4 i 5: METODY ELIMINACJI BŁĘDÓW SYSTEMATYCZNYCH W POMIARACH
Pomiarem fizycznym nazywamy czynności prowadzące do ustalenia wartości liczbowej miary danej wielkości fizycznej. Pomiary dzielimy na bezpośrednie i pośrednie.
Pomiary bezpośrednie wykonujemy za pomocą przyrządu pomiarowego (wagi, linijki, amperomierza, fotometru).
Przykład. Pomiar wagi, długości, czasu.
W pomiarach pośrednich wielkości fizycznej z wynik obliczamy ze wzoru fizycznego, w którym występują wielkości x1, x2, ..., xk mierzone bezpośrednio:
Przykład. Prostym przykładem wielkości mierzonej pośrednio jest powierzchnia S=ab prostokąta o bokach a i b, które mierzymy bezpośrednio za pomocą linijki.
Z błędem systematycznym mamy do czynienia, gdy przy powtarzaniu pomiarów występuje ta sama różnica pomiędzy wartościami zmierzonymi a wartością rzeczywistą (lub tablicową). Wynikać ona może ze stosowania niedokładnych wzorców, np. nieco za dużego przymiaru metrowego (błędne wzorce). Również źle skalibrowane przyrządy typu woltomierza, wagi itp. mogą dawać pomiary obarczone błędem systematycznym.
Inne błędy systematyczne to:
błędy przybliżenia - gdy świadomie upraszczamy sytuację fizyczną np. stosujemy uproszczone wzory (np. na wahadło matematyczne)
błędy przeoczenia - występują przez działanie czynników uznanych za nieistotne, np. opóźnienie reakcji włączenia stopera, błąd paralaksy (odczytywanie pomiarów z mierników pod pewnym kątem a nie „na wprost”)
8. WZORCE POJEMNOŚCI BUDOWA. WŁAŚCIWOŚCI. SCHEMATY ZASTĘPCZE KONDENSATORÓW. SPOSOBY OKREŚLANIA TANGENSA KĄTA SKRAJNOŚCI
Wartość strat w kondensatorze reprezentuje współczynnik stratności, zwany
również tangensem kąta stratności
Tanges kąta stratności:
-dla schematu zastępczego szeregowego:
-dla schematu zastępczego równoległego:
W schemacie zastępczym kondensatora należy uwzględnić rezystancje R, reprezentującą straty na ciepło w przewodach doprowadzających i elektrodach, oraz indukcyjność L przewodów.
Rys. 1. Schematy zastępcze: kondensatora idealnego (a) i kondensatora rzeczywistego - schemat pełny (b), uproszczony równoległy (c) i uproszczony szeregowy (d)
Kondensatory są elementami elektronicznymi posiadającymi zdolność gromadzenia ładunku elektrycznego - wykazują pojemność elektryczną. Pojemność kondensatorów określa w faradach (F), jednak najczęściej w jednostkach wielokrotnie mniejszych: pikofaradach (1pF = 10-12 F), nanofaradach (1nF = 10-9 = 1000pF) i mikrofaradach (1ၭF = 1000nF). Również w przypadku wartości kondensatorów stosuje się skróty: 1u - 1ၭF; 1n - 1nF; 1p - 1pF; 2p2 - 2,2pF; 4n7 - 47nF; p2 - 0,2pF.
Trymery zwane jako kondensatory dostrojcze służą do regulacji pojemności od kilku do kilkudziesięciu pikofaradów, (czyli przede wszystkim w zakresie małych pojemności). Stosuje się w obwodach, w których zachodzi potrzeba zmian wartości pojemności w zależności do warunków pracy.
25. WATOMIERZE I WATOMIERZE
watomierz (wattmeter) - przyrząd do pomiaru mocy czynnej prądu elektrycznego w watach; watomierz, tak jak waromierz jest przyrządem o dwóch obwodach: napięciowym włączonym równolegle do odbiornika energii i prądowym połączonym szeregowo z odbiornikiem.
Watomierz charakteryzują trzy podstawowe parametry:
Znamionowe napięcie Un
znamionowy prąd In
Znamionowy współczynnik mocy cosϕn
Te trzy wielkości określają zakres pomiarowy watomierza:
Pn = UnIn cosϕn
Należy zwrócić uwagę na dobór odpowiedniego egzemplarza watomierza (tzn. watomierza o odpowiednim zestawie wymienionych trzech parametrów znamionowych) do danego odbiornika. W idealnym stanie rzeczy trzy parametry znamionowe watomierza powinny być równe odpowiednim parametrom odbiornika Uo, Io, cos ϕo. Zadanie to jest o tyle trudne, że produkowane watomierze mają ograniczoną gamę parametrów znamionowych. Każdy egzemplarz watomierza ma zwykle trzy napięcia znamionowe (zakresy napięciowe): 400V/ 200V/ 100V, dwa zakresy prądowe, np. 0,5A/ 1A - 1A/ 2A - 2,5A/ 5A - 5A/ 10A - 10A/ 20A. Natomiast znamionowy współczynnik mocy w watomierzach laboratoryjnych ma najczęściej wartość 1 (cosϕn =1), co dodatko- wo komplikuje dobór watomierza do odbiorników o znamionowym współczyn- niku mocy dużo mniejszym od jedności.
34. WZMACNIACZE OPERACYJNE
Wzmacniacz operacyjny opisywany jest jako wzmacniacz prądu stałego, czy jak kto woli wzmacniacz o sprzężeniach bezpośrednich, który charakteryzuje się bardzo dużym wzmocnieniem, wejściem różnicowym (symetrycznym) i wyjściem asymetrycznym - są również wzmacniacze z wyjściem symetrycznym.
Wzmacniacz operacyjny służy podobnie jak inne wzmacniacze do wzmocnienia napięcia czy też mocy, różni się jednak od
zwykłych wzmacniaczy tym, że w przeciwieństwie do nich sposób jego działania zależy głównie od zastosowanego zewnętrznego obwodu sprzężenia zwrotnego (najczęściej silnego ujemnego sprzężenia zwrotnego).
wzmacniacz odwracający:
Wzmacniacz nieodwracający
35. BUDOWA LAMPY OSCYLOSKOPOWEJ
Lampa oscyloskopowa składa się z trzech podstawowych części: wyrzutni elektro- nowej, systemu odchylającego strumień elektronów i ekranu. Całość ma postać zamkniętej bańki szklanej, z której usunięto powietrze. Wyrzutnia elektronowa znajduje się w tylnej, zwężonej części banki. Źródłem elektronów jest pośrednio żarzona cylindryczna katoda K, zwana termokatodą, pokryta pastą emisyjną. Obok niej w wyrzutni znajduje się szereg elektrod tworzących układ elektrycznego skupiania przyspieszania strumienia elektronów. Należą do nich: siatka sterująca W zwana cylindrem Wehnelta oraz trzy cylindryczne anody A1, A2, A3. Dodatnie względem katody napięcie rzędu kilku kilowoltów przyłożone do anod powoduje powstanie pola elektrycznego zwiększającego prędkość elektronów i jednocześnie ogniskowanie elektronów w wiązkę. Do siatki W podaje się napięcie ujemne względem katody. Regulacja napięcia siatki wpływa na intensywność świecenia plamki. Skupiony przez wyrzutnię strumień elektronów przebiega pomiędzy dwiema parami elektrod odchylających w postaci płaskich płytek X i Y. Do płytek tych przykładane jest napięcie wytwarzające pole elektryczne, które odchyla strumień e lektronów w zależności od wartości chwilowej przyłożonego napięcia.
R1
-
+
Uwy
UR1
UR2
I2
UR
R2