1. Definicja pomiaru. Klasyfikacja narzędzi pomiarowych. Czym się różni system pomiarowy od układu pomiarowego.

SYSTEMY POMIAROWE

Zasady doboru narzędzi pomiarowych

a. nie zakłócać zjawiska

b. od amperomierzy wymaga się aby Rw była jak najmniejsza

c. przyrząd uniwersalny wielozakresowy

d. dokładne

e. pobór mocy z sieci

POMIAR - proces poznawczy polegający na porównaniu wielkości mierzonej z pewną jej wartością przyjętą za jednostkę. W czasie porównania wielkości mierzonej i wzorca używa się narzędzi pomiarowych:

* przyrządy pomiarowe - odczytuje się wartość wielkości mierzonej

* wzorce - najdokładniejsze przyrządy pomiarowe odtwarzające jednostkę lub krotność wielkości mierzonej nie biorą udziału w procesach pomiarowych, służą do skalowania innych narzędzi pomiarowych.

* przetworniki pomiarowe - przetwarzają wielkość mierzoną w znormalizowany sygnał elektryczny.

* układy pomiarowe - zbiory narzędzi pomiarowych, służą do określania jakiejś wielkości związanych funkcjonalnie z parametrami mierzonymi.

* systemy pomiarowe - zbiory narzędzi pomiarowych obiętych wspólnym sterowaniem wewnętrznym lub zewnętrznym.

2. Wyjaśnij na przykładach działanie kompensacyjnej metody pomiarowej i metody koincydencyjnej.

* Kompensacyjne - porównanie wielkości mierzonej z taką samą wielkością wzorcową, przy czym wielkość mierzona musi być nośnikiem energii (napięcie i prąd).

Tak regulować Uw aby detektor pokazał zero.

* Koincydencji - bada się zbieżności krotności wielkości mierzonej i krotności wzorca.

m * X - nXw = 0

m - krotność wielkości mierzonej

n - krotność wzorca

3. Wyjaśnij na przykładach działanie komparacyjnej metody pomiarowej, podstawieniowej i przestawieniowej.

* Komparacyjne - wielkość mierzoną i wzorcową porównuje się za pomocą dodatkowego wzoru liczbowego bada i sprowadza się różnicę x - kxw do zera (np.: pomiary prądu przemiennego porównując z prądem stałym)

* Podstawieniowa - porównanie skutków wywołanych w detektorze przy oddzielnym porównaniu wielkości mierzonej z detektorem i oddzielnie porównaniu wzorca z detektorem.

* Przestawieniowa - polega na zamianie miejscami w układzie pomiarowym wielkości mierzonej i wzorca w dwóch kolejnych pomiarach i na obliczeniu wartości wielkości mierzonej ze wzoru.

14. Wzorcowe źródła napięć stałych. Budowa i właściwości etalonów. Budowa i właściwości elektronicznych źródeł napięcia stałego.

Etalony są to najdokładniejsze wzorce. Mogą być światowe (EŚ), państwowe (EP) i odniesienia (EO).

Wzorzec nap. stałego:

Etalon światowy - oparty na efekcie Jopshona (dwa nadprzewodniki rozdzielone cięką warstwą dielektryka umieszczony jest w stałym polu magnetycznym o B = 1T i częstotliwości pola f = 10 GHz całość umieszczona w temperaturze ciekłego helu.

Etalon polski - wzorzec składa się z 20 - stu ogniw. Imax ogniwa = 1 μA. (ogniwo po przeniesieniu musi poczekać 20 h aby móc z niego korzystać.

Wzorce elektroniczne nap. stałego.

* wzorzec parametryczny - oparty na diodach zenera

* wzorzec kompensacyjny

15. Budowa etalonu i wzorca rezystancji. Właściwości. Schemat zastępczy opornika wzorcowego w obwodach prądu przemiennego. Budowa i właściwości wzorców indukcyjności własnej i wzajemnej.

Wzorzec światowy - oparty na efekcie Holla.

Wzorzec polski - oporniki nawijane drutem mangeniowym. Budowane w szeregu 1 Ω * 10 ⁿ, gdzie n = - 5 do + 9. wszystkie oporniki wzorcowe budowane są na moc 1 W.

