15.4. Измерение коэффициента мощности, последовательности чередования и сдвига фаз, частоты

1 5.4.1. В однофазных цепях синусоидального тока коэффициент мощности можно определить по измеренным напряжению, току и ак­тивной мощности:

Таким же образом по измеренным величинам можно определить ко­эффициент мощности в трехфазной цепи при симметричной нагрузке

Если в трехфазной симметричной цепи измерены активная и реактив­ная мощность, то коэффициент мощности можно определить по формуле

Коэффициент мощности для симметричной нагрузки можно найти при измерениях двумя ваттметрами (рис. 15.9)

по нему определяют

Средневзвешенный коэффициент мощности за определенный период времени вычисляют измерением активной и реактивной энергии:

Коэффициент мощности можно измерить непосредственно трехфаз­ным ферродинамическим фазометром. Измерительный механизм фа­зометра — это логометр с двумя подвижными катушками на общей оси. Угол поворота стрелки зависит от сдвига фазы между током и напряже­нием. На рис. 15.13 приведена схема включения трехфазного фазомет­ра. Этот фазометр нужно включать в электрическую цепь, контролируя правильность чередования фаз.

15.4.2. Сдвиг фаз также непосредственно измеряется фазометром. Обычно шкала фазометра градуируется в значениях угла ф, или coscp.

Промышленность изготовляет одно- и трехфазные фазометры элек­тродинамической системы.

Для измерения сдвига фаз используют также электронные фазомет­ры. Электронные фазометры измеряют промежуток времени между мо­ментом перехода через нуль двух синусоидальных величин. Точность электронных фазометров достаточно высока. Так, фазометр Ф2-1, ра­ботающий в диапазоне частот 20 Гц... 100 кГц, имеет погрешность ± (l + 0,1ф_п ) , где ф_п — предельное значение измерения.

Цифровой фазометр Ф2-16 работает в диапазоне частот 20 Гц...2 МГц еще с большей точностью.

Сдвиг фаз между двумя напряжениями можно измерить с помощью электронно-лучевого осциллографа методом эллипса. Одно синусои­дальное напряжение подается на вертикальный, а другое — на горизонтальный канал осциллографа. Сигналы создают на экране эллипс. Из­меряются геометрические параметры эллипса и находится сдвиг фазы

где А — большая ось эллипса; а — малая ось эллипса.

При измерении сдвига фаз осциллографом погрешность составляет 5... 10%.

15.4.3. Промышленность выпускает ферродинамические фазоуказатели — приборы для определения последовательности чередования фаз. Три фазы присоединяются к зажимам прибора. Соответствующее отклонение стрелки (положительное или отрицательное) показывает прямое или обратное чередование фаз.

15.4.4. Большое значение имеет измерение частоты синусоидаль­ной величины. Для измерения низких частот (до 2 кГц) применяют элек­тромагнитные и электродинамические частотомеры. Принцип действия частотомера основывается на изменении индуктивного сопротивления в зависимости от частоты тока. Шкала таких приборов градуируется в значениях частоты сети.

Для измерения высоких частот используются аналоговые электрон­ные и цифровые частотомеры.

Цифровые электронно-счетные частотомеры имеют большую точ­ность и работают в диапазоне частот 0,01 Гц... 12 МГц. Погрешность измерения частоты состоит из погрешности частоты кварцевого гене­ратора ±1 единица счета.

Резонансные частотомеры применяются главным образом в радио­технике. Эти приборы измеряют частоту в диапазоне 125 кГц...70 ГГц, имеют высокую надежность и простую конструкцию. Принцип действия состоит в настройке колебательного контура в резонанс с измеряемым сигналом. Резонансные частотомеры имеют погрешность измерения 0,05...0,1%.

С точностью 5... 10% частоту можно измерить осциллографом по фигурам Лиссажу. На один канал осциллографа подается сигнал, часто­та которого измеряется, а на второй — напряжение известной частоты. На экране осциллографа вычерчивается фигура Лиссажу, которая будет неподвижной при кратном отношении частот.