Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства Бозев Иван Стефанов

Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства
<
Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Бозев Иван Стефанов. Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства : ил РГБ ОД 61:85-5/2759

Содержание к диссертации

Введение

I. Анализ режимов в знергеті4ческих сетях и пи'шцшов построения средств измерения мощности и энергии 10

I.1. Предварительные замечания 10

I.2. Анализ режимов в энергетических цепях 10

I.3. Структура электронных счетчиков и специфические требования, предъявляемые к ним 20

I.4. Анализ и классификация существующих принципов построения приборов для измерения мощности и энергии 26

I.5. Анализ множительных устройств, используемых в приборах для измерения мощности и энергии , 31

I.6. Анализ входных преобразователей 41

I.7. Выводы 43

I.8. Формулировка задачи исследования 45

II. Теоретический анализ погрешностей средств излерения мощности и энергии и развитие структурных схем для построения приборов переменного том 47

II.І. Предварительные замечания 47

II.2. Анализ характера инструментальных погрешностей средств измерения мощности и энергии и развитие структурных схем для построения таких приборов на переменном токе 47

II 3. Анализ погрешности входных и выходных блоков 58

II.4. Выбор периода переключения входных сигналов. 73

II.5. Определение конкретной структурной схемы ЭС активной электрической энергии и определение требований, к отдельным блокам этой структурной схемы 86

II.6. Выводы по второй главе 90

III. Разработка. принципиальной схемы и теоретический анализ погрешностей' прибора дтія измерения элжтро-энергии 93

III.І. Предварительные замечания 93

III.2. Принципиальная схема и оценка погрешности входного преобразователя напряжения и коммута тора полярности КПІ 93

III.З. Принципиальная схема и анализ погрешности вход ного преобразователя тока 100

III.4. Анализ погрешностей преобразователя мощность- частота 103

III.5. Анализ погрешности прибора 136

III.6. Количественная оценка значений погрешностей прибора 144

III.7. Сравнительная оценка полученных метрологичес ких и эксплуатационных характеристик разрабо танного прибора 148

III.8. Рекомендации по проектированию средств измерения мощности и энергии в энергетических цепях. 150

IV. Эксперижнтальные исследоваш'ш и вопросы метролошческого обеспечения электронных счетчиков 153

ІV.1. Предварительные замечания 153

ІV.2. Анализ протоколов испытаний счетчиков активной электрической энергии "ІАР00І" и

"Е0-0І" 153

ІV.3. Частотные погрешности счетчика "ІАР00І".. 157

ІV.4. Экспериментальное исследование влияющих па раметров на нелинейность функции преобразо вания прибора 160

ІV.5. Вопросы метрологического обеспечения 167

ІV.6. Выводы по четвертой главе 178

Заключение 179

Література 182

Приложения

Введение к работе

Грандиозны успехи электроэнергетики. Растет энерговооруженность промышленности и сельского хозяйства, приводящая к бурному увеличению потребления электроэнергии. Современная тенденция экономии энергетических ресурсов ставит задачу точного учета вырабатываемой и потребляемой электроэнергии и оптимального управления электроэнергетическими системами. Требования к информационно-измерительным системам (ИИС) и автоматическим системам управления технологическими процессами (АСУ ТП), самыми важными из которых являются быстродействие, высокая точность и надежность, могут быть выполнены только при автоматизации процессов измерения, переработки информации, управления и регистрации.

Измерительные преобразователи (ИП) мощности и энергии относятся к группе средств информационно-измерительной техники, уровень разработки которых еще не удовлетворяет требованиям современной промышленности, науки и техники. Трудности при создании Ш мощности и энергии обусловлены отсутствием прецизионных, быстродействующих и надежных аналоговых и аналого-цифровых множительных устройств (МУ), необходимых для реализации сложной зависимости мощности от мгновенных значений напряжения и тока в исследуемой цепи.

Один из перспективных путей решения проблемы принципиального повышения точности учета энергии и измерения мощности переменного тока заключается в разработке электронных счетчиков (ЭС) и ваттметров. Современный уровень развития микроэлектроники и теории измерительных преобразователей информации создал реальные предпосылки для разработки серийных промышленных ЭС, отличающихся от электромеханических аналогов повышенными точностыо, порогом чувствительности, линейностью нагрузочных характеристик, надежностью, расширенными рабочими диапазонами нагрузок, уменьшенными значениями дополнительных погрешностей, независимостью точности измерения от вибрации, тряски и одиночных ударов, возможностью дистанционной связи с АСУ ТП и ЇЇЙС электроэнергии, малой зависимостью точности измерения от уровня нелинейных искажений токов и напряжения сети.

