіркелген электр энергия бірлігіне санағыштың қалқанында жеткізіп бергіш дискісінің белгілі айналым сандары жауап береді. Ол санағыш механизмінің беріліс саны деп аталады. Мысалы: 1 кВт. сағ – 5000 диск айналымы.

Санауыштың санағыш механизмінің беріліс санына кері және дискінің бір айналымының нәтижесінде тіркейтін энергияның С_н шамасын санауыштың номиналды тұрақтысы деп атаймыз.

Егер 1 кВт.сағ дискінің айналымына сәйкес келсе, онда санауыштың Вт сек/айналыммен берілген номиналды тұрақтысы келесі түрде анықталады
(2.1)

Белгілі уақыт аралығында шығындалған электр энергиясы шамасы санағыш механизмінде қарастырмалы аралықтың соңы мен басында жүргізілген санақтың айырмашылығымен анықталады.

2.4.1 Эксперименталды қондырғының аспап, аппарат және жабдықтарымен танысып, сынақ хаттамасына оның техникалық сипаттамасын жазып алу.

2.4.2 2.4 суретінде көрсетілген сызба бойынша тізбекті жинақтау.

2.4.3 “П” ауыстырып қысқышты – ге “В” қалпына келтіру. “К” кілтін тұыйқтау.

2.4.4 АТ₁ЛАТР көмегімен кернеуді номиналдыға дейін ақырын көтеру. АТ₂ және R реостатпен санауыштың номиналды тогын белгілеу, санауыштың бастапқы көрсетуін жазып алып, 15 минут бойы осы режимді ұстап тұру, кейін әртүрлі жүктемедегі соңғы көрсетуін жазып алу.

2.4.5 10,25,50,100% номиналды мәнге жақын санауыштың кезекті орамындағы токты R жүктемелі реостатпен белгілеу. Таңдаулы уақыттағы кернеудің тұрақты мәнінде санауыш дискісінің айналым санын есептеу.

2.4.6 “П” бірполюсті ауыстырып қосқышты “С” қалпына келтіріп, дәл сол жүктемелердегі санауыш жұмысын тексеруді жүргізу, бірақ cos=0,5-ке.

2.4.7 Санағыштың сезімталдығын анықтау үшін “П” бірполюсті ауыстырып қосқышты “В” қалпына келтіру, санағыш тогынның 1,5% номиналдығына жақын токты реостатпен реттеп, номиналды кернеуді ЛАТР мен қолдай отыра, токты өзгерту және дискінің тоқтаусыз айналымына әкелетін P_min ең аз қуатты табу керек.

2.4.8 Реостатқа баратын кез келген сымды ажырату арқылы санағыштың кезекті тізбегін үзіп біртіндеп ЛАТР мен өздігінен жүргіштік яғни жүктеменің жоқ кезіндегі дискінің тоқтаусыз айналуына әкелетін кернеуге ауыстыру керек.
3 Зертханалық жұмыс

3.1 Үшфазалық ток тізбегіндегі активті және реактивті қуат пен энергияны өлшеу

Жұмыс мақсаты: Үшфазалық ток тізбегіндегі активті қуат пен энергияны өлшеу әдістерін меңгеру, бірфазалық ваттметр принципімен танысу.

Орама саны аз қалың сымды қозғалмайтын орама тізбекке бір ізді, ал қозғалмалы сыртқы қосылған немесе корпусқа енгізілген қосымша кедергімен тұтынылатын қуат, есептелінетін тізбек бөліміне параллель қосылады.

Аспап шкаласында бүл аспапқа арналған ток пен кернеудің номиналды мәндері келтіріледі. Ваттметр тілшесінің қажетті бағытқа ауыткуы үшін, аспапты қосу заңдылықтарын қатаң сақтау қажет. Мұнда, электр энергиясы аспапқа қысқыштары () жұлдызшамен белгіленген орамалардың генераторлық шегі жағынан келуі керек.

3.2.1 Үшфазалық ток тізбегіндегі активті қуатты өлшеу. Үшфазалық жүйені қосу сызбасында жүктемеге тәуелсіз t₁- t₂ кескінінен активті қуат P келесі түрде анықталады

Толық симметрия кезінде

мұндағы көрсетілген кернеу мен ток арасындағы бұрыш.

«Л» индексі сызықты ток пен кернеуге қатысты,

«Ф» индексі фазалық кернеу мен токты белгілейді.

Кирхгофтың бірінші заңы негізінде және екенін есепке ала отырып, теңдеу тогының бірін алып тастауға болады. (3.3) теңдеуін үш формада таныстыруға болады.

