Masurarea Puterii si a Energiei Electrice

MASURAREA PUTERII SI AENERGIEI ELECTRICECAPITOLUL 1Generalitati privind masurarea marimilor fizice........................pag.2

Conceptul de masurare...............................................................pag.3

Metoda de masurare...................................................................pag.4

Parametrii caracteristici ai aparatelor de masura........................pag.5

CAPITOLUL 2Procesul de masurare...................................................................pag.6

1. msurandul..........................................................................pag.6

2. metoda de masurat.............................................................pag.6

3. aparatul de masurat............................................................pag.7

4. etalonul...............................................................................pag.7

5. osciloscopul........................................................................pag.8

CAPITOLUL 3

Mijloace electrice de masurare.....................................................pag.11

Masurarea energiei electrice.........................................................pag.11

Masurarea tensiuni si curentului continu......................................pag.11Masurarea puteri electrice.............................................................pag.13

Aparate analogice-numerice de masura si control........................pag.18

Masurarea intensitati curentului electric.......................................pag.20

Tipuri de erori de masura..............................................................pag.21

Reguli de protecti munci...............................................................pag.23

Capitolul 1Generalitati privind msurarea mrimilor fizice

Descrierea din punct de vedere cantitativ a fenomenelor, a caracteristicilor si proprietatilor corpurilor din lumea inconjuratoare se face cu ajutorul unor marimi.Pentru cunoasterea valorilor acestor marimi se apeleaza la masuratori.

Domeniul care se ocupa de masurarea marimilor se numeste metrologie.

Operatia de masurare consta in compararea cantitativa a marimii de masurat (necunoscuta) cu o marime cunoscuta, de aceeasi natura. Cantitatea supusa operatiei de masurare se numeste masurand, iar rezultatul masurarii se numeste valoarea masurata.

Ansamblul operatiilor efectuate pentru realizarea unei masuratori reprezinta metodade masurare.

Instrumentul care realizeaza masuratoarea (conversia masurandului intr-o valoare masurata, perceptibila operatorului) se numeste aparat de masura.

Ansamblul aparatelor de masura, a componentelor de prelucrare, indicare, stocare si transmisie a marimilor catre alte sisteme formeaza sistemul de masura.

Metrologia este un domeniu al tehnicii cu radacini in spatiul fizicii si ramnificatii in toate sectoarele sectoarele activitatii practice omenesti-printre care si cel al electonicii-care se ocupa cu tehnica masuratorilor, adica cu mijloacele si metodele pentru determinarea cantitativa-valorica a marimilor fizice . Metrologia-ca disciplina de sine statatoare-se refera la intreg ansamblul fenomenelor fizice pe care le studiaza din punct de vedere propriu si anume acela al masurarii, care este-in esenta-o comparare experimentala de marimi, ea stabilind: standardele unitatiilor de masura si ale etaloanelor de referinta pentru aceste unitati, procedeele de comparare a marimilor cu etaloanele si caractersticile de performanta,ca:interval, game, rezolutie,sensibilitate, fidelitate, dinamica,mobilitate, precizie, etc, care,in general, se numesc caracteristici metrologice.Importanta practica a masuratorilor electrice in tehnica moderna nu mai necesita sublinieri ;atat schimburile de energie cat si schimburile de informatie se fac cel mai frecvent pe suportul marimilor magnetice,a caror masurare precisa conditioneaza desfasurarea proceselor implicate.

