ściągi na miernictwo, Elektronika i Telekomunikacja, EiT pwr, Semestr 3, Miernictwo 3


SYGNAŁ - cecha określonej wielkości fizycznej. Przedstawiający według przyjętej umowy informację (wg. Sposobu np. kodowania).

  • przebieg x(t) w czasie dowolnej wielkości fizycznej będącej nośnikiem informacji.

Obiekt - jest to wydzielony fragment przestrzeni wraz z zawartą w nim strukturą, elementami i sygnałami.

WIELKOŚĆ FIZYCZNA - (wielkość mierzalna) jest to fizyczna właściwość zjawiska lub ciała, którą można odróżnić jakościowo od innych obiektów i wyznaczyć jakościowo. Podział na: parametry bezwymiarowe (określone wartościami liczbowymi), wymiarowe (w jednostkach) Wielkości: ekstensywne (wielkości zależne od wymiaru geometrycznego ciała: np. masa, ciężar), intensywne (gęstość ciała, ciężar właściwy), Wartości: wektorowe - wartość, kierunek, zwrot (siły, natężenie pola), skalarne - (temperatura, ciśnienie).

POMIAR - działanie polegające na wyznaczeniu miary wielkości według określonej skali pomiarowej. rozpatrywany jest jako proces otrzymywania i przetwarzania sygnałów zawierających informacje o mierzonej wielkości w celu otrzymania wyniku ilościowego. Wynik ilościowy uzyskać można przez porównanie sygnału z jednostką miary. proces porównawczy polegający na porównaniu wielkości mierzonej za pomocą doświadczenia fizycznego z pewną jej wartością obraną za jednostkę.

SZUM - sygnał nie niosący informacji lub niosący informację bezużyteczną.

KANAŁ - droga przesyłania informacji. W kanale informacje są przenoszone za pomocą sygnałów.

METR - [m] - długość odpowiadająca wielokrotności 1650763.73 długości fali w próżni promieniowania odpowiadające przejściu pomiędzy dwoma poziomami (wzbudzenia) atomu kryptonu 36Kr z poziomu 2 na 5. (1metr - 0,0000001 południka ziemskiego).

jest do droga, jaką przebywa światło w próżni w czasie 1/ 299792458 sekundy. KILOGRAM - [kg] - masa 1 dm3 wody w temperaturze 4oC = 277,2oK. (punkt potrójny wody). Wzorzec - przechowywany w Międzynarodowym Biurze Miar w Sevres pod Paryżem. Wykonany jest ze stopu platynoirydowego i ma kształt walca o średnicy i wysokości 39mm. SEKUNDA -[s]- czas trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania, odpowiadające przejściu między dwoma niesubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu 133Cs. AMPER - [A] - natężenie prądu płynącego w dwóch równoległych nieskończenie długich i cienkich przewodach umieszczonych w próżni oddalonymi od siebie o 1m wywołujących siłę oddziaływania równą 2*10-7N na metr długości przewodu.KELWIN -[k] - 1 / 273,16 część temperatury termodynamicznego punktu potrójnego wody. KANDELA - [cd] - światłość jaką ma w kierunku prostopadłym 1 / 600 m2 powierzchni ciała doskonale czarnego promieniującego w temperaturze krzepnięcia platyny pod ciśnieniem 101,325 N/m2. RADIAN - [rad] - kąt płaski zawarty między dwoma promieniami kąta wycinającego łuk równy promieniowi kąta. (1rad = 57,29578o)

STERADIAN - [sr] - wierzchołek w środku kuli i wycinający z jej powierzchni część mającą pole powierzchni równą kwadratowi promieniowania kuli. MOL (liczność materii) - [n] - liczba cząsteczek lub atomów zawarta w substancji równa liczbie atomów zawartych w 0,012 kg węgla (izotopu C12).12g - gramocząsteczka.