Осы қорытындыға үшбұрыш сызбасына қосқан жағдайда да келуге болады. Сол арқылы, үшсымдық жүйенің лездік қуаты лездік мәнінен орташаға ауысатын екі қосынды соммасымен белгіленуі мүмкін, алатынымыз

мұндағы сызықтық кернеудің әсер ететін мәні, В;

Барлық жүйенің қуатын алу үшін, ваттметр көрсетуін үшке көбейту керек

Егер қабылдағыштар нөлдік нүктесі тиімсіз үшбұрыш немесе жұлдызша етіп қосылса 3.3 суретінде көрсетілген (ваттметрді жасанды нөлдік нүктемен қосу) сызба қолданылады. Сонда кедергісі (мұндағы ваттметрдің параллель тармақтарының қосымша кедергісі)

3.2.3 Екі аспаптар әдісі. Бұл әдіс үшфазалық токтың ассиметриялық үшсымдық тізбегінде қолданылады. Әр фазалардың қуаты әртүрлі жүйе-ассиметриялық жүйе болып есептелінеді. Қуатты өлшеу екі аспаппен жүргізіледі. Өлшем жасау үшін 3.4 суретінде келтірілген сызбаны қолданамыз, үшфазалық жүйенің актив қуатын екі ваттметр көрсетуінің алгебралық қосындысы етіп табады

(3.7)

3.2.4 Үш аспаптар әдісі. Үшфазалық төрт өткізгішті және ассиметриялық жүйесі бар, яғни нөлдік өткізгіш бар кезде қабылдағыштар жұлдызша қосылса үш ваттметр қолданылады. Бұл ретте әрбір ваттметрдің ток орамасы сәйкес желіге қосылады, ал кернеуліліктің бәрі бірігіп, нөлдік өткізгішке қосылады. Осылайша қосқан кезде әр ваттметр бір фазаның қуатын көрсетеді. Жүйенің толық қуаты үш ваттметрдің көрсету қосындысы ретінде анықталады. Қуатты өлшеу сызбасы 3.5 суретінде көрсетілген.

3.2.5 Реактив қуатты өлшеу. Энергия мен реактив қуатты өлшеу үшін аспаптарды арнайы реактивті ваттметр және санауыштармен алмастырған жағдайда, сәйкес актив шамада қолданылған сызбаларды қолдануға болады. Бірақ, реактив шамаларды ерекше сызбамен қосылған бірфазалық токтың жай ваттметрі мен санауыштарын қолданып өлшеуге болады. Егер, өлшенген шаманы үшке көбейтсек, кернеудің үшфазалық симметриялық жүйесінде реактив қуатты фазаның біркелкі жүктемесі кезінде аламыз

(3,8)

Үшфазалық жүктеменің реактив қуатын келесі жолмен де анықтауға болады. Жүктемені үшбұрыш немесе жұлдызша қосу сызбасына тәуелсіз әрбір фазаға ассиметриялық жүйеде және бір фазаға жеткілікті симметриялық жүйеде амперметр мен вольтметрді кезекпен қосу арқылы жеке фазаның [ВА] толық қуатын өлшейді

мұнда - бір фаза вольтметрінің көрсетуі, В;

Актив қуатты ваттметр көрсетуінен анықтайды. Сонда реактив қуатты [вар] келесі қатынас арқылы анықтайды

Осыдан

Берілген жұмыста реактив қуаттың есеп кезіндегі кезектілігін бір фазалық жүйемен жұмыс жасағанда қарастырамыз.

3.3 Жұмыс бағдарламасы

3.1 кестесі - Сынақ қорытындылары

3.3.2 сызбаны жинап, тізбектегі қуатты өлшеу.

Жұмыс мақсаты: екі аспаптарды қолдану тәсілімен тұрақты тоқтағы кіші және үлкен кедергілерді өлшеу.

Өлшенетін кедергінің шамасына және қандай жағдайда,керекті дәлдікпен өлшеу тәсілдерін таңдап, соған сәйкес келетін өлшеу аппараттарын алу керек.

Іс жүзінде әр түрлі кедергілерді өлшеуге тура келеді. Мысалы:Ом-ның миллиондаған бөлігіндей (сымның меншікті кедергісін, контактының кедергісін) немесе Ом-ның 10¹⁴ оданда көп (оқшаулама кедергісін өлшегенде).

Дәлдеп өлшеу талаптарыда әр түрлі. Мысалы: орауыштың кедергісін өлшегенде. Қателік пайызы ондық бөлігінен аспауы керек, ал оқшаулама кедергісін өлшегенде қателік 10-20% пайыз шамасында болады.

Активті кедергіні өлшегенде, ылғалдылығы жоғары болатын сұйық өткізгіштіктерден басқа тұрақты тоқты қолданады.Тұрақты тоқты қолдану өте сезімтал және дәл өлшейтін магнитэлектрлік жүйелі аспаптарды, потенциометрлерді және т.б. қолдануға мүмкүндік береді.

