Metrological analysis of model of a vector loop impedance meter

W referacie zaprezentowano wyniki analizy metrologicznej modelu miernika do pomiaru impedancji pętli zwarcia metodą wektorową, uzyskane na podstawie symulacji przeprowadzonych w programie Mathcad. Przedstawiono wpływ przykładowych elementów miernika na dokładność pomiaru impedancji pętli oraz udział poszczególnych składowych błędu pomiaru impedancji.This paper shows results of metrology analysis of loop impedance meter, which is based on vector method. Presented results are obtained through simulation in Mathcad. There are elements of the device influence on the accuracy of loop impedance measurement shown

Szacowanie niepewności pomiaru impedancji pętli zwarciowej wyznaczonej metodą wektorową

This paper presents a detailed analysis of the uncertainty estimation of loop impedance measurement determined by the vector method. The analysis includes the following estimates: resistance variance, voltage variance and time measurement variance. The paper presents a methodology for estimating the combined standard uncertainty of the loop impedance.Metoda wektorowa umożliwia wyznaczenie impedancji pętli zwarcia w oparciu o składowe ortogonalne napięcia. Autorka niniejszego referatu przeprowadziła analizę metrologiczną tej metody stosując teorię błędów [1, 2, 3, 4, 5]. Aktualnie przeprowadzane są szczegółowe analizy szacowania niepewności pomiaru impedancji pętli zwarciowej metodą wektorową. W niniejszym artykule zaprezentowano metodę wektorową, zgodnie z którą impedancja pętli zwarciowej wyznaczana jest na podstawie pomiaru fazorów dwóch napięć [2, 3, 4, 5]: napięcia E panującego w miejscu badanym przy odłączonym obciążeniu oraz napięcia U - jakie występuje przy włączonym obciążeniu pomiarowym o znanej wartości rezystancji R0. Referat zawiera wyniki szczegółowego szacowania niepewności pomiaru impedancji pętli zwarcia uwzględniając wariancję rezystora obciążenia pomiarowego u2(R0), wariancję pomiaru napięć u2(E) i u2(U) oraz wariancję wyznaczenia chwil czasowych u2(t1), u2(t2), u2(t3), u2(t4). Wyznaczona wartość niepewności standardowej uc, potwierdza, iż metoda wektorowa jest znacznie bardziej dokładna od metod klasycznych wyznaczania impedancji pętli zwarcia. Wyniki oszacowanej niepewności pomiaru są zbieżne z wynikami uzyskanymi przez autorkę referatu z eksperymentu, w którym wykorzystano prototyp miernika impedancji pętli realizującego metodę wektorową [4]

Influence of voltage accuracy measurement on the loop impedance determination sing the shift ψ method

Metoda z przesunięciem ψ to jedna z metod pomiaru impedancji pętli oparta na pomiarze składowych ortogonalnych napięcia umożliwiająca wyznaczenie wartości impedancji pętli znaczenie dokładniej niż metody klasyczne. Metoda ma posiada szereg zalet. Z racji tego poddawana jest ona ciągłym analizom metrologicznym pozwalającym na realizację modelu fizycznego miernika działającego w oparciu o tę metodę i odznaczającego się jeszcze lepszymi parametrami metrologicznymi. W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonej analizy metrologicznej mającej na celu wyznaczenie wpływu niepewności pomiaru napięć na dokładność pomiaru impedancji pętli zwarcia przyrządem realizującym ten sposób pomiaru.The shift ψ method is a method of measuring loop impedance based on orthogonal voltage components that allows the designation of loop impedance values more accurately than in case of traditional methods. The shift ψ method has a lot of advantages. Therefore, it is constantly the subject of metrological analysis, enabling the implementation of a physical model of the meter, operating on the basis of the method and characterized with much better metrological parameters. The article presents the results of metrological analysis aimed at the designation of the influence of uncertainty on the accuracy of loop impedance measurement using the instrument realizing the measuring method

