Messfehler Analog-Messinstrument
Werbung
ES 22 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK Kapitel 22 Repetitionsfragen Messinstrumente Messtechnik Verfasser: Hans-Rudolf Niederberger Elektroingenieur FH/HTL Vordergut 1, 8772 Nidfurn 055 - 654 12 87 Ausgabe: April 2009 Copy is right Die Autoren haftet nicht für irgendwelche mittelbaren oder unmittelbaren Schäden, die in Zusammenhang mit dem in dieser Publikation Gedruckten zu bringen sind. Die vorliegende Publikation ist nicht geschützt. Alle Rechte liegen beim Verwender. Kein Teil dieser Publikation darf verborgen bleiben. Der Autor wünscht, dass alles reproduziert wird. Vielen Dank für eine Rückmeldung, ihre Anregungen und Ergänzungen. www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN 22.9 Repetitionsfragen 22.9.1 Repetitionsfragen EST 22 101 EST 22 102 EST 22 103 EST 22 104 Frage Was heisst messen? Frage Welche drei Messgeräte und Anzeigesysteme kennen Sie? Frage Welche drei Analogen Messsysteme kennen Sie? Frage Welche Grössen können mit dem Dreheisenmesswerk gemessen werde? www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 105 EST 22 106 EST 22 107 a EST 22 107 b ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Welche Symbol hat das Drehspulmessinstrument? Frage In welchem Skalenbereich muss bei analogen Messinstrumenten gemessen werden? Frage Welche elektrotechnischen Grössen können mit Messgeräten bestimmt werden (5 Beispiele) ? a) Grössen b) Instrumente c) Einheiten d) Schemazeichen Frage Welche elektrotechnischen Grössen können mit Messgeräten bestimmt werden (5 Beispiele) ? a) Grössen b) Instrumente c) Einheiten d) Schemazeichen www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 107 c EST 22 108 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Welche elektrotechnischen Grössen können mit Messgeräten bestimmt werden (5 Beispiele) ? a) Grössen b) Instrumente c) Einheiten d) Schemazeichen Frage Was bedeuten die untenstehenden Symbole? 3 1 EST 22 109 EST 22 110 2 4 5 Frage Wie kann der Messbereich beim Messen erweitert werden? a) Voltmeter b) Amperemeter Frage Zeichne ein Messbereichserweiterung bei der Strommessung! a) Schema b) Messgeräte c) Alle Teile bezeichnen www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 111 EST 22 112 EST 22 113 EST 22 114 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Berechnen Sie für ein Messgerät mit einem maximalen Strom von 300mA den notwendigenParallelwiderstand, wenn der Verbraucherstrom 3A beträgt und der Innenwiderstand des Messgerätes mit 0,48 Ohm angegeben wird! Frage Welche Grössen können mit dem Elektrodynamischen Messgerät gemessen werden? Frage a) Welche Messgeräte kennen Sie bezüglich der Genauigkeitsklassen? b) Welche Klassenindexe werden diesen zwei Messgerätetypen zugeordnet? Frage Zeichnen Sie das Symbol eines Dreheisenmesswerkes. www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 115 EST 22 116 EST 22 117 EST 22 118 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Zeichne ein Messbereichserweiterung bei der Spannungsmessung! a) Schema b) Messgeräte c) Alle Teile bezeichnen Frage Berechnen Sie für ein Messgerät mit einem maximalen Spannung von 10V den notwendigen Seriewiderstand, wenn der Verbraucherstrom 3A und die zu messende Spannung 100 V beträgt. Der Innenwiderstand des Messgerätes wird mit 100 kOhm und der Messstrom mit 0,1mA angegeben! Frage Wie funktioniert ein Dreheisenmesswerk? Frage Erkläre und begründe die Reaktion des Zeigers am Wattmeter, wenn die Anschlüsse des Strompfades vertauscht werden! www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 119 EST 22 120 EST 22 121 EST 22 122 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Zeichne die Messschaltung mit einem Wattmeter! Frage Ein Prüfvoltmeter für 0 bis 600 V nimmt bei der Maximalspannung 1,1 mA auf. Berechnen Sie a) den Widerstand des Voltmeters, b) den Leistungsverbrauch im Voltmeter beim Anschluss an 600 V, c) den Leistungsverbrauch im Voltmeter beim Anschluss an 220 V. Frage Ein Messinstrument hat beim 6-A-Bereich einen inneren