Степень, в которой удовлетворяются эксплуатационные требования, предъявляемые к цифровым ваттметрам и ЭС, определяется выбранным методом преобразования мощности в цифровой эквивалент, способом сочетания операции умножения и интегрирования, элементной базой основных функциональных узлов, с помощью которых осуществляется умножение, интегрирование и включение прибора в измеряемую цепь.

В электроэнергетике большое распространение получили системы переменного трехфазного и однофазного тока. Самыми важными параметрами, характеризующими энергетические соотношения в этих системах являются активная мощность и активная энергия. Поэтому далее будут рассматриваться методы и средства измерения именно активной мощности и энергии переменного однофазного и трехфазного тока.

Для поверки промышленных ЭС переменного тока класса точности 0,5 и 0,2 нужны образцовые счетчики с основной погрешностью ±0,1$ и 0,05$, снабженные с вычислительными блоками для обеспечения высокой производительности труда.

Исследование по созданию средств измерения мощности и энергии в электроэнергетических сетях с более высокой точностью чем известные разработки, представляет собой одну из актуальных задач электроизмерительной техники. Этой задаче посвящена диссертационная работа.

Целью исследовании в работе является создание ЭС повышенной точности для промышленного серийного производства, а также создание образцовых ЭС для их поверки. Для достижения указанной выше цели в работе решены следующие задачи:

- проведен анализ режимов в энергетических цепях промышленных предприятий и специфических требований, предъявляемых к ЭС с точки зрения обеспечения требуемых метрологических и эксплуатационных характеристик приборов для измерения с повышенной точностью мощности и энергии в энергосетях;

- проведен обзор и классификация существующих принципов построения приборов для измерения мощности и энергии с целью выявления перспективных направлений развития этих приборов;

- анализированы погрешности средств измерения мощности и энергии, обобщен подход к принщшам построения приборов для измерения мощности и энергии с учетом их метрологических и эксплуатационных характеристик и предложены структурные схемы с уменьшенными значениями погрешностей, подходящие для построения серийнопригодных приборов для измерения с повышенной точностью мощности и энергии в энергосетях;

- предложена методика анализа погрешностей приборов для измерения мощности и энергии, построенных по предложенным структурным схемам;

- проведено теоретическое исследование составляющих погрешностей предложенной схемы прибора. Выявлен ряд дополнительных факторов, влияющих на погрешность преобразования. Получены новые зависшлости. Учет полученных выражении облегчает проектирование приборов;

- на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны ЭС промышленного назначения типа "ІАР00І" и образцовый ЭС типа "ЕО-ОГ», ЭС типа "ІАР00І" внедрен

в серийное производство. Образцовый ЭС типа "Е0-0І" утвержден для использования в качестве образцового счетчика при поверки счетчиков класса точности 0,5 и 0,2.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Результаты исследований по обоснованию требуемого частотного диапазона приборов для измерения с повышенной точностью мощности и энергии в энергосетях.

2. Классификация и сравнительная оценка характеристик известных средств измерения мощности и энергии и выявленные основные направления их развития.

3. Новый подход к принщшам построения приборов для измерения мощности и энергии переменного тока, предложенные структурные схемы и методика определений, погрешности приборов, разработанных по предложенным структурным схемам.

4. Результаты теоретического исследования инструментальных погрешностей отдельных блоков и разработанного прибора в целом.

5. Результаты анализа методической погрешности использованного МУА

6. Результаты проведенных экспериментальных исследовании.

7. Разработанные рекомендации по проектированию средств измерения мощности и энергии в энергетических цепях.

Материал диссертационной работы изложен в четырех главах. В конце диссертации рассмотрены основные результаты исследования и указана библиография публикации, связанных с рассматриваемой проблемой. В приложении приведены протоколы государственных . испытаний счетчиков типа "IAPOOI" и "Е0-0І" и материалы внедрения.

Автор выражает искренную признательность научному руководи-телю профессору Ш.Ю.Исмаилову за поддержу и ценные советы по развитию направления проводимых работ, а также коллегам по кафедрам АСНЙКИ и ИЙТ-ЛШ, принимавшим участие в обсуждениях по данному вопросу и из сеіщии "Цифровые приборы" Института приборостроения - г.София, принявших участив в вычислительной и экспериментальной работе. 