The review of loop impedance measuring methods

W metrologii obserwuje się ciągły rozwój metod i przyrządów do pomiaru impedancji pętli zwarcia. Wynika to zarówno z faktu, iż pomiar impedancji pętli zwarcia bezpośrednio związany jest z bezpieczeństwem użytkowania urządzeń elektrycznych, jak również z rozwoju nowych technologii.W publikacji przedstawiono rozwój sposobów pomiaru impedancji pętli zwarcia, od rozwiązań najstarszych po współcześnie stosowane.Loop impedance measuring methods in electro energetic low-voltage power supplies are still developing and evolving. The first device for examining the effectiveness of neutralization was described in 1936 by Pflier [2]. In Poland a MZU-1 device was the first device for measurements of the short circuit loop impedance produced in the fiftieth of the 20th century. Since then many methods for measuring the resistance and loop impedance of the short circuit have been developed. In Poland researches in measurements of the short-circuit loop impedance were and are led mainly at two centres for education: Gdańsk University of the Technology (Czapp, Golijanek-Jędrzejczyk, Iwicki, Musiał, Piasecki, Roskosz, Sawicki, Swędrowski, Ziółko) and Wrocław University of the Technology (Cegielski, Masny, Nawrocki, Stafiniak, Teresiak). This paper presents the development of loop impedance measuring methods, from historical perspective, from the oldest solutions to contemporary applications

Professor Stanisław Trzetrzewiński - a Polish precursor of the measurement uncertainty

Artykuł ma na celu przybliżenie sylwetki Profesora Stanisława Trzetrzewińskiego, jako pierwszego kierownika Katedry Miernictwa Elektrycznego na Wydziale Elektrycznym Politechniki Gdańskiej, odpowiedzialnego za organizację Katedry po wojnie, dydaktyka, ale przede wszystkim wybitnego metrologa. Profesora Stanisława Trzetrzewińskiego można nazwać polskim prekursorem teorii niepewności pomiaru, co potwierdza wygłoszony w 1952 roku referat pt. „Dokładność pomiarów elektrycznych”, w którym przedstawił on nowe podejście do wyznaczania uchybów i przedstawiania wyniku pomiaru. Metodologia ta wzbudziła zainteresowanie metrologów i matematyków, jednakowoż oficjalnie nie została oficjalnie przyjęta. Dopiero w roku 1995 podobny do przedstawionego przez Profesora sposobu szacowania niepewności pomiarowej zaprezentowano w publikacji "Guide to Expression of Uncertainty in Measurement", wydanej pod patronatem międzynarodowych organizacji ISO/IEC/OIML/ BIPM. W niniejszym artykule przedstawione są podobieństwa treści obu tych dokumentów, potwierdzające, że Profesor dr inż. Stanisław Trzetrzewiński nowym podejściem wyprzedził o prawie pół wieku współczesne metody szacowania niepewności pomiarów.The paper aims to present the figure of Professor Stanisław Trzetrze-wiński as the first head of the Department of Electrical Measurements at the Faculty of Electrical Engineering of the Technical University of Gdansk. He was a teacher but above all an outstanding metrologist responsible for the organization of the Department after the war. Professor Stanislaw Trzetrzewiński can be called a precursor of the measurement uncertainty theory, which confirmed his paper demonstrated in 1952 and entitled "The accuracy of electrical measurements," in which a new approach to the determination and presentation of measurement results was described. This methodology gained interest among metrologists and mathematicians. Nevertheless, it was not officially accepted. It was not until 1995 that the measurement uncertainty estimation was presented in the paper "Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement", published under the auspices of international organizations ISO / IEC / OIML / BIPM. The following study will illustrate content similarity in both of these documents, proving that by his new approach to determination and description of the measurement results was ahead of his time with regard to contemporary measurement uncertainty estimation methods of almost a half-century

