Измерване на формата на вълната и напрежението

Формата на кривите на напрежение и ток се счита за практически синусоидален, ако някоя от неговите ординати се различава от съответната ордината на синусоида, равна на нея по амплитуда, със сегмент, който не надвишава 5% от амплитудата.

Синусоидалността може да бъде тествана по няколко начина. Използвайки най-простия от тях, наблюдавайте изследваната крива на екрана на катодно-лъчев осцилоскоп.

За това две идентични синусоидални линии са предварително нанесени върху екрана на устройството или върху прозрачна плоча, изместена вертикално една спрямо друга с 10% от тяхната амплитуда (фиг. 1).

След това тестваното напрежение се прилага към Y входа на осцилоскопа и чрез регулиране на усилването по канала Y и периода на почистване, постигнете такъв размер на кривата на екрана, така че да се намира вътре в лентата, ограничена от спомагателните синусоиди. Ако това успее, тогава напрежението се счита за практически синусоидално.

Ориз. 1. Спомагателни криви за определяне на формата на тока и напрежението с помощта на осцилоскоп с катоден лъч

За да разгледаме втория начин за определяне на синусоидалността на крива, въвеждаме няколко определения. Както знаете, стойността на периодична променлива може да се характеризира с ефективните, средните и максималните (амплитудни) стойности. Ако периодичното количество x се промени според синусоидален закон, тогава всички негови стойности са свързани помежду си по определен начин.

Например, съотношението на стойността на амплитудата към ефективната стойност, наречена коефициент на гребен ka = xm/ х = √2 = 1.41, отношението на средната стойност за половин период към стойността на амплитудата, наречена коефициент на средната стойност kСр = xcp / xm = 2/π = 0.637 и накрая съотношението на ефективната стойност към средната стойност, наречено съотношение на страните ке = x / xСр = π / (2√2) = 1,11.

Фокусирайки се върху тези съотношения, стандартът позволява да се определи синусоидалната форма на кривата на периодично количество въз основа на резултатите от едновременното измерване на средните и ефективните стойности. Кривата се счита за почти синусоидална, ако 1.132> kph> 1.088.

Поради факта, че повечето от измервателните уреди, използвани на практика, са калибрирани в средносрочни стойности, не винаги е възможно директно да се измерват средните и средносрочните стойности. В този случай изследваната стойност се измерва едновременно чрез амплитудни (пикови) и електродинамични волтметри. Ако е необходимо да се определят и трите наименувани коефициента, трябва да се свърже токоизправител волтметър.

Показанията на волтметъра и коефициентите, характеризиращи синусоидалността на формата, са свързани със следните съотношения: ka = 1,41U1/ U2, кf = U2/0,9U3, kcp = 0,673 = U3/ U1, където U1, U2, U3 — показания на амплитудни, електродинамични и токоизправителни волтметри на скали, калибрирани в средносрочни стойности на синусоидално напрежение.

Пример. За да се определи несинусоидалната форма на кривата на напрежението на вторичната намотка на трансформатора, фазовото напрежение се измерва едновременно с амплитуда V3-43, електродинамичен D-556 и токоизправител Ts4317 волтметри.

Показанията им бяха U1 = 76 V, U2 = 61 V, U3 = 59, 5 V. След това ka = 1,41 x 76/61 = 1,76, ке = 1,11 x 61 / 59,5 = 1,14, kcp = 0,637 x 59,5 / 76 = 0,5

Поради факта, че за синусоидална крива тези коефициенти трябва да бъдат съответно 1,41, 1,11 и 0,637, може да се заключи, че напрежението на вторичната намотка на трансформатора има несинусоидална форма. Обърнете внимание на факта, че при синусоидално напрежение показанията и на трите волтметра трябва да са равни.