Анализ режимов в энергетических цепях

Активная мощность Р периодических сигналов То Здесь \ЦЬ) и і (г) - мгновенные значения напряжения и тока в .исследуемой цепи.

При синусоидальных сигналах напряжения и тока, выражения для определения активной Р, реактивной Q и полной S мощности, следующие:

Здесь U ж 1 - действующие значения напряжения и тока; ф -фазовый сдвиг между сигналами напряжения и тока.

Полная активная и реактивная мощности при синусоидальном режиме связаны зависимостью:

Отношение COS(p=.P/S называют коэффициентом мощности.

Б случае несинусоидальных сигналов тока и напряжения, активная и реактивная мощности могут быть выражены амплитудным и фазовым спектром сигналов

Здесь обозначает порядковый номер гармонической составляющей.

В этом случае величины Р, Q и S связаны с зависимостью где Ru - мощность искажений, характеризующая степень различия форм кривых сигналов U [і) и Ш),

При отсутствии в кривых напряжения и тока постоянных составляющих иногда оперируют эквивалентными синусоидальными сигналами, тлеющими те же действующие значения напряжения и тока, что и заданные кривые.

Эти синусоидальные сигналы должны быть сдвинуты на угол fy , при котором средняя мощность будет такой же, т.е. Ulcosty-Р. Тогда COS (р называют коэффициентом мощности, а реактивную мощность определяют как

Активную мощность электрической цепи можно измерять в соответствии с приближенной зависимостью-fc - моменты дискретизации; /7 - число дискретизации за один период Т; К - порядковый номер дискретизации.

Выражения, определяющие активную и реактивную энергию, следующие: , Характерной особенностью систем электроснабжения современных крупных промышленных предприятий является большой удельный вес нагрузок, вольт-амперная характеристика которых нелинейна. К нелинейным нагрузкам относятся в первую очередь вентильные преобразователи, установки электросварки, электродуговые печи, а также газоразрядные лампы и силовые трансформаторы. В реальных условиях ряд электроустановок работает, как правило, в неустановившихся режимах. Это относится в первую очередь к электроприводам реверсивных станов, электродуговым печам и сварочным установкам. Поэтому кривые токов и напряжений сети оказываются непериодическими и представление их в виде гармонического спектра амплитуд требует дополнительного обоснования.

По существу формирование спектров этих кривых обусловлено действием большого числа факторов, как связанных между собой, так и независимых и таким образом представляет собой случайный процесс. Как известно, такие кривые имеют либо сплошной, либо дискретный, либо смешанный спектр.

Для анализа процессов и решения инженерных задач, связанных с несинусоидалышми кривыми токов и напряжений, существенное значение имеет соотношение между энергиями дискретного и сплошного спектров, характеризующее удельный вес каждых из этих составляющих. Токи и напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий в подавляющем большинстве случае имеют смешанные спектры, однако удельный вес энергии сплошного спектра настолько мал, что практически приходится считаться лишь со спектром гармоник, амплитуды и фазы которых изменяются во времени /I/. Совокупность амплитуд /\у образует дискретный амплитудный спектр. Соответственно совокупность начальных фаз (fi/ образует дискретный фазовый спектр.В СССР допустимый уровень гармоник определен ГОСТ 13109-67

Анализ погрешности входных и выходных блоков

При анализе погрешности до сих пор принималось, что в структурных схемах рис.2.3 и 2.5 измеряемые сигналы подводились с соответствующей полярностью на входы прибора.

На практике переключение полярности входных сигналов выгодно осуществлять в приборе с помощью электронных элементов. Б таком случае проведенный анализ погрешности в п.П.2 относится только к той части прибора, что находится после коммутаторов полярности. Для оценки влияния отдельных блоков на погрешность прибора удобно принять, что блоки, которые не анализируются, имеют идеальные ФП.