Ski edge width measurement stand

Regeneracja sprzętu narciarskiego zapewnia nie tylko niezapomniane doznania na stoku, ale przede wszystkim bezpieczeństwo. Serwisowanie nart, poza smarowaniem, to w głównej mierze ostrzenie krawędzi na specjalistycznych szlifierkach. Poprawne wykonanie tej usługi polega na naostrzeniu krawędzi przy jednoczesnej minimalizacji ilości zebranego z narty materiału, co nie jest prostym zadaniem, gdyż typowa szerokość krawędzi narty jest rzędu 1,5 mm. W referacie zaprezentowane zostało specjalistyczne stanowisko zaprojektowane dla potrzeb serwisu nart (zarówno od strony sprzętowej jak i programowej). Zbudowany system pomiarowy umożliwia jednoczesny pomiar szerokości krawędzi narty w zakresie pomiarowym od 0,2 mm do 2 mm, zapewniając analizę szerokości krawędzi narty na ok. 80% jej długości.Regeneration of ski equipment provides not only an unforgettable experience on the slopes, but most of all safety. Servicing skis, besides lubrication, is mainly sharpening edges on special grinding machines. Proper execution of this service is sharpening of the edge while minimizing the amount of material collected from the ski, which is not a trivial task, since the typical width of the ski edge is of the order of 1.5 mm. The paper will present a special stand (both hardware and software) designed for service of skis. The built measurement system can measure the width of the ski edge in the measuring range from 0.1 mm to 2 mm, providing an analysis of the width of the ski edge at approx. 80% of its length. The paper presents the results of these tests confirm the correctness of operation and reasoning as planned

The laboratory stand to measurement of fault loop impedance

Znajomość wartości impedancji pętli zwarciowej umożliwia określenie warunków napięciowych oraz zwarciowych w systemie elektroenergetycznym. Zmierzona wartość impedancji pętli pozwala oszacować spadki napięcia w rozpatrywanej sieci, które bezpośrednio wpływają na jakość zasilania energii elektrycznej dostarczanej odbiorcom. W referacie przedstawiona zostanie propozycja przebiegu ćwiczenia oraz laboratoryjnego stanowiska pomiarowego służącego do pomiaru impedancji pętli zwarciowej. Integralną cześć tego stanowiska stanowi komputer wyposażony w kartę pomiarową oraz odpowiednie oprogramowanie. Zaprezentowane w referacie stanowisko laboratoryjne umożliwi studentom zapoznanie się z zasadą działania mierników impedancji pętli zwarciowej oraz możliwością zastosowania techniki cyfrowej w tej klasie przyrządów pomiarowych.The knowledge of the value of fault loop impedance makes possible to specify voltage condition and fault condition in a power system. The measured value of loop impedance allows the estimation of voltage drops in networks that have direct influence on the quality of electrical energy. The paper presents a proposition of a laboratory exercise and a laboratory stand for measuring of loop impedance. The presented laboratory stand gives students a possibility to learn the principle of measuring of fault loop impedance and shows the use of digital technology in this class of measurement instruments

Metodologia szacowania niepewności pomiaru temperatury w systemie przeznaczonym do prób wysiłkowych

