Краткие теоретические сведения. Упрощённая схема устройства однофазного счётчика переменного тока

Упрощённая схема устройства однофазного счётчика переменного тока

При протекании тока по обмотке электромагнитов возникают переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2, создаётся вращающий момент М, действующий на диск 3. Вращающий момент, приложенный к диску, выражается формулой

Где К1, К2 –постоянные коэффициенты, Ф2–поток, пропорциональный напряжению U на нагрузке; φ–угол сдвига по фазе между U и I; P–активная мощность нагрузки. Этот момент вызывает вращение диска. При вращении диска в поле тормозного, постоянного магнита 6 в диске индуктируются вихревые токи, взаимодействие которых с полем того же магнита создаёт тормозной момент, пропорциональный скорости вращения V диска, т.е. Мт=КзV. При постоянной нагрузке скорость вращения диска счётчика постоянна, чему соответствует равенство вращающего и тормозного моментов М=Мт. Отсюда следует, что К2=КзV;

Полученное выражение показывает, что скорость вращения диска счётчика пропорциональна мощности нагрузки. Если в течении времени t израсходована энергия A=Pt, то имея в виду, что P=KV, получим A=Pt=K2Vt=CN, где N–число оборотов диска счётчика. Следовательно израсходованная энергия пропорциональна кол-ву оборотов диска счётчика. Т.о., по числу оборотов диска счётчика можно судить об израсходованной энергии. Она регистрируется счётным механизмом 5, приводимым в движение от червяка, укреплённого на оси счётчика. Счётный механизм представляет собой счётчик оборотов. Число оборотов диска, которое вызывает изменение показателей счётного механизма на единицу измеряемой величины, называется передаточным число счётчика, т.е. энергия, зафиксированная счётным механизмом за один оборот диска, носит название постоянной счётчика. Передаточное число и постоянная счётчика зависят от конструкций счётного механизма и остаются для данного счётчика неизменными величинами. Показания счётчиков не могут быть достаточно точными. Наиболее существенными причинами, нарушающими точность работы счётчиков, являются: –изменение силы трения в подпятнике и подшипнике; –явление гистерезиса в катушках; –влияние внешних магнитных и электрических полей и т.д.. Перечисленные причины приводят к тому, что счётчик работает с ошибками, превышающими определённую норму. Согласно ГОСТ 6570-53 погрешности счётчика не должны превышать погрешности своего класса (1;2;2,5) точности при cosφ=1. Проверка точности счётчика производится путём сравнения энергии, подсчитанной по приборам амперметру и вольтметру. Определяем мощность P=IU, т.к. cosφ=1, при активной нагрузке. Предварительно подсчитывается постоянная счётчика. Затем по секундомеру отсчитывается время, соответствующее оборотам диска. Энергия, подсчитанная по счётчику, равна A=CN [Вт с]. Энергия, подсчитанная по контрольным приборам Ao=IUt [Вт с], где t–время зафиксированное секундомером.

Абсолютная погрешность счётчика ΔА=|A–Ao|. Величина ΔА может быть положительной (счётчик спешит) и отрицательной (счётчик опаздывает). Погрешность счётчика приходящаяся на один оборот диска выражается в % будет . По классу точности прибора эта погрешность должна быть не более .

Ход работы:

1. Собрали схему:

2. Определяем постоянную С пользуясь паспортными данными.

3. Производим проверку правильности показаний счётчика по приборам амперметру, вольтметру и секундомеру для трёх режимов его работы, соответствующих нагрузке при положении ключей: включены 1)-К1; 2)– К1 и К2; 3)– К1, К2 и К3. Значения тока устанавливаем последовательным подключением резисторов R1, R2, R3. При изменении режима нагрузки напряжение при помощи автотрансформатора (ЛАТРа) поддерживаем номинальное значение, указанное на шкале счётчика (220). Результаты измерений заносим в таблицу.

Вывод: Мы изучили устройство, принцип действия счётчика, сделали проверку правильности показаний по приборам амперметру, вольтметру и секундомеру для трёх режимов его работы.