Входные блоки ВХБІ и ВХБ2, располагающиеся от входов прибора до коммутаторов полярности КПІ и КП2 (рис.2.6) характеризуются одномерными ФП:где Xl и У і - сигналы на выходе ВХБ; fa и Sn - коэф чТжциенты ФП. В этом случае для ФП прибора, принимая, что ФПчасти прибора, расположенной после входных блоков- іщеальная иимеет віці; І - ХіУі получается:

При условии, что идеальные ФП входных блоков должны быть соответственно Xi = Ki X и iji z SV У , для относительной погрешности прибора 4? /1Г/ , вносимой этими блоками, при

Если из функций (2.12) и (2.II) принять во внимание только члены до второй степени включительно, функция (2.14) принимает вид:(2.15)

Из выражений видно, что одновременное наличие членов нулевого порядка Ко и So в ФП входных блоков приводит к увеличению погрешности при малых нагрузках и к наличию "самохода" ЭС. Интеграл членов первой степени KiSoX и Ко Si У при переменном токе равен нулю. Наличие членов KsSoX и КоЭгУ приводит к нелинейности ФП. Члены K2S1А У и KiS2Xy приводят к Как видно из проведенного анализа выражения (2.15), при оценке погрешности входных блоков невозможно определить погрешности, вносимые каждым блоком в отдельности, поскольку погрешность зависит от параметров обоих входных блоков на входе идеального множительного устройства. Поэтому для оценки погрешности приборов необходимо представить их в вида структурной схемы рис.2.7. При этом МУ представлено как состоящее из трех нелинейных блоков (НБІ, НБ2 и БЕЗ), связанных с входами и выходом зішішалентного множительного устройства (ЭМУ). Такое представление реального МУ вполне возможно и при этом облегчается теоретический анализ, легче получаются ФП ИБІ, НБ2, НБЗ и ЭМУ, чем ФП МУ в віще (2.4).

На входах и выходе ЭМУ (рис.2.7) образуются цепи из последовательно связанных блоков, каждый из которых имеет ФП вида (2. II), (2.12). Исходя из ФП этих блоков можно найти ФП каждой цепи, которая имеет тот же самый общий вид (2.II). ФП ЭМУ имеет вид (2.4) и KJJ = І, На основе ФП входных цепей,выходной цепи и ЭМУ, для каждого состояния КПІ и КП2 можно найти ФП прибора, имеющей вид (2.4). При каждом состоянии КПІ и КП2, имея ФП прибора, для составляющей погрешности 4?/2 от несоответствия этой функции идеальной можно заключить что:

В соответствии с выражением (2.10) можно найти погрешность прибора. Этот подход является очень громоздким и поэтому рассмотрим возможности его упрощения.

Сумма в скобках выражает приведенный к входу блока выходной сигнал.При приведении входного сигнала X рассматриваемого блокак входу цепи ( Хвх ), учитывая коэффициент усиления AV бло .ков между входом цепи и входом рассматриваемого блока, для(2.17) справедливо выражение:При определении К нужно принимать во внимание и его знак.

Если принять что все коэффициенты Un , кроме коэффициента Qf = І в выражении (2.18) намного меньше единицы (на практике это обычно так), то допустшяо определить ФП цепи из

О последовательно связанных блоков в соответствии с выражением:где, Ki и Qn - коэффициенты ФП ty -того же самого блока. При этом упрощении определения ФП допускается погрешность второго порядка малости.

Как видно из (2.19), ФП цепи из последовательно связанных блоков имеет коэффициент усиления равный произведению коэффициентов усиления отдельных блоков, а коэффициенты перед степенями входного сигнала (исключая первой степени) равны сумме соответствующих коэффициентов в ФП отдельных блоков, представленной в виде (2.18).Для оценки влияния погрешности блоков на погрешность прибора у входа ЭМУ" (рис.2.7), рассмотрим подробнее ФП этих блоков, учитывая четырехкратное измерение в соответствии с (2.10).

Принципиальная схема и оценка погрешности входного преобразователя напряжения и коммута тора полярности КПІ

Предлагаемая принципиальная схема входного трансформатора напряжения, вместе с коммутатором полярности КПІ, показана на рис.3.1. Основное назначение этого блока состоит в обес -печении надежной электрической изоляции между входом и электронной частью прибора. Требование нормативных документов составляет 2 кВ, но ведущие фирмы обеспечивают 4 кВ и выше /114/. Далее следует согласование уровня входного сигнала с входом измерительного блока.

Для уменьшения погрешности, габаритных размеров и веса измерительного трансформатора напряжения при использовании ферромагнитных материалов общего назначения (силициевая сталь) он вьшолнен на основе трансформатора напряжения с компенсацией погрешностей в магнитной цепи /90,91/. В этом случае нетрудно получить противофазные напряжения и легче реализуется коммутатор полярности у самого трансформатора. При этом фазовые погрешности оказываются достаточно малыми и не требуются дополнительные настроечные операции, которые усложняют технологический процесс производства. Конструкция трансформатора показана на рис.3.2.