Metrologia jest dziedziną wiedzy, która zajmuje się pomiarami. Procesem poznawczym nazywamy przebieg i związane z nim okoliczności poznawania obiektywnej rzeczywistości. Kategorie poznawcze obejmują: efekty poznawcze - działania mające na celu zdobywanie wiedzy, rezultaty poznawcze - zbiory informacji orzekające o rzeczywistości. Proces poznawczy jest: cykliczny, ciągły, nieskończony. Przebiega etapami: obserwacje zmysłowe, eksperyment, spekulacje rozumowe. Przedmiotem poznania jest zawsze obiektywna rzeczywistość. Człowiek poznaje świat przez doświadczenia i obserwację zjawisk fizycznych, które najczęściej przybierają formę pomiaru różnych wielkości, charakteryzujących każde ciało lub zjawisko. Wielkości definiowane są w różny sposób: podstawowe (pierwotne), pochodne (wtórne) Metrologia jest związana przede wszystkim z fizyką i matematyką. Jej zadaniem jest zdefiniowanie wielkości podstawowych. Rys historyczny pomiaru i metrologii. problem nadwyżki produkcji w początku dziejów ludzkości, wymiana towarowa i pojawiający się problem mierzenia, problem wspólnej miary dla ludzi różnych kultur, początki normalizacji w Średniowieczu (np. : W Anglii wprowadzenie jednostki „stopy” równej odległości od palca do łokcia), XVII -XVIII wiek - gwałtowny rozwój nauki, problem powtarzalności pomiarów w produkcji (zbyt mała dokładność związana z brakiem jednolitej miary), w końcu XVIII wieku wprowadzono we Francji definicję „metra”, definicja trzech podstawowych jednostek: długości - metr, masy - kilogram, czasu - sekunda. Jednostki te dobrze definiują przestrzeń liniową, w której punkty nie obracają się. Gdy przyjmowało się tylko te trzy jednostki dochodziło do absurdów w wielkościach wtórnych (np. wielkości elektryczne były podawane w jednostkach mechanicznych (np. pojemność w centymetrach)), do przestrzeni obrotowej wprowadzono kąt obrotu - radian, wprowadzono jednostkę ilości energii - mol ,jednostkę - amper.

Ogólna struktura wzorców: wzorce (etalony) międzynarodowe (największa dokładność); wzorce krajowe; wzorce wtórne (np. zakładowe; branżowe, obsługujące daną gałąź przemysłu; wzorce użytkownika (biorą bezpośredni udział e procesie pomiarowym); Etalonami nazywamy wzorce miar o najlepszych właściwościach metrologicznych (wykonane z największą dokładnością i uznane urzędowo), wykorzystywane są one tylko do przekazywania jednostki miary innym wzorcom. Uwierzytelnienie i legalizację wzorców dokonuje się przez porównanie danego wzorca z wzorcem stojącym wyżej w hierarchii Wzorcami liczalnymi nazywamy wzorce, dla których wartość odtwarzalną można określić na podstawie wymiarów geometrycznych i stałych fizycznych (np. wzorce pojemności). WZORZEC NAPIĘCIA

Jako wzorzec siły elektromotorycznej stosujemy nasycone ogniwo kadmowe, tzw. ogniwo wzorcowe, którego siła elektromotoryczna nieco większa od jednego wolta wykazuje bardzo dużą stałość w czasie. Ogniwo wzorcowe umieszczone jest w szklanym naczyniu o kształcie litery H. W szkle zatopione są dwa druciki platynowe połączone biegunami ogniwa. Biegunem dodatnim jest rtęć (Hg), a biegun ujemny stanowi amalgamat kadmu Ogniwo wypełnione jest elektrolitem Oporność wewnętrzna prawidłowo wykonanych ogniw wzorcowych zawiera się w granicach od 500 do 1000ၗ. Siła elektromotoryczna ogniwa wzorcowego zależy od jego temperatury. WZORZEC REZYSTANCJI Wzorcami oporności są bardzo starannie wykonane i dokładnie wywzorcowane oporniki nawinięte drutem lub taśmą z materiału oporowego. Materiały oporowe używane na wzorce powinny wykazywać następujące właściwości: dużą oporność właściwą, bardzo mały współczynnik temperatury oporności, znakomitą siłę termoelektryczną w połączeniu z miedzią i stopami miedzi, dużą odporność mechaniczną, dużą wytrzymałość cieplną. Wymagania te spełnia dobrze manganin, stop miedzi z manganem i niklem.

Jako

ALGORYTM POMIARU - czynności, które należy przeprowadzić przy pomiarze. Przygotowanie pomiaru: wybór metody pomiaru, wybór przyrządu pomiarowego i wzorca, opracowanie układu pomiarowego i określenie warunku pomiaru, montaż i kontrola układu pomiarowego, Pomiar właściwy: wybór wielkości mierzonej i sposobu pomiaru, wybór zakresu pomiaru, porównanie wielkości mierzonej z wzorcem, odczyt wyniku pomiaru, rejestracja wyniku porównania Opracowanie wyników pomiaru i czynności końcowe: obróbka matematyczna wyników pomiaru, oszacowanie lub określenie dokładności i wiarygodności pomiaru, interpretacja wyników pomiaru, opracowanie dokumentacji pomiarowej, demontaż pomiarowy.