Тұрақты тоқтағы активті кедергіні өлшеудің екі тәсілі бар:

a) сыртай өлшеп нақты бағалау тәсілі;

б) белгілі шамамен салыстыру тәсілі.

4.2.1 Жанама өлшеу. Кедергіні өлшегенде екі тәсіл қолданылады:

a) бір аспаппен өлшеу тәсілі (өлшейтін кедергінің шамасына қарай вольтметрмен немесе амперметрмен);

б) екі аспаппен өлшеу тәсілі (вольтметр және амперметр).

4.2.2 Кедергіні бір аспаппен өлшеу тәсілі. Аспаптың кедергісін біле отырып, белгісіз кедергіні бір аспап тәсілімен өлшеуге болады.

4.2.3 Вольтметр тәсілі. Белгісіз кедергіні, вольтметрмен өлшеу схемасы 4.1 суретінде берілген. П ауыстырып қосқышты «1» қалпына тұйықтаған кезде (-вольтметрдің көрсетуі).

Ауыстырып қосқышты 2-ге қойғанда вольтметр көрсеткені Кирхгоф заңымен анықталады

Бұл тәсілдің қателігі аз болады өйткені ток көзінің кедергісі өте аз.

Тоқ көзінің ішкі кедергісі көп болса, онда оның кернеуі қосқыштың 1 және 2 жағдайында тең болмайды.

4.2.4 Амперметр тәсілі. Бұл тәсілмен белгісіз кедергіні R₁ өлшеу схемасы 4.2 суретінде орын басу тәсілін іске асырады. Егер ауыстырып қосқыш «1» тұрса амперметрдің көрсеткіші мына формуламен анықталады

Егер ауыстырып қосқыш «2» тұрса амперметрдің көрсеткені мына формуламен анықталады

Егер R₀ кедергісін магазин түрінде келтірсе, оның көмегімен I₁ және I₂ токтарын теңестірсе, онда: R_x = R₀ болады.

Сондықтан, ең оңайы амперметр және вольтметр көмегімен өлшеу.

Бұл схеманың артықшылығы өлшейтін кедергіден қолдану кезіндегідей тоқты өткізуге болады, бұл кедергілерді өлшегенде өте маңызды, өйткені кедергінің мәні токтан тәуелді. Аспаптарды қосудың екі түрі бар, оладың принципиалды схемалары 4.3 және 4.4 суреттерінде корсетілген.Оларды 4.3 суретінде көрсетілген схема бойынша өлшесе аспаптар мынаны көрсетеді

(4.7)

Егер бірінші қатынасты екінші қатынасқа бөлсек өлшеген кедергінің жуық мәнін ғана табамыз

(4.8) теңдеуінен өлшеген кедергінің нақты мәні шығады

Басқаша айтқанда өлшеудің абсолюттік қателігі анықталады

Ал қатысты қателігі

Бұдан көрінетіні R_x>>R_А шарты жақсы орындалса, соғұрлым қателік аз болады.

Сондықтан 4.3 суретіндегі схемамен үлкен кедергілер өлшенеді. Салыстырмалы қателік мына формуламен есептелуі мүмкін

(4.12)

мұндаи -сәйкес аспаптардың қатысты қателіктері, олар келесі формулалар арқылы анықталады

мұнда и - аспаптардың класына сай берілген вольтметрдің, амперметрдің өлшегендегі қателіктері;

(4.12) формуласынан шығатыны, өлшеу дәлдігі аспаптың дәл өлшеуінен тәуелді.

Схема бойынша өлшегенде (4.4 суретіндегі) аспаптардың көрсетулері

(4.14)

Бұл жағдайда жақындаған мәні тең болады

(4.15) өрнегінен өлшеген кедергінің нақты мәні шығады

Бұл жағдайда өлшеудің абсолюттік қатесі

ал қатысты қателік

(4.17) және (4.18) қатынасынан шығатыны мынау: егер R_x <v жағдайы жақсы сақталса, соғұрлым өлшеу дәлдігі жоғары болады.

Сондықтан (4.4 суретіндегі) схемамен кіші мәнді кедергілерді өлшейді.

Өткендегі схемадағы сияқты өлшеудің қатысты қателігін мына формуламен есептейміз

С±рыптаудыњ көрсетуіндей екі аспап тәсілін қолданғанда мына қатынас сақталса

4.3.1 Жұмысқа арналған аспаптар және қондырғылармен танысу керек. Хаттамаға аспаптардың паспорттық көрсеткіштерін еңгізу керек.

4.3.2 4.5 суретіндегі сүлбені жинап кілтті “2” – ге қойып аз мәнді кедергіні өлшеуге дайындаймыз. кедергісін ауыстырып қосқыштың үш жағдайында өлшейміз (min, mid, max).

4.3.3 Өлшеген мәндерді 4.1 кестесіне еңгіземіз.