Prin masurari electrice se intelege masurarea marimilor electromagnetice, prin orice mijloace, electromecanice, electrotermice, electrooptice, electronice etc.Referindu-ne la procesul de cunoatere a unui fenomen, putem spune c att experimentul ct i msurarea ocup un loc important.Crearea unor mijloace tehnice din ce n ce mai perfecionate pentru scopurile practice, a utilizat din plin cuceririle tiinei i, pe de alt parte, a contribuit la dezvoltarea acesteia. Dezvoltarea tehnicilor de msurare i a aparaturii aferente a fost condiionat i impulsionat de interdependena care exist ntre tiin itehnic.Msurrile electrice sunt indispensabile n toate ramurile industriale, constituind o verig important n procesele de producie, n controlul calitii materiilor prime,aproduselorintermediareifinale,ndezvoltarea,cercetrii,n,toate,domeniile.n aceeai ordine de idei, putem spune c i consumurile de energie electric sunt real nregistrate dac aparatele utilizate n acest scop nu introduc erori de msurare, lucru care este posibil dac, periodic, acestea sunt verificate i reglate.Conceptul de masurare

Masurarea este o activitate experimentala de tip informatie al carei scop este obtinerea unor date cantitative cu privire la proprietatile unui obiect sau mai general ale unui sistem si redarea lor intr-o forma potrivita pentru observator ( utilizator ). Semnificatia ( interpretarea ) pe care observatorul (utilizatorul) o atribuie acestor date cantitative, prin intermediul conventiilor folosite pentru reprezentarea lor, constituie informatia care este necesara in procesul continuu de cunoastere, comunicare si conducere ( decizie )

Msurarea tensiunilor i curenilor n practica industrial se realizeaz cu ajutorul voltmetrelor i respectiv a ampermetrelor. Msurarea tensiunilor alternative mici se efectueaz cu aparate cu termocuplu sau cu redresori uscai. Msurarea tensiunilor mijlocii 600 750 V se realizeaz cu voltmetre de diverse clase de precizie.Dintre tipurile de voltmetre existente, se utilizeaz mai frecvent n practic urmtoarele: voltmetre electromagnetice pentru msurri curente, voltmetre electro-dinamice pentru msurri cu precizie mai mare, voltmetre electrostatice care permit efectuarea msurtorilor fr consum de curent, voltmetre termice pentru msurarea tensiunilor nesinusoidale, voltmetre de inducie i voltmetre electronice. Dac n reeaua examinat n cadrul bilanului, exist tensiuni nalte, atunci, n schema de msur, se utilizeaz transformatoare de tensiune pe secundarul crora se monteaz voltmetrul pentru determinarea tensiunii coborte. nmulind valoarea msurat cu raportul de transformare, se poate determina tensiunea real n reeaua electric.Msurarea curenilor se face cu ajutorul ampermetrelor montate n circuit cu i fr unturi. n practica industrial, pentru msurarea curenilor pn la 100 A, se utilizeaz aparate electrodinamice conectate direct n circuit. Pentru msurarea curenilor de peste 100 A, se utilizeaz n schema de msur un transformator de curent, care reduce intensitatea curentului la 5 A i n unele situaii, la 1 A. Pentru msurarea curenilor de nalt frecven, se utilizeaz aparate electronice clasice sau aparate numerice de msur.Metode de masurare

Clasificarea metodelor de masurare dupa modalitatea de comparare a masurandului cu etalonul:-metoda comparatiei simple: masurandul se compara direct cu etalonul, prin intermediul unui dispozitiv de comparare- metoda compararii prin permutare (gauss): compararea se face prin doua masuratori succesive, la care masurandul si etalonul se permuta intre ele- metoda compararii prin substitutie (borda):compararea se face in doua etape, prin introducerea unei marimi suplimentare cunoscute (denumita tara). Marimea suplimentara se compara pe rnd cu masurandul si cu etalonul

- - -----

metoda diferentiala: se determina diferenta dintre masurand si un etalon fix, prin compararea directa a celor doua marimi

- metoda de zero (caz particular al metodei diferentiale): se ajusteaza un etalon variabil pna cnd diferenta fata de masurand este nula

- metoda de aditionare :compararea se face cu mai multe etaloane (egale sau diferite) a caror valoare se insumeaza astfel inct sa rezulte masurandul

- metoda de raport: compararea se face cu ajutorul unui dispozitiv de raport.

Clasificrea metodelor de masurare dupa marimea sesizata:- metode directe: se masoara direct marimea dorita

- metode indirecte: marimea masurata se obtine indirect, prin masurarea altei marimi (intermediare) de care aceasta depinde.