WARUNKI ZNAMIONOWE (warunki, w których przyrząd zachowuje się tak jak określił to producent): Temperatura otoczenia T=20ႰC (miernik musi znajdować się co najmniej 2 godziny w temperaturze normalnej). Częstotliwość (przy braku oznaczeń wynosi 50Hz). Wytrzymałość elektryczna izolacji - 20Mၗ. Wytrzymałość izolacji na przebicie - 2000V. Wytrzymałość na wstrząsy - przyśpieszenie 30 m/s2 przez dwie godziny z częstotliwością 80-120 cykli na minutę. Przyrząd do 400 A/m musi zachowywać klasę (wpływ pól). Przeciążalność przyrządu: krótkoczasowa - możliwe 5-krotne przeciążenie, długoczasowa - 120% nominalnej wartości. Rodzaj sygnału (kształt)- przy braku oznaczeń sinusoida. Dla watomierzy sprawdzenia dokonuje się przy napięciu znamionowym i gdy cosၪ=1. Ustawienie miernika w dowolnej pozycji. Uchyby mogą przekroczyć wartość dopuszczalną, gdy miernik pracuje w innych warunkach. Podstawowe dane na miernikach: nazwa wytwórcy,numer fabryczny,rok produkcji, oznaczenie wielkości jednostki mierzalnej,symbol ustroju pomiarowego,klasa dokładności, symbol rodzaju prądu,częstotliwość znamionowa pracy,oznaczenie napięcia probierczego, temperatura pracy.

BŁAD PODSTAWOWY-Błąd podstawowy wskazań przyrządu wynika z niedokładności wykonania jego elementów składowych w procesie wytwórczym. Niedokładności te mają charakter przypadkowy, stąd błędy wskazań noszą ten sam charakter. Mają one różne wartości dla poszczególnych punktów podziałki i dla różnych egzemplarzy przyrządów danej serii. producent określa dla całej serii przyrządów największy możliwy błąd wskazańTen największy błąd bezwzględny ၄maxnazywamy błędem trzysigmowym wskazań0x01 graphic
wzór na obliczanie względnego błędu wskazań przyrządu wskazówkowego: 0x01 graphic
gdzie: k - klasa dokładności przyrządu Zp - jego zakres pomiarowy W - wskazanie przyrządu w chwili pomiaru Z wyrażenia (4) widać, że przy zmniejszaniu się wskazania W do zera, błąd dąży hiperbolicznie do nieskończoności, Wynika stąd ważne zalecenie, by pomiar przeprowadzać przy możliwie jak największym odchyleniu wskazówki przyrządu.

RODZAJE BŁEDÓW POMIAROWYCH- Błędy dzielimy na: systematyczne, przypadkowe,grube. błędy przyrządów pomiarowych: podstawowy przyrządu, dodatkowy przyrządu,wskazań przyrządu,odczytu przyrządu,bezpośredni,pośredni resztkowe niepoprawność i niepewność wyniku pomiaru, pozorny, rzeczywisty, sprawdzony.

BŁEDY POMIAROWE qR- wielkość rzeczywista (którą mierzymy), qM- wielkość pozorna (uzyskana w wyniku pomiaru). Różnicą tych wielkości : D(q)=qM-qR nazywamy błędem bezwzględnym. Uchyb względny wzięty ze znakiem przeciwnym nazywa się poprawką: Aby otrzymać wartość rzeczywistą wielkości mierzonej należy dodać poprawkę do wartości otrzymanej w wyniku pomiaru BŁĄD POMIARU - jest to niezgodność między wynikiem pomiaru a wartością rzeczywistą. (Wyniki pomiaru mają skończoną dokładność). BŁĄD WZGLĘDNY - jest stosunkiem błędu bezwzględnego do wartości wielkości mierzonej. Charakteryzuje on dokładność pomiaru. Uchyb względy pomiaru podaje się często w procentach wartości rzeczywistej wielkości mierzonej: : Błędy dzielimy na bezwzględne i względne z uwagi na liczbową miarę błędu. Błąd jest miara dokładności pomiaru. Pomiar jest tym dokładniejszy im błąd jest mniejszy. trzy kategorie błędów: błędy systematyczne, błędy przypadkowe, błędy nadmierne (grube). Błędy systematyczne stałe, zmienne Są to takie błędy, których pochodzenie jest znane mierzącemu. Przykłady błędy przy wykonywaniu wzorców polegające na nieprawidłowym wywzorcowaniu błędy mierników wskutek nieprawidłowego wykonania podziałki, błędy spowodowane zmianą warunków pomiaru ,(np wpływem zmian temperatury). Istnieje możliwość usunięcia błędu systematycznego z wyników pomiaru przy pomocy odpowiednich poprawek, które można wyznaczyć teoretycznie lub doświadczalnie. Błędy przypadkowe są to błędy, których pochodzenie i wartość nie są znane mierzącemu Obecność błędów przypadkowych dostrzega się otrzymując przy wielokrotnym powtórzeniu pomiaru odczyty różniące się między sobą ostatnimi znaczącymi liczbami. Błędy przypadkowe są nie do usunięcia, nie można ich wykluczyć z żadnego wyniku pomiaru.