Widerstand von 0,2 . Berechen Sie den Spannungsverlust im Instrument beim Nennstrom. Frage Ein Schalttafel-Voltmeter für 0 bis 60 V hat einen inneren Widerstand von 9000 . a) Berechnen Sie den erforderlichen Vorwiderstand, wenn der Messbereich auf 300 V erweitert werden soll. b) Zeichnen Sie ein Schema, und tragen Sie Strom und Spannungen ein. www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 123 EST 22 124 EST 22 125 EST 22 126 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Ein Voltmeter mit 150 Skalenteilen und Anschlussklemen für 150 V, 300 V, und 600 V Messbereich liegt an der Spannung 138 V. Bestimmen Sie den Zeigerausschlag bei jedem Messbereich (Skalenteilstriche) Frage Ein Vielfach-Messinstrument mit 30 Skalenteilen hat folgende Messbereiche: a) b) c) d) 1,5 V 150 V 0,003 A 0,3 A 6V 300 V 0,015 A 1,5 A 30 V 600 V 0,06 A 6A Bestimmen Sie für jeden Bereich den angelegten Messwert. Der Zeigerausschlag beträgt jeweils 23,6 Skalenteile. Stellen Sie die Ergebnisse in einer Tabelle zusammen. Frage Ein altes Voltmeter für 0 bis 50 V nimmt bei 35 V 2,8 mA auf. Welcher Vorwiderstand ist erforderlich, wenn mit diesem Instrument Spannungen bis 250 V gemessen werden sollen? Frage Der Spannungsabfall im 800-A-Shunt beträgt bei Nennstrom 60 mV. Berechnen Sie a) den Widerstand des Shunts, b) den Verlust im Shunt bei Nennstrom. www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 127 EST 22 128 EST 22 129 EST 22 130 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Ein Drehspulinstrument für 300 V hat die Genauigkeitsklasse 1,5. a) Anzeigefehler des Instruments in V? b) Zwischen welchen Werten kann die Spannung liegen, wenn das Gerät 75 V anzeigt? c) Wie viele % vom Messwert beträgt der max. Fehler, wenn das Instrument 45 V anzeigt? Frage Ein Voltmeter der Klasse 2,5 (tolerierte Abweichung 2,5 % des Skalenendwertes) mit den Messbereichen 150 V, 300 V und 600 V ist an 126 V angeschlossen. a) Berechnen Sie für jeden Bereich den Anzeigefehler in V und den prozentualen Fehler für den Messwert 126 V. b) Wie gross wären dieselben Werte bei einem Instrument mit der Genauigkeitsklasse 1? Frage Das an einen 150/5-A-Stromwandler angeschlossene Amperemeter zeigt 3,4 A an. Berechnen Sie den Strom in der Hauptleitung. Frage Ein Amperemeter für 0 bis 6 A hat einen inneren Widerstand von 0,15. a) Welchen Widerstand muss der Shunt aufweisen, wenn Ströme von 0 bis 30 A gemessen werden müssen? b) Zeichnen Sie ein Schema, und tragen Sie die Ströme ein. www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 131 EST 22 132 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Ein Wattmeter mit einem Strommessbereich von 0 bis 5 A und zwei Spannungsmessbereichen für 0 bis 150 V und 0 bis 300 V hat eine Skala mit 150 Teilstrichen. a) Welche Leistungen können mit dem Wattmeter gemessen werden? b) Welcher Leistung entspricht jeweils ein Skalen-Teil W/ST (Instrumentenkonstante c)? Frage Was zeigen die Messinstrumente an beim Anschluss eines Heizkissens 40W/ 220V an 220 V Netzspannung a) b) bei der Schaltung 1 V Voltmeter 0 bis 250 V RV = 4000 EST 22 133 EST 22 134 bei der Schaltung 2 A A RL V RL Amperemeter 0 bis 0,3 A RA = 6 Frage Beschreibe den Aufbau des Prüfstiftes anhand einer Skizze! (Phasenprüfer) Frage Beschreibe den Stromkreis, wenn mit dem Prüfstift gemessen wird (Skizze)! www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 135 EST 22 136 EST 22 137 EST 22 138 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Warum leuchtet der Prüfstift auch beim Berühren des unterbrochenen Neutralleiters auf? Frage Zähle 6 wichtige Punkte auf, die beim Kauf eines Vielfachinstrumentes für den täglichen Gebrauch des Elektromonteurs wichtig sind! Frage Aus welchen Gründen soll der Zeiger beim Messen im letzten Drittel der Skala stehen? Frage Mit welcher Schalterstellung beendigt man eine Messung mit einem Vielfachmessinstrument? www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 139 EST 22 140 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Aus welchen Gründen misst man mit