Материал: Лаб_9_10

3.3. Токовые клещи

Токовые клещи ДИЦЕ представляют собой измерительный трансфор-

матор тока с разъемным магнитопроводом, благодаря чему этим магнитопроводом может быть охвачен проводник с током, характеристики которого подлежат измерению. Размыкание магнитопровода происходит с помощью рукояток, и в целом это устройство внешне напоминает обыкновенные кле-

щи, из-за чего оно и получило свое название. Внешний вид токовых клещей и принцип их применения показан на рис. 3.3. Первичная обмотка здесь об-

разуется проводником с измеряемым током.

Электромагнитное поле, возбуждаемое измеряемым током, замыкается через магнитопровод токовых клещей, и в обмотке этого магнитопровода возникает ток, пропорциональный измеряемому. Для измерения характери-

стик этого вторичного тока можно использовать обычные амперметры переменного тока или вольтметр переменного тока в комбинации с нагрузочным резистором, как это показано на рис. 3.3. Значение сопротивления это-

го резистора 10 Ом.

Рис.3.3. Токовые клещи

ВНИМАНИЕ! Как и во всяком трансформаторе тока, вторичная об-

мотка токовых клещей не должна быть разомкнутой. Перед применени-

ем токовых клещей их выходные концы должны быть обязательно замкнуты на нагрузочный резистор RH , значение сопротивления которого должно быть точно известно и находиться в пределах 10 - 30 Ом. Сила тока во вто-

ричной обмотке измеряется путем измерения падения напряжения на рези-

сторе RH с последующим делением полученного значения напряжения на

21

RH .

3.4. Лабораторный макет

Схема лабораторного макета приведена на рис. 3.4 и на его лицевой панели. Лабораторный макет предназначен для имитации измерения падения напряжения на элементе электрической цепи удаленного объекта. На макете имитируется также сопротивление длинных линий, по которым изме-

ряемое напряжение подводится к вольтметру, и помехи, действующие на промышленных объектах. Кроме того, макет содержит источник перемен-

ного тока, подлежащего измерению с помощью трансформатора тока и (или) токовых клещей. Зажимы 16 и 17 этого источника служат для

Рис.3.4. Схема лабораторного макета

22

подключения первичной обмотки трансформатора тока. Данный источник работает только при условии подключения его к силовой сети 220 В с помощью выключателя, расположенного на правой стенке макета.

Переменный ток, действующее значение которого подлежит измере-

нию, протекает по сопротивлению нагрузки Rн через первичную обмотку трансформатора тока, которая подключается к зажимам 16, 17. Это сопро-

тивление нагрузки расположено внутри корпуса макета.

4.Методические указания по выполнению работы

4.1.Порядок выполнения п. 1. Программы работы

Кзажимам 8, 2 макета подсоединяются выходные зажимы генератора напряжения Г3-112, выдающего на выходе синусоидальное напряжение.

Кзажимам 5, 2 макета подключаются параллельно все имеющиеся стрелочные вольтметры индукционной и электродинамической системы, а

также вольтметр переменного напряжения В3-38. Устанавливается действующее значение выходного напряжения генератора, заданное препода-

вателем. Преподаватель задает также значения частоты f1,f2,...,fn, где f1 =

25 35 Гц, при которых надлежит выполнять измерения. В этом ряду частот должна быть частота, равная частоте напряжения сети.

На заданных частотах выполняются измерения действующего значения напряжения всеми вольтметрами, и результаты измерений u(fi) заносятся в таблицу 4.1. Действующее значение измеряемого напряжения поддержива-

ют постоянным, контролируя его неизменность с помощью вольтметра В338, обладающего широким частотным диапазоном.

Эксперимент выполняется до частоты, при которой показания всех электромеханических вольтметров снизятся до 0.2 от первоначального зна-

чения.

При оформлении отчета вычисляют значения uн(fi) нормированных частотных характеристик путем деления результатов, полученных с помо-

щью вольтметра каждого типа, на его показание при f = 50 Гц по формуле (9). Результаты этого деления, то есть значения частотных характеристик заносят в таблицу 4.1 и наносят на один график в логарифмическом масштабе, соединяя точки плавными линиями с указанием типа прибора у каждой линии.

23

При каждом значении fi по формуле (10) вычисляют значения относи-

тельных частотных погрешностей:

uf i uн(fi ) 1 100%,

которые также записывают в таблицу 4.1. Значения uf i для всех вольт-

метров наносят на один отдельный график в логарифмическом масштабе, соединяя точки плавными кривыми с указанием типа прибора у каждой кривой. По полученным результатам для каждого из вольтметров определяют частотный диапазон, в котором относительная частотная погрешность

uf не превышает значения относительной инструментальной погрешности

ин измерения, выполненного при частоте f = 50 Гц .

Значения верхних частот fв частотных диапазонов вольтметров запи-

сывают в последний столбец таблицы 4.1.

Сравнивают между собой показания различных приборов и их частот-

24

ных диапазонов и делают выводы.

4.2. Порядок выполнения п. 2. Программы работы

Настоящий пункт Программы работы выполняется в соответствии с указаниями п. 4.1, но на сигнале прямоугольной формы. Для получения та-

кого сигнала необходимо переключить соответствующий тумблер на передней панели генератора. Все результаты заносятся в таблицу вида таблицы

4.1, перед которой следует указать, что эксперимент выполняется при сигнале прямоугольной формы.

При оформлении отчета следовать указаниям п. 4.1.

4.3. Порядок выполнения п. 3. Программы работы

Схема соединений приведена на рис. 4.1.

Переменный ток, действующее значение которого подлежит измере-

нию, потребляется от зажимов 16, 17 лабораторного макета.

Выходные концы токовых клещей И 54 присоединяют к однодекадно-

му магазину сопротивлений и устанавливают на нем значение сопротивле-

ния RH , равное 10 Ом. Для измерения на нем напряжения к нему присо-

единяют вольтметр В3-38 и устанавливают предел измерений 30 мВ. В

дальнейшем при выполнении измерений подбирают предел

измерений так, чтобы угол отклонения стрелки был наибольшим. К зажимам И1 , И2 трансформатора тока подсоединяют амперметр электромагнит-

ной или электродинамической системы и устанавливают на нем предел из-

25