BŁĄD GRUBY (OMYŁKA) Omyłki są to bardzo duże błędy, zniekształcające w sposób rażący wynik pomiaru. Omyłki spowodowane są zwykle przez nieuwagę, niedbalstwo lub nieumiejętność obserwatora. Przy matematycznym opracowaniu wyników pomiaru należy odrzucić odczyty obarczone błędami grubymi. Rodzaje błędów: błędy powodowane przez przyrządy pomiarowe, błędy powodowane przez metody pomiarowe, błędy powodowane przez obserwatora, błędy powodowane przez obliczenia (przetwarzanie wyników pomiarów), błędy powodowane przez wpływy otoczenia. SPOSOBY OGRANICZANIA I KORYGOWANIA BŁĘDÓW oddziaływanie czynników zewnętrznych ograniczających powstawanie błędów, np.: ekranowanie, ścisła kontrola temperatury, usuwanie źródeł pól zewnętrznych (szczególnie przy pomiarach małych wielkości), kompensowanie błędów: korygowanie wyników pomiarów: BŁEDY PRZYRZĄDÓW POMIAROWYCH Statyczne:Błąd progu czułości przyrządu pomiarowego.Wynika on stąd, że przyrząd nie jest w stanie reagować na nieskończenie małe wartości przyrostów wartości mierzonej jak i wzorcowej (pomiar przez porównanie z wzorcem w urządzeniach cyfrowych).Błąd źródła wielkości wzorcowej.Spowodowany on jest użyciem elementów o skończonej dokładności.Błąd zakłóceń.Spowodowany jest on istnieniem sygnałów zakłócających Błąd dyskretyzacji. Jest on określany samym charakterem metody cyfrowej.Całkowity wypadkowy błąd statyczny jest sumą tych błędów. Błędy dynamiczne:Związane są z szybkością pomiaru.Na wynik pomiaru wpływa czas pomiaru oraz szybkość zmian wielkości mierzonej. BŁĘDY POJAWIAJĄCE SIĘ MIĘDZY PRZYRZĄDEM A OBSERWATOREM Są to błędy subiektywne spowodowane przez obserwatora. Najistotniejszą przyczyną powstawania błędów subiektywnych jest sposób prezentacji wyników pomiarowych: wskaźniki pomiarowe wskaźniki cyfrowe

MIERNIKI ELEKTRODYNAMICZNY I FERRODYNAMICZNY mają dwa niezależne obwody elektryczne i mogą być zasilane dwoma różnymi prądami. Jeden prąd płynie przez cewkę nieruchomą wytwarzając pole magnetyczne. W przetworniku elektrodynamicznym linie sił pola magnetycznego zamykają się w powietrzu, natomiast w przetwornikach ferrodynamicznych linie sił pola zamykają się przez niewielką szczelinę powietrzną i rdzeń z blach ferromagnetycznych. Zastosowanie rdzenia pogarsza nieco dokładność przetwarzania ale znacznie zmniejsza moc pobraną przez przetwornik przy pełnym odchyleniu i powiększa odporność na działanie obcych pól magnetycznych.Kształt pola magnetycznego zależy od wymiarów cewki lub od kształtu szczeliny powietrznej w obwodzie ferrodynamicznym. Drugi prąd jest doprowadzany za pomocą sprężyn spiralnych do cewki ruchomej, podobnej do cewki przetwornika magnetoelektrycznego. Sprężyny te służą jednocześnie do wytwarzania momentu zwrotnego.MIERNIKI MAGNETOELEKTRYCZNEStosowane są w obwodach prądu stałego lub prądu pulsującego jednokierunkowego. Mają elektromechaniczny przetwornik magnetoelektryczny, w którym źródłem momentu napędowego jest wzajemne oddziaływanie stałego pola magnetycznego wytworzonego przez magnes trwały oraz uzwojenia, przez które przepływa prąd elektryczny. Organem ruchomym przetwornika może być zarówno miniaturowy magnes trwały umieszczony wewnątrz nieruchomej cewki, jak i lekka cewka znajdująca się w nieruchomym polu magnesu trwałego. Najczęściej stosuje się drugie rozwiązanie, ponieważ te pierwsze są za mało popularne z powodu ich małej dokładności. Magnes trwały wraz z nabiegunnikami i rdzeniem stanowią ciężkie elementy nieruchome, służące do wytworzenia w szczelinie powietrznej pola magnetycznego.Organem ruchomym jest cewka, nawinięta cienkim izolowanym przewodem miedzianym. Cewka jest ułożyskowana w taki sposób, aby jej oś obrotu pokrywała się z osią szczeliny obwodu magnetycznego. Do cewki jest przymocowana wskazówka oraz dodatkowe masy, tak dobrane, że środek masy całego organu ruchomego znajduje się na osi obrotu. Dwie sprężyny spiralne są źródłem momentu zwrotnego i doprowadzają prąd do cewki.