Drehspulinstrumenten falsch, wenn die Messgrösse nicht sinusförmig sind? Frage Auf welchem Prinzip funktioniert das „Zangen-AMeter“? Schema eines Zangenamperemeters mit analogem Messsystem EST 22 141 EST 22 142 Frage Welche elektrischen Grössen muss der Elektromonteur mit Messgeräten messen können? (Nenne sechs) Frage Nenne die Messgerätenamen der sechs obengenannten Messgrössen! www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 143 EST 22 144 EST 22 145 EST 22 146 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Was versteht man unter den Bezeichnungen: a) Analoges Messgerät? b) Digitales Messgerät? Frage Jedes analoge Messgerät hat am unteren Rand der Skala eine Reihe von Zeichen. a) Welche? b) Was bedeuten Sie? Frage Was heisst „Genauigkeitsklasse 2,5“? Frage Erkläre den Unterschied im Aufbau und in der Wirkungsweise eines: a) Drehspulmesswerks und eines b) Dreheisenmesswerks www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 147 EST 22 148 EST 22 149 EST 22 150 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Ein Messwerk mit einem Messbereich von 100 mV hat einen inneren Widerstand von 100 . Berechne die Vorwiderstände für die Messbereiche: a) 150 V b) 300 V c) 600 V. Frage Durch ein Drehspulmesswerk mit RM=1,5 darf höchstens ein Strom von 40 mA fliessen. Durch Shunten soll der Messbereich auf 1A und 4A erweitert werden. Berechne die Nebenwiderstände! Frage Erkläre das Prinzip der analog-digitalen Signalumwandlung! Frage Nenne die Vorteile eines DVM (Digital-Voltmeter)! www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 151 EST 22 152 EST 22 153 EST 22 154 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Welche elektrischen Grössen können mit den Vielfachmessgeräten im Praktikum gemessen werden? Frage Auf welche Punkte ist der Reihe nach zu achten, bevor mit Vielfachmessgeräten Messungen durchgeführt werden? Frage Das elektrodynamische Messgerät wird meist als Wattmeter eingesetzt. Es besteht im Wesentlichen aus zwei Spulen. a) Wie heissen diese Spulen? b) Wie sind sie geschaltet? c) Welches sind ihre äusseren Merkmale? Frage Wie können elektrische Leistungen gemessen werden? www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 155 EST 22 156 EST 22 157 EST 22 158 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Zeichne eine Messschaltung mit einem Verbraucher, an dem die Spannung, der Strom und die Leistung gemessen werden können! Frage Zeichne das Schema zur Widerstandsmessung mit dem Ohmmeter! Frage Zeichne den Aufbau einer Widerstandsmessbrücke! Frage Wann werden Widerstandsmessbrücken eingesetzt? www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 159 EST 22 160 EST 22 161 EST 22 162 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Wie sind Isolationsmessungen durchzuführen? Frage Welche Messwerte sind bei der ISO-Messung einzuhalten? Frage Worin besteht der Hauptunterschied zwischen: a) Analog-Messgeräten b) Digital-Messgeräten und c) Kathodenstrahl-Oszillograph? Frage Bestimmen Sie die Skalenbeschriftungen: www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 163 EST 22 164 EST 22 165 EST 22 166 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Bestimmen Sie die Skalenbeschriftungen: Frage Bestimmen Sie die Skalenbeschriftungen: Frage Bestimmen Sie die Skalenbeschriftungen: Frage Wie gross können die Anzeigefehler sein bei einem Messgerät a) der Klasse 0,5 für einen Messbereich von 250 V? b) der Klasse 1,5 für einen Messbereich von 500 V? www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 167 EST 22 168 EST 22 169 EST 22 170 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Frage Wie gross können a) der Anzeigefehler in V und in % eines Spannungsmessers der Klasse 0,5 mit einem Messbereich von 300V sein? b) der Anzeigefehler in V und % des gleichen Messgerätes bei einer Messung von 150 V und einer von 250 V? Frage Wie wird eine Fehlerrechnung mit einem Digtalen messgerät ausgeführt? Frage Welchen Wert zeigt ein Messgerät bei der Spannungsmessung an? Frage Was bedeutet die Abkürzung