Schemat opornika wzorcowego

Wzorce indukcyjności

Indukcyjności własnej - są wzorcami liczalnymi, czyli wartość ich indukcyjności oblicza się na podstawie liczby zwojów i wymiarów uzwojenia. Nawijane są jednowarstwowym gołym drutem na starannie wykonanych karkasach marmurowych.

Indukcyjności wzajemnej - są realizowane jako dwa uzwojenia nawinięte w jednej warstwie w taki sposób, że zwoje obu uzwojeń leżą obok siebie.

17. Definicje klasy mierników analogowych. Jaka jest zależność pomiędzy błędem pomiaru, a klasą miernika analogowego.

Analogowe - mają nieskończenie wiele położeń wskazówki względem podziałki.

Grupy:

* magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, ferrodynamiczne, elektrostatyczne.

Błędy:

* bezwzględny Δ = Ww - Wr

dla mierników np. z podziałką 0 - 10

błąd miernika = Δ / Wmax = (Ww - Wr / Wmax) *100

dla mierników np. z podziałką -1 - +1

błąd miernika = Ww - Wr / Wmin + Wmax

dla mierników nie posiadających zera

błąd miernika = Ww - Wr / Wmax - Wmin

dla mierników np. z podziałką 0 - nieskończoności

błąd miernika = αw - αr / αmax => α - odchylenie

Klasa dokładności - umowne oznaczenie właściwości miernika, a szczególnie jego dokładności. „BŁĄD POMIARU RÓWNY JEST KLASIE MIERNIKA TYLKO W OSTATNIM PUNKCIE POMIARKI”

19. Co to są warunki znamionowe pracy miernika i jakie sa konsekwencje ich nie przestrzegania.

- warunki do pracy, do których został przystosowany miernik, takie jak: temperatura, częstotliwość, wilgotność, położenie pracy, brak pól obcych.

Niedotrzymanie warunków znamionowych może wpłynąć negatywnie na pomiary (zwiększyć błędy i niedokładność).

- zmiana temperatury o +/- 10 % nie powinna powodowac błędu większego niż klasa miernika

- zmaina częstotliwości o +/- 10 % nie powinna powodowac błędu większego niż klasa miernika

- zmaina położenia w stosunku do oznaczenia na skali o 5 stopni nie powinna powodowac błędu większego niż klasa miernika

- bład wpływu pól obcych (umieszczenie miernika w polu o indukcyjności 5 mT nie powinna powodowac błędu większego niż klasa miernika).

20. Budowa i wlaściwości amperomierzy magnetoelektrycznych.

* bezpośrednie - przyrządy mniejsze niż 4 μA to galwanometry w chwili obecnej już nieprodukowane. Teraz w produkcji są mikroamperomierze i miliamperomierze.

* pośrednie - powyżej 25 mA ( miliamperomierze, amperomierze, kiloamperomierze.

W celu zwiększenia zakresu pomiarowego amperomierzabocznikuje się cewkę miernika za pomocą bocznika.

- Amperomierz z wymiennymi bocznikami - budowane sa na określony spadek napięcia. Budowane na prądy 10 A do 1 kΩ

- amperomierze z bocznikiem uniwersalnym - budowane na mniejsze prądy, najwyższy zakres nie przekracza 20 A.

21. Budowa i właściwości woltomierzy i omomierzy magnetoelektrycznych.

Woltomierze jednozakresowe

α = Ci = C * (U / Vm + Rd) = C * U

Woltomierze wielozakresowe

Od woltomierzy wymagana jest jaknajwiększa rezystancja. Najgorsze pobierają 1 mA.

Omomierze:

- szeregowe - do duzych rezystancji od 1 kΩ

α = c * i , α max = c * i max

- równoległe - do małych rezystancji

omomierze są najdokładniejsze w środkowej części podziałki.

22. Budowa i właściwości megaomomierzy induktorowych i megaomomierzy z przetwornicami tranzystorowymi.

Służą do pomiaru rezystancji izolacji.

- izolacja zależy od napięcia i powinna być mierzona przy napięciu, w którym pracuje.

---