MIERNIKI ELEKTROMAGNETYCZNE Są stosowane głównie w obwodach prądu przemiennego. Elektromechaniczne przetworniki elektromagnetyczne wytwarzają moment napędowy w wyniku wzajemnego przyciągania się lub odpychania rdzeni wykonanych z miękkiego materiału ferromagnetycznego. Rdzenie te są magnesowane polem magnetycznym wytworzonym przez przetworzony prąd elektryczny płynący w cewce przetwornika. Ponieważ działanie powstałych w ten sposób elektromagnesów nie zależy od kierunku prądu, przetwornik elektromagnetyczny można stosować zarówno do prądu stałego, jak i do prądu przemiennego. Ze względu jednak na stosunkowo dużą moc pobieraną nie stosuje się ich praktycznie w układach prądu stałego. Wśród wielu różnych rozwiązań konstrukcyjnych obecnie spotyka się najczęściej przetworniki dwurdzeniowe mając okrągłą cewkę z uzwojeniem. Jeden rdzeń jest unieruchomiony przez zamocowanie do nieruchomej cewki, drugi rdzeń jest połączony mechanicznie z osią organu ruchomego. Moment napędowy powstaje wskutek odpychania się rdzeni znajdujących się w tym samym polu magnetycznym, a więc magnesowane jednakowo. Siły odpychające są zależne od indukcji magnetycznej w obu rdzeniach i ich wzajemnej odległości.Wady: Niska dokładność, duży pobór mocy, trudne tłumienie,Zalety: Przez część ruchomą nie przepływa prąd, reaguje na prąd zmienny, odporny na wstrząsy, przeciążenia, w prosty sposób można zmieniać zakres, prosta budowa, niski koszt.

Kompensatory - służą do pomiaru napięcia metodą zerową, przez porównanie wartości mierzonej z odpowiednio nastawioną wartością wzorcową. Pomiary kompensacyjne charakteryzują się bardzo dużą dokładnością, zależną od dokładności wytworzonego napięcia wzorcowego oraz tym, że w chwili zrównoważenia układu źródło badane nie jest obciążone prądem. Zatem nie ma błędu systematycznego spowodowanego jego impedancją wewnętrzną.Kompensatory techniczne - przenośne o dokładności wskazówkowych mierników laboratoryjnych, których główną zaletą jest pomiar bez obciążenia źródła.Z uwagi na rodzaj napięcia mierzonego dzieli się na:kompensatory napięcia stałego - w których jako wzorce występują chemiczne albo elektryczne źródła wzorcowych napięć stałych, a wskaźnikiem równowagi jest magnetoelektryczny galwanometr statyczny z szeregowym układem znieczulającym.kompensatory napięcia przemiennego - w których wzorcem może być odpowiednio sprawdzony laboratoryjny miernik elektrodynamiczny lub elektryczne źródło wzorcowego napięcia przemiennego, a wskaźnikiem równowagi jest galwanometr wibracyjny lub mikrowoltomierz elektryczny. Kompensatory pomijają błąd wynikający z oporności wewnętrznej przyrządu.