Обмотка возбуждения VI создает в магнитопроводе Ml магнитный поток. Обмотки Wz ж W3 охватывают первый и второй (М2) магнитопроводы. Основная часть охваченного обмоткой Wz магнитного потока создается током h , протекающим через обмотку Wi . Относительно небольшое значение тока І2 обеспечивает малую погрешность трансформатора работающего в режиме, близком к холостому ходу.

В литературе отсутствуют подробные рекомендации по конструированию подобных трансформаторов и поэтому рассмотрим подробнее его погрешности.

Выражения напряжений Us и 11з обмоток Wz и W3 следующие Здесь: Умі] - магнитная проводимость контура, охваченного обмотками Wi и Ц/j, ; Умій - магнитная проводимость рассеяния обмотки Wi по отношению к обмотке Щ: ;Wi - "число витков на обмотке Wi ; Ui - напряжение на обмотке Wi ; її - ток в обмотке Wi ; о) 2п4- - угловая частота входного сигнала.

При определении погрешности трансформатора магнитопровод принимается линейным. Влияние нелинейности рассмотрено отдельно.

Для абсолютной погрешности A U трансформатора, приведенной к входному напряжению, учитывая, что коэазфициенттрансформации Кт = W2/W3 , из выражений (3.1) получимКак ввдно из (3.2), погрешность трансформатора имеет три» составляющие и зависит от значений токов її и І2 , от сопротивления R.2 обмотки W2 и от коэффициентов магнитной связи обмоток WA , Wz и И/з Токи U и Ї2 определяются следующими выражениями Учитывая, что наилучший режим работы трансформатора соот-ветствует минимальному току І2 и имея в виду, ЧТО І2 Jf а также не учитывая погрешности второго порядка малости для токов li и І2 подучим

Анализ выражений (3.4) и (3.5) показывает, что ток 1г зависит от конструкщш Ші и соотношения витков Ж= Wz/Wj. Ток имеет минимальное значение при соотношении:где - действительная часть отношения.Ток J 2 всегда отличается от нуля ввиду нелинейности и комплексного характера магнитной проводимости Унлг . При изменении коэффициента /И в окрестности минимума тока 1г фаза тока І2 меняется быстрее, чем его амплитуда.

Магнитная связь между обмотками зависит исключительно от конструкции этих обмоток. Существуют различные способы увеличения этой связи /92,125/, но в данном случае нужна надежная электрическая изоляция между обмотками, что усложняет технологичность обмоток. В трансформаторе разработанного счетчика2 Т7 — л IAPOOI использованы цилиндрические обмотки, имеющие простую технологию изготовления при обеспечении прочной электрической изоляции /90,91/. Обмотка W% ИТН выполнена как симетричес-кая и навита бифилярно. Для этой конструкции можно пренебречь различием мезду коэффициентами трансформации для двух состояний Kill.Поскольку значения и фазы тока І2 и магнитной проводи-мости УМ43 зависят от качества магнитопровода и параметров рассеяния, то значения погрешностей отдельных трансформаторов существенно различаются. Амплитудную погрешность йо1 трансформатора можно исключить при подстройке прибора. Нелинейность магнитопровода зависит от качества его материала и приводит к изменению коэффициента трансформации основной гармоники и наличию высших гармоник на выходе трансформатора. Произведение последних с высшими гармониками в составе другого входного сигнала имеет пренебрежимо малые значения.

С учетом отмеченного целесообразно оценить максимальную фазовую погрешность Л % трансформатора, погрешности нелинейности и погрешности нестабильности Лог с достаточным запасом считать равными 20$ максимальной шлплитуды погрешности

Экспериментальное исследование влияющих па раметров на нелинейность функции преобразо вания прибора

Для экспериментальной оценки влияния частоты ШИМ на инструментальные погрешности прибора выполнены дополнительные экспериментальные исследования. С этой целью в счетчике IAPOOI путем изменения значения емкости СЗ изменялась частота ШИМ в пределах от 2 кГц до I МГц и определялись погрешности счетчика. Измерения проводились с частотой 50 Гц при синусоидальных сигналов тока и напряжения (нелинейные искажения менее 1%) по методу образцового счетчика. Погрешность измерения не превышала 0,05 и не учитывалась. В таблице 4.2 показаны значения погрешности прибора g при V =0,8; I и 1,2 l/и (соответственно ГП = 0,56; 0,7 и 0,84). Как видно от результатов измерения, при увеличении частоты Е М выше 50 КГц обнаруживается мультипликативная погрешность и погрешность нелинейности, в соответствии с выражениями (3.58) и (3.53). На рис. 4.2 показана нелинейность прибора при различных частотах Jb . Принято что мультипликативная погрешность исключена при U = UH.

