Miernik
magnetoelektryczny

odchylenie wskazówki jest powodowane polem magnetycznym działającym na cewkę;
wskazania są proporcjonalne do wartości skutecznej sygnału mierzonego

=

∆

∆

Miernik
ferrodynamiczny

dwie cewki (szeregowo/równolegle), w których płyną prądy oddziałują na siebie
wskazania są proporcjonalne do średniej za okres wartości momentu napędowego

=

cos

∆

∆

Miernik
elektrodynamiczny
Rozszerzanie
zakresu
pomiarowego

n

at

ęż

en

ie

bocznik

opornik z 2 zaciskami prądowymi i 2 napięciowymi o znanym oporze

=

∗

przekładnik
prądowy

transformator o 2 odizolowanych uzwojeniach
(pierwotnym i wtórnym) na rdzeniu ferromagnetycznym

≈

∗

n

ap

ię

ci

e

posobnik

dokładny rezystor połączony szeregowo z woltomierzem

dzielnik
napięcia

połączenie 2 oporników
przekładnia dzielnika:

=

≈

+

przekładnik
napięciowy

jednofazowy transformator pracujący w stanie jałowym

≈

∗

Pomiar cyfrowy

wartość wielkości mierzonej przyporządkowuje się umownym poziomom – ilość zależna od
rozdzielczości

Przetwornik
analogowo-cyfrowy

nominalny zakres pomiarowy

=

∗ 2

q – kwant

n – liczba bitów

przetwornika

maksymalna wartość napięcia

=

∗

2 − 1

2

rozdzielczość (uchyb)

= 2

∗ 100%

Rejestratory

zapis przebiegu
(analogowy/cyfrowy)

można rejestrować
przebiegi
wolnozmienne

kilkadziesiąt kanałów zwykle optoizolacja

na wejściach

Oscyloskopy

bieżąca obserwacja
przebiegu

można rejestrować
przebiegi
szybkozmienne

< 8 kanałów

czasami optoizolacja
na wejściach

Rejestratory
elektromechaniczne

do zapisywania przemieszczenia w postaci linii na kartce (częstotliwość ≈ 100 Hz)

Rejestratory
cyfrowe

do zapisywania (wolno-/szybkozmiennego) przemieszczenia w pamięci (do druku)

Rezystancja

charakteryzuje zależność między napięciem a natężeniem w obwodach prądu stałego

Impedancja

… w obwodach prądu zmiennego

Rezystory

liniowe

=

=

∗ tan

k – współczynnik proporcjonalności o
stałej wartości

nieliniowe

zmienne nachylenie
charakterystyki

= ( )

rezystancja statyczna

wartość w danym punkcie P

I

rezystancja dynamiczna

zmiana tej wartości w tym
punkcie

Pomiar rezystancji

metoda

techniczna

mała wartość

<

∗

układ poprawnie mierzonego napięcia

=

−

duża wartość

>

∗

układ poprawnie mierzonego prądu

=

− ∗

metoda
mostkowa

mostek
Wheatstone’a

porównanie z wywzorcowanymi opornikami

R

z

– znikomy opór

źródła napięcia
R

1

– mierzona

rezystancja

=

∗

niezrównoważony
mostek
Wheatstone’a

pomiar temperatury / siły / przesunięcia:
gdy wymagana jest duża dokładność

mostek Thomsona

do pomiarów małych rezystancji; eliminuje opór
przewodów

Pomiar impedancji

metoda

techniczna

mała wartość

<

∗

układ poprawnie mierzonego
napięcia

=

−

re

zy

st

an
cja:



=


m

et

o

d

ą

te

ch

n

ic

zn

ą

(z

p

rąd
u

st

ał

eg

o

)

re

ak

tan
cja:



=

−

duża wartość

>

∗

układ poprawnie mierzonego
prądu

=

− ∗

Pomiar pojemności
/ indukcyjności

metoda
mostkowa

mostek Maxwella

pomiary indukcyjności własnej obwodów liniowych (bez
rdzeni ferromagnetycznych)

=

∗

=

∗

mostek Wiena

pomiary pojemności i kąt strat kondensatorów

=

∗

= (

+

) ∗

mostki automatyczne

System pomiarowy

odbiór informacji z obiektu, przetworzenie, przedstawienie w odpowiedniej postaci

Blok akwizycji
sygnałów
pomiarowych
(DAQ)

zbiera sygnały pomiarowe i przetwarza je
na postać cyfrową (napięcie – cyfra / czas
– cyfra)

MUX kanał wejściowy –> do wyjścia
A/A

wstępna obróbka sygnału wejściowego

S&H

gdy szybkość zmian jest za duża

przetwornik analogowo-cyfrowy

Częstotliwość
próbkowania

ilość próbek na sekundę dla jednego kanału

Aliasing

nakładanie się widm; żeby uniknąć, częstotliwość próbkowania musi być 2 razy większa od
maksymalnej na danym kanale (tw. Shannona-Kotelnikowa)

Przetworniki

podłączenie
kart

pomiarowych

symetryczne



mały poziom sygnału wejściowego



długie, narażone na zakłócenia przewody



sygnały wejściowe mają oddzielne masy

niesymetryczne

analogicznie odwrotnie 

rozdzielczość liczba stanów wyjściowych / wejściowych w bitach
zakres

minimalne / maksymalne napięcie

przedział
kwantowania

różnica między sąsiednimi poziomami progowymi

błąd
kwantowania

nie większy niż połowa przedziału

Pomiar wielkości
nieelektrycznych

zamiana wielkości nieelektrycznej na elektryczny sygnał pomiarowy
można wzmocnić sygnał / przesłać na odległość

Czujniki pomiarowe parametryczne wymagają napięcia z zewnątrz

generacyjne

nie wymagają zasilania

Dokładność
pomiaru

dokładność przetwornika / urządzeń przetwarzających, stopień zniekształcenia informacji

Przyrządy

dalmierz laserowy 1. plamka światła widzialnego

2. odbicie od przedmiotu, powrót do urządzenia
3. odległość mierzona za pomocą czasu

tensometr

1. działające obciążenie odkształca cienkie druty
2. odkształcenie = zmiana rezystancji
3. badanie rezystancji

termistor

opornik półprzewodnikowy,
którego rezystancja zależy od
temperatury

NTC

T ↗ R ↙

PTC

T ↗ R ↗

CTR

T ↗ powyżej pewnej granicy
R ↗ gwałtownie

termorezystor do pomiaru stykowego, gdzie R zależy silnie od T

termoogniwo

1. 2 spojone metale na 2 krańcach
2. 1 złącze w miejscu pomiaru, 2. w stałej T
3. siła elektromotoryczna powstaje przez różnicę T

pirometr

zależność promieniowania cieplnego od temperatury

prądnica
tachometryczna

generuje napięcie proporcjonalnie do prędkości obrotowej

przetwornik

elektromagnetyczny

generuje określoną ilość impulsów na obrót

enkoder

pomiar prędkości kątowej (tarcza przysłaniając światło tworzy sygnał)

czujniki
hallotronowe

jak przewodnik z prądem znajdzie się w polu magnetycznym, powstaje
napięcie

akcelerometr

mierzy przyspieszenie na podstawie drgań