OSCYLOSKOP Czuły pomiarowy przyrząd elektron. Stosowany do badania i obserwowania zależności funkcyjnych między dwiema zmiennymi wielkościami elektrycznymi lub innymi wielkościami fizycznymi, przetworzonymi na wielkości elektryczne. Rozróżnia się trzy podstawowe grupy oscyloskopów: z ciągłym odchylaniem (okresowym), uniwersalne (z odchylaniem ciągłym i wyzwalanym), szybko działające (b. wielkiej częstotliwości).Podstawowym członem oscyloskopu jest lampa oscyloskopowa, zwykle o elektrycznym odchylaniu wiązki elektronowej. Dwie pary elektrod odchylają wiązkę elektronową w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach, które można rozpatrywać jako osie współrzędne. W kierunku poziomym wiązka jest odchylana proporcjonalnie do czasu, a w kierunku pionowym — proporcjonalnie do wartości chwilowej badanego napięcia. Oscyloskopy są stosowane jako wskaźniki przy różnych pomiarach przez porównanie wartości wielkości mierzonej z wartością wzorcową jednostki miary, jak również do pomiarów napięć, prądów, częstotliwości, przesunięcia fazowego itp. Oscyloskop umożliwia badanie wielkości zmiennych w zakresie częstotliwości od 0 do kilku GHz. Stosując urządzenia pomocnicze, można uzyskać na ekranie oscyloskopu przebiegi charakterystyk napięciowo-prądowych, częstotliwościowych, fazowych, amplitudowych itp. badanych obwodów. Oscyloskop z urządzeniem zapisującym nazywa się oscylografem . Bywają oscyloskopy dające na ekranie trwały obraz, który można skasować po pewnym czasie (oscyloskopy z lampą pamięciową)Oscylograf elektroniczny - oscyloskop elektronowy wyposażony w urządzenie zapisujące (rejestrujące) obraz optyczny widoczny na ekranie lampy oscyloskopowej; w tym celu stosuje się lampę pamięciową; obecnie coraz częściej wykorzystuje się zapis „komputerowy”, np. w pamięci półprzewodnikowej (RAM), na dysku magnetycznym;

POMIARY NAPIECIA I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ WOLTOMIERZAMI: Pomiary napięcia i siły elektromotorycznej metodą bezpośrednią za pomocą woltomierzy są bardzo dogodne i szybkie. Dokładność tych pomiarów jest stosunkowo niewielka, jest ona ograniczona dokładnością woltomierzy. Uchyb pomiaru w najkorzystniejszym przypadku jest rzędu 0,2%.Wybór właściwego woltomierza zależy:od rodzaju napięcia, a przy napięciu zmiennym od częstotliwości i od tego czy mierzona ma być wartość skuteczna, wartość średnia, czy też wartość maksymalna napięcia,od wartości mierzonego napięcia,od wymaganej dokładności,od mocy, którą woltomierz może pobierać z obwodu kontrolowanego bez zniekształcenia kontrolowanego przebiegu.Szczególnie duże znaczenie ma wartość poboru mocy przez woltomierz przy pomiarze siły elektromotorycznej.Przy pomiarze siły elektromotorycznej woltomierzem występuje uchyb ujemny. Wartość bezwzględna uchybu jest tym większa, im mniejsza jest oporność woltomierza, a więc im większy jest jego pobór mocy.Do pomiarów siły elektromotorycznej używa się woltomierzy o dużej oporności wewnętrznej. Siły elektromotoryczne stałe mierzy się najczęściej za pomocą wielko oporowych woltomierzy magnetoelektrycznych. Oporność tych woltomierzy osiąga wartość 100 kၗ na 1 V. Do pomiaru sił elektromotorycznych zmiennych stosuje się woltomierze elektrostatyczne i woltomierze lampowe.Małe napięcia stałe od 10-2 do 10-5 V można mierzyć za pomocą galwanometrów magnetoelektrycznych. W tym celu włącza się galwanometr najpierw w obwód o znanym napięciu, np. w obwód ogniwa wzorcowego i określa jego stałą napięciową (napięcie przypadające na jedną działkę podziałki).KOMPENSATORAMI: patrz strona 15.

POMIARY PRADU AMPEROMIERZAMI:Pomiary prądu mogą być dokonywane metodą bezpośrednią za pomocą mierników elektrycznych (amperomierze, miliamperomierze i mikroamperomierze) i galwanometrów oraz metodą pośrednią, polegającą na określeniu spadku napięcia na oporniku o znanej oporności.Najszybsze i najdogodniejsze są pomiary miernikami. Dokładność takich pomiarów jest jednak niewielka, najmniejszy uchyb pomiaru jest rzędu 0,1%.Przy prądzie stałym korzysta się z amperomierzy magnetoelektrycznych. Prądy zmienne o częstotliwości sieciowej mierzy się amperomierzami elektromagnetycznymi i ferrodynamicznymi, a prądy średniej i wielkiej częstotliwości amperomierzami prostownikowymi i termoelektrycznymi.Do poszerzenia zakresu pomiarowego amperomierzy magnetoelektrycznych i prostownikowych używane są boczniki. W amperomierzach innych rodzajów do poszerzenia zakresu służą przekładniki prądowe.Najmniejszy prąd, który można zmierzyć za pomocą amperomierzy jest rzędu 1ၭA.