С целью определения влияния изменения входного напряжения на относительное значение четной составляющей 5о= 2о/2н ( 2и - номинальное значение входного сигнала) показаны ее значения при напряжениях 0,8; I и 1,2 и при отсутствии токовой нагрузки. Четная составляющая предварительно сводилась к нулю при номинальном входном напряжении. Измерение значения четной составляющей осуществлялось при помощи цифрового реверсивного индикатора импульсов, который подключался к входам реверсивного счетчика электронного счетчика IAPOOI (рис.3.4) и отсчитывалисъ изменения в показаниях реверсивного цифровогоиндикатора за период переключения Тп. Изменение в показаниях цифрового индикатора за два соседние интервала 777 равно нулю. Как видно из полученных результатов, влияние изменения входного напряжения на значение четной составляющей выходного сигнала пропорционально частоте /о ШЙМ и соответствует выражению (3.99).

При уменьшении частоты то ПШ в пределах 2 кГц (табл.4.3 и рис.4.3) инструментальные погрешности имеют относительно небольшие значения, и измеренные значения соответствуют методической погрешности ІЖ М.

Полученные экспериментальные значения методической погрешности Jb. , соответствующие значения fe , полученные при помощи дШі и значения fa , полученные на базе предложенного выражения (3.28) не отличаются друг от друга более, чем на о% (табл.4.3). При изменении фазового сдвига между входными сигналами и при изменении токовой нагрузки, экспериментальные значения методической погрешности практически не изменяются (табл.4.4).

С целью подтверждения степени влияния паразитной емкости Спг и отклонения значений резисторов Вч , Rs , Яв и R8 от их номинальных значений на нелинейность ФП прибора проведены экспериментальные исследования. Для этого определена погрешность электронного счетчика ІАР00І с частотой ШИМ /о =10 кГц и G3 = 10 нФ тлеющего погрешность нелинейности менее 0,02$ (табл.4.2, fo = Ю кГц) при различных значениях влияющих параметров.

Изменение значения паразитной емкости Г/72 осуществлялось при помощи подключения дополнительного конденсатора Ср, между коллекторной цепью транзистора Т4 и общей точкой "нуль".Полученные экспериментальные результаты Уэ и результаты Jk , соответствующие выражению (3.58) показаны в табл.4.5 и на рис. 4.4. Как видно из полученных результатов, характер изменения погрешности соответствует теоретическому анализу.

Имея в виду результаты табл.4.5 и 4.2 можно сказать, что при увеличении частоты ШИМ модулятора, основное влияние на погрешности нелинейности оказывает паразитная емкость коллекторной цепи транзистора Т4 по отношению к общей точке "нуль".

При изменении значения паразитной емкости См в пределах от 100 пі до 4 нФ, дополнительные погрешности показанные в табл.4.5, тлеют пренебрежимое влияние на нелинейность ФП ШЙМ по отношению влияния

Для определения влияния отклонений резисторов Рч , fa, Re и #8 на нелинейность ФП изменялось значение резистора Яб . Полученные экспериментальные результаты tfa показаны в табл. 4.6 и на рис.4.5. При изменении значений резисторов &т (fo), R z и U 5 , нелинейность ФП не была обнаружена.

Как видно из таблицы 4.6, экспериментальные результаты fo и теоретические результаты ft находятся в соответствии с выражениями (3.45), (3.47), (3.69) и (3.71), а также совпадают и подтверждают правильность результатов анализа.При разработке и производстве средств измерения с точностью выше, чем используемых в настоящее время, одним из основных вопросов является их метрологическое обеспечение на стадиях производства и эксплуатации.Метрологическое обеспечение средств измерения предусматривает:

Похожие диссертации на Электронные счетчики электрической энергии высокой точности. Исследование и разработка приборов для серийного производства