The team consisting of the article authors developed a non-invasive method and a system for measuring temperature during an endurance test. A thermocouple which provided the required accuracy of changes in temperature dynamics measurements was used for the purpose of the required research. The paper presents the methodology for estimating uncertainty of temperature measurement done with the presented system, using a method based on the GUM guide and a comparison with results obtained using the Monte Carlo method.Zespół, składający się z autorów artykułu, opracował bezinwazyjną metodę pomiaru temperatury oraz system do jej pomiaru podczas próby wysiłkowej. Próbę wysiłkową przeprowadza się w celu uzyskania dokładnej oceny wydolności fizycznej u sportowców, ale także u pacjentów z chorobami kardiologicznymi czy pulmonologicznymi. Zbudowany, przez autorów referatu, system pomiarowy składa się z: dwóch czujników termoelektrycznych, 24-bitowej karty pomiarowej NI 9211 oraz autorskiej, specjalizowanej aplikacji uruchomionej na komputerze osobistym. Przewidywany zakres zmian badanego obiektu, czyli temperatury skóry człowieka wynosi od 32°C do 41°C, dlatego zdecydowano, że rolę czujników będą pełniły termoelementy typu T klasy 1. Pomiar realizowany był jednocześnie z dwóch czujników umieszczonych w różnych punktach ciała badanych osób, z częstotliwością próbkowania 7 Hz. W referacie zaprezentowano metodologię szacowania niepewności pomiaru temperatury systemem pomiarowym, przy zastosowaniu metody opartej na przewodniku GUM oraz porównano uzyskane wyniki z danymi uzyskanymi przy wykorzystaniu metody Monte Carlo. Wyniki uzyskanych analiz pozwalają określić, jakiej niepewności pomiaru temperatury można się spodziewać dokonując pomiarów zaprojektowanym systemem. Dla rozpatrywanego w artykule przypadku niepewność względna pomiaru temperatury, nie przekracza 1,5%. Obliczona, na podstawie opracowanej metodologii, wartość niepewności pomiaru temperatury w systemie do prób wysiłkowych, zdaniem autorów, potwierdza zasadność jego stosowania do celów tego typu pomiarów dynamicznych

Machine vision system for 3D positioning of pyramid

W referacie przedstawiono system wizyjny, umożliwiający pomiar i wizualizację położenia ostrosłupa na scenie. System wykorzystuje stanowisko laboratoryjne Katedry Metrologii i Systemów Informacyjnych na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. Stanowisko pomiarowe składa się z następujących elementów: kamery cyfrowej wraz z obiektywem, wyposażonej w interfejs FireWire, zestawu oświetlaczy i komputera osobistego z zainstalowanym środowiskiem LabVIEW i pakietem Vision. Przedstawiono opis wyprowadzenia i realizacji algorytmu pozycjonowania, oraz wyniki testów systemu.This paper presents a vision system used to measure and visualize the position of a pyramid on the stage. The system uses a laboratory stand at the Department of Metrology and Information Systems at the Faculty of Electrical and Control Engineering of the Technical University of Gdansk. The measurement system consists of the following components: a digital camera with equipped with a FireWire interface, a set of light sources and a PC running the LabVIEW environment and Vision package. Derivation and implementation of positioning algorithm has been presented. Test results are also included

Multichannel low frequency signal acquisition system

W artykule zaprezentowano urządzenie służące do pomiaru szesnastu sygnałów napięciowych wolnozmiennych. Przeznaczeniem zaprojektowanego urządzenia jest ułatwienie czynności serwisowych nowoczesnych urządzeń elektronicznych. Informacja o stanie napięć w kluczowych punktach układu (często dostępnych poprzez złącze diagnostyczne) pozwala w sposób natychmiastowy ocenić powód usterki. Założeniem projektowym było utrzymanie niskiej ceny bez utraty kluczowej funkcjonalności.Service operations always begin with a diagnosis of the malfunctioning device. Trustworthy methods for localisation of a source of damage are key to fast restoration of the equipment efficiency. Most of present electronic equipment have diagnostic connectors which simplify this operation. A measurement of significant voltage signals is the easiest approach to find a failure. In this paper the principles of functioning and a manner of realization of a multichannel low frequency signal acquisition system are presented. The core of the system is a modern microcontroller STM32F103 [1] based on ARM CortexM3 architecture. As a result of this selection a low cost but still powerful acquisition device is built. A low measurement frequency is the effect of project requirements - power supply malfunction is a frequent cause of electrical devices malfunctions. The measurement and analysis of high speed digital transmission signals is a subject of a separate diagnosis problem and is not discussed in the paper. The measurement device design is as simple as possible as an effect of nonindustrial environment and low cost elements used. Tests proved a sufficient level of robustness and measurement ability for the desired diagnostic application. Professional manufacturing of the device is planned after extensive testing