KOMPENSATORAMI: patrz strona 15.Pomiar oporności metodą techniczną: polega na pomiarze woltomierzem spadku napięcia na mierzonej oporności, przez którą płynie stały prąd. Wartość prądu określa się za pomocą amperomierza. Stosowane są dwa układy pomiarowe:do pomiaru oporności małych,do pomiaru oporności dużych.Przy pomiarze oporności małych łączy się woltomierz równolegle z opornikiem Ro, którego oporność należy zmierzyć, a amperomierz w szereg z nim. Amperomierz mierzy wówczas prąd:IA = IR + IV Przy pomiarze oporności dużych łączy się amperomierz szeregowo z opornikiem Ro, a woltomierz równolegle z nim. Woltomierz mierzy więc spadek napięcia:

UV = UR + UA Uchyb jest dodatni, a więc wartość oporności określonej w układzie jest większa od wartości rzeczywistej. Uchyb jest tym mniejszy, im mniejsza jest oporność amperomierza. Należy więc stosować amperomierze magnetoelektryczne, które pobierają bardzo małą moc, a więc mają małą oporność wewnętrzną.

METODĄ PORÓWNAWCZĄ:Istnieją dwie metody porównawcze pomiaru oporności: metoda porównawcza prądowa,metoda porównawcza napięciowa.PRĄDOWA:Amperomierz magnetoelektryczny o oporności wewnętrznej RA włącza się za pomocą przełącznika najpierw w szereg z opornikiem wzorcowym RW, a następnie w szereg z opornikiem badanym Ro.Opisana metoda nadaje się dobrze do pomiarów oporności rzędu 103 do 106 ၗ.NAPIĘCIOWA:Przy zastosowaniu metody porównawczej napięciowej włącza się opornik kontrolowany Ro w szereg z opornikiem wzorcowym RW. Spadek napięcia na obu opornikach mierzy się woltomierzem. W czasie pomiaru prąd I w opornikach powinien zachować stałą wartość.Metodę napięciową stosuje się przy pomiarach oporności w granicach od 10-5 do 106ၗ.METODĄ MOSTKOWĄ:Te metody polegają na porównaniu dwóch napięć. Mogą być zasilane ze źródła stałoprądowego oraz ze zmienno prądowego. Metodami mostkowymi można mierzyć rezystancję, impedancję, admitancje.MOSTEK WHEATSONE`A Wykorzystuje się do pomiaru rezystancji w zakresie od 1ၗ do 10Mၗ. Ramiona mostka stanowią cztery oporniki. Jednym z nich jest opornik, którego oporność należy zmierzyć, np. opornik R1, a trzy pozostałe są opornikami nastawnymi o zmiennej oporności. W jedną przekątną mostka włączony jest galwanometr magnetoelektryczny, w drugą - źródło prądu stałego.Przez odpowiednie nastawienie oporności oporników R2, R3, R4 można sprowadzić prąd w przekątnej z galwanometrem do zera (zrównoważyć mostek). Wtedy: 0x01 graphic
Znając wartości oporności trzech ramion mostka w chwili jego równowagi (gdy galwanometr wskazuje zero), można wyznaczyć wartości oporności czwartego.

MOSTEK THOMPSONAOpornik kontrolowany RX ma cztery zaciski: dwa prądowe i dwa napięciowe. Jeden z zacisków prądowych połączony jest z sąsiadującymi zaciskami opornika RW grubym przewodem miedzianym. Do drugiego zacisku prądowego dołączone jest źródło prądu. Zaciski napięciowe połączone są z dwoma nastawnymi opornikami R1 i R4.oporniki nastawne R1 i R4 oraz R2 i R3 są sprzężone mechanicznie. Układ podwójnego sześcioramiennego mostka można przekształcić w układ mostka czteroramiennego. W tym celu zastępuje się trójkąt utworzony z oporności R1 i R2 i przewodu miedzianego o oporności r przez równoważną gwiazdę. Prawidłowy pomiar otrzymuje się dla0x01 graphic
Mostki Thomsona wykonane są jako laboratoryjne z opornikami dekadowymi i techniczne o drucie ślizgowym. Zakres pomiarów tych mostków leży w granicach 10-6 do 1ၗ.

ZAMIANA GWIAZDY W TRÓJKĄT

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

PRĄDEM ZMIENNYM METODA TECHNICZNA: Metoda techniczna pomiaru oporności prądem zmiennym jest szczególnie przydatna wówczas, gdy mamy do czynienia z opornikami nieliniowymi zawierającymi nieliniową oporność czynną lub bierną. Ze wskazań woltomierza i amperomierza można wyznaczyć oporność pozorną kontrolowanego opornika:

0x01 graphic
.Oporność czynną wyznacza się na podstawie wskazań watomierza i amperomierza:

0x01 graphic
Oporność bierna równa jest: 0x01 graphic
Jeżeli badana oporność ma charakter indukcyjny, to do obliczania indukcyjności korzysta się ze wzoru: 0x01 graphic
Częstotliwość f mierzy się częstościomierzem.