Clasificarea metodelor de masurare dupa legatura cu masurandul:- metode cu contact: aparatul de masura intra in contact direct cu masurandul

-metoda fara contact: aparatul nu intra in contact direct cu masurandul.

Dispozitivul de afisare a marimii masurate se poate face:- analogic sau digital;- local sau la distanta;

- pe suporturi si sub forme diferite:

- pe hartie (grafic sau tabelar)

- pe dispozitiv indicator analogic (cadran)

- pe dispozitiv indicator numeric (numeric) - pe ecran (similar afisajului din camera de comanda, sub forma grafica, diagrame cu bare, tabele etc).

Parametrii caracteristici ai aparatelor de masura

Parametrii caracteristici ai aparatelor de masura descriu relatia de legatura intre marimile de intrare Xi si marimile de iesire YiDaca limita inferioara este zero, nu se specifica de obicei.

Se recomanda ca valorile normale de functionare sa se afle intr-un interval mai mic cu 40 - 60% decat domeniul de masura (pentru a putea masura si valori din afara regimului normal de functionare).

SCARA (INTERVALUL) DE MASURA = modulul diferentei dintre cele doua limite care definesc domeniul de masura.CONSTANTA APARATULUI DE MASURA = coeficientul cu care se multiplica indicatia de pe cadran pentru a obtine valoarea masurandului. Aparatele cu o scara de masura au o singura constanta, de obicei unitara. Aparatele cu scari multiple au cate o constanta pentru fiecare scara.SENSIBILITATEA = raportul dintre variatia marimii de iesire si variatia marimii de intrare pentru o valoare anume a marimii de intrare

PRAGUL DE SENSIBILITATE = valoarea minima a marimii de masurat care poate fi sesizata cu ajutorul aparatulu.REZOLUTIA = cea mai mica modificare a marimii de intrare care produce o modificare detectabila a marimii de iesire

PRECIZIA = capacitatea unui aparat de a indica valori cat mai apropiate de valoarea conventional adevarata a masurandului

EROAREA = diferenta algebrica dintre valoarea masurata si cea conventional adevarata (reprezinta opusul preciziei). Eroarea se poate exprima ca eroare absoluta sau relativa.CLASA DE PRECIZIE= procentul cu care poate varia valoarea masurata fata de cea reala pentru domeniul de masura al aparatului (din scala aparatului).Clase de precizie uzuale: pentru masuratori in exploatare: 1,0; 1,5; 2,5; 4, iar pentru masuratori de laborator: 0.5 - 2

TIMPUL DE REACTIE(TIMPUL DE RASPUNS) = timpul necesar marimii de iesire sa reactioneaze intr-o limita prestabilita ca urmare a variatiei bruste a masurandului.Capitolul 2

Procesul de masurare Scopul masurarii este obtinerea experimentala a unei informatii cantitative asupra anumitor proprietati ale unui obiect sau sistem si exprimarea ei sub o forma adecvata pentru utilizator. Asamblul operatiilor experimentale care se executa in vederea obtinerii rezultatului masurarii constituie procesul de masurare.

Procesul de masurare contine urmatoarele elemente principale: 1.masurandul (marimea de masurat) 2.metoda de masurare

3. aparatul de masurat

4.etalonul

5.osciloscopul

In functie de natura, precizia si scopul masurari, aceste elemente au o importanta relativa diferita. Ele determina marea varietate a masurilor in general si a masurilor electrice in particular.

1. Masurandul -nu toate proprietatile unui obiect sau ale unui sistem sunt masurabile. O prima conditie de masurabilitate este ca marimea sa constituie o multime ordonabila, adica o multime in care sa se poata defini relatiile de egal, mai mic si mai mare intre elementele ei.

O mrime msurabil trebuie s se constituie ca omulime ordonat

Msurandul poate fi o mrime:

Activ, cu energie proprie Wx : se preia o fraciune Wm