TRMS? www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 2 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSAUFGABEN Repetitionsaufgaben 22.9.2 EST 22 1 Anordnung von Messgeräten Was zeigen die Messinstrumente an beim Anschluss eines Heizkissens 40 W , 220V an 230V Netzspannung: a) bei der Schaltung links, b) bei der Schaltung rechts? Voltmeter 0 bis 250V Ri 4' 000 Ampèremeter 0 bis 0 ,3 A Ri 6 www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 2 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Schalttafel-Voltmeter Ein Schalttafel-Voltmeter für 0 bis 60V hat einen inneren Widerstand von Ri 9' 000 . a) Berechnen Sie den erforderlichen, wenn der Messbereich auf 300V erweitert werden soll. b) Zeichnen Sie ein Schema und tragen Sie alle Werte ein. EST 22 3 Prüfvoltmeter Ein Prüfvoltmeter für 0 bis 600V nimmt bei der Maximalspannung 1,1 mA auf. Berechnen Sie a) den Widerstand des Voltmeters, b) den Leistungsverbrauch des Voltmeters an 600 V , c) den Leistungsverbrauch des Voltmeters an 230 V . www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 4 EST 22 5 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Amperemeter Ein Messinstrument hat beim 6 A -Messbereich einen inneren Widerstand von 0,2 . Berechnen Sie den Spannungsverlust im Instrument beim Nennstrom. Shunt-Widerstand Der Spannungabfall im 400 A -Shunt beträgt 60 mV . Berechnen Sie a) den Widerstand des Shunts, b) den Leistungsverlust im Shunt bei Nennstrom. www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 6 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Messbereichserweiterung Ampèremeter Ein Ampère-Meter für 0 bis 6 A hat einen inneren Widerstand von 0,15 . a) Welchen Widerstand muss der Shunt aufweisen, wenn Ströme von 0 bis 30 A gemessen werden müssen? b) Zeichnen Sie das Messschema und tragen alle elektrischen Werte ein. EST 22 7 Skaleneinteilung Voltmeter Ein Volt-Meter mit 150 Skalenteilen und Anschlussklemmen für 150V , 300V und 600V Messbereichen liegt an der Spannung 138V . Bestimmen Sie den Zeigerausschlag bei jedem Messbereich in Skalenteilstrichen. www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 8 EST 22 9 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Messbereichserweiterung Voltmeter Ein altes Volt-Meter für 0 bis 50V nimmt bei 35V einen Strom von 2 ,8 mA auf. Welcher Vorwiderstand ist erforderlich, wenn mit diesem Instrument Spannungen bis 250V gemessen werden sollen? Für welche Leistung muss der Vorwiderstand gebaut sein? Welcher Normreihe müsste der Widerstand entnommen werden (auch Farbcode angeben)? Viefach-Analog-Messinstrument Ein Vielfach-Messinstruen mit 30 Skalenteilen hat folgende Messbereiche: 1,5V 6V 30V 150V 300V 600V 0 ,003 A 0 ,015 A 0 ,06 A 0 ,3 A 1,5 A 6A Bestimmen Sie für jeden Bereich den angelegten Messwert. Der Zeigerausschlag betzrägt jeweils 23,6 Skalenteile. Stellen Sie die Ergebnisse in einer Tabelle zusammen. www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 10 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Messfehler Analog-Messinstrument Ein Voltmeter der Klasse 2,5 (tolerierte Abweichung 2,5 Prozent des Skalenendwertes) mit den Messbereichen 150V , 300V und 600V ist an 126V angeschlossen. DreheisenMessgerät a) Berechnen Sie für jeden Messbereich den Anzeigefehler in V und den prozentualen Fehler für den Messwert 126V . b) Wie gross wären dieselben Werte bei einem Instrument mit der Genauigkeitsklasse 1? EST 22 11 Drehspulmessinstrument Ein Drehspulmessinstrument für 300 V hat eine Genauigkeitsklasse 1,5. DrehspulMesswerk a) Wie gross ist der Anzeigefehler in V? b) Zwischen welchen Werten kann die Spannung liegen, wenn das Gerät 75V anzeigt? c) Wie viel Prozente vom Messwert beträgt der maximale Fehler, wenn das Instrument 45V anzeigt? www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 EST 22 14 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN Einbau-Voltmeter www.ibn.ch Version 3 08. April 2017 EST 22 9 1 ERWEITERTE SYSTEMTECHNIK MESSINSTRUMENTE, MESSTECHNIK REPETITIONEN REPETITIONSFRAGEN www.ibn.ch Version 3 08. April 2017