Dla oporności o charakterze pojemnościowym stosuje się do wyznaczenia pojemności wzór: 0x01 graphic

POMIAR MOCY Pomiarów mocy elektrycznej dokonuje się zarówno w obwodach prądu stałego, jak i zmiennego. W obwodzie prądu stałego pomiaru mocy można dokonać bezpośrednio watomierzem lub pośrednio mierząc napięcie woltomierzem, a prąd amperomierzem. Przy bardzo dokładnych pomiarach można zastąpić woltomierz i amperomierz kompensatorem prądu stałego.W obwodach prądu zmiennego rozróżnia się trzy rodzaje mocy:moc czynną PR = U I cosၪ, mierzoną w watachmoc bierną PX = U I sinၪ, mierzoną w warachmoc pozorną PZ = U I, mierzoną w wolto amperach.Kąt ၪ stanowi kąt przesunięcia fazowego prądu względem wywołującego ten prąd napięcia.Stosując do pomiaru mocy prądu zmiennego metodę woltomierza i amperomierza mierzy się moc pozorną. Do pomiaru mocy czynnej i biernej używane są odpowiednio watomierze i waromierze. Układ do pomiaru mocy uzależnione są od liczby przewodów sieci.W obwodach prądu zmiennego mierzy się moc watomierzami elektrodynamicznymi, ferrodynamicznymi i indukcyjnymi, a przy wielkiej częstotliwości - termodynamicznymi.W obwodzie o niesymetrycznym zasilaniu i obciążeniu mierzy się moc czynną każdej fazy.Moc całkowita obwodu trójfazowego jest sumą wskazań poszczególnych watomierzy.Jeżeli obciążenie jest również symetryczne, wówczas prądy oraz kąty przesunięcia fazowego są symetryczne. Pomiaru mocy można więc dokonać jednym watomierzem i pomnożyć jego wskazanie przez 3.

POMIARY INDUKCYJNOSC IWŁASNEJ:Pomiar indukcyjności cewek powietrznych sprowadza się do znalezienia oporności czynnej i oporności pozornej.Oporność czynna cewki powietrznej zbliżona jest do jej oporności przy prądzie stałym. Na podstawie wskazań amperomierza i woltomierza oblicza się oporność cewki. 0x01 graphic
Oporność pozorną cewki oblicza się ze wzoru: 0x01 graphic
Wartość indukcyjności badanej cewki równa jest: 0x01 graphic
Jeżeli wstawić do wzoru f w hercach, Z i R w omach, wówczas wynik otrzymuje się w henrachDokładność metody zależna jest od dokładności użytych mierników, uchybu spowodowanego prądem pobieranym przez woltomierze oraz wpływem obcych pól magnetycznych. Uchyb pomiaru nie przekracza na ogół 5%.Indukcyjność cewek z rdzeniem ferromagnetycznym zależy od stanu namagnesowania rdzenia. Wynik pomiaru jest więc zależny od prądu w cewce.Oporność czynna cewki z rdzeniem ferromagnetycznym jest większa od jej oporności przy prądzie stałym ze względu na straty w rdzeniu.

WZAJEMNEJ:Pomiaru dokonuje się przez takie nastawienie wartości indukcyjności wzajemnej wzorca, żeby w amperomierzu A nie płynął prąd.

Zakres pomiaru uzależniony jest od zakresu wzorca. Dokładność pomiaru zależy od dokładności wzorca i czułości amperomierza.

PARAMETRY SYGNAŁÓW Dla wszystkich rodzajów sygnałów określa się szereg parametrów:

Wartość skuteczna sygnału:dla sygnałów okresowych wartość skuteczną możemy obliczyć ze wzoru: 0x01 graphic

RMS (ang.)- wartość skuteczna określa w jaki sposób sygnał przenosi energię oraz ilość przenoszonej energii.

TRMS- true RMS- rzeczywista wartość skuteczna (dotyczy ona dowolnego sygnału).Wartość średnia sygnału:dla sygnałów okresowych:0x01 graphic
W sposób pośredni wyznacza ona właściwości energetyczne sygnału. Wyznacza ona składową stałą sygnału. Ma ona duże znaczenie w przypadku, gdy sygnał jest zakłócany. Wartość średnia sygnału zakłócającego jest równa zero.Wartość średnia wyprostowana:0x01 graphic
W większości detektorów w prostownikach występujących w miernikach chcąc wyskalować miernik w wartościach skutecznych napotykamy trudności. Prostujemy wówczas sygnał, obliczamy ၠxw i poprzez odpowiednie współczynniki wyznaczamy xsk i skalujemy miernik w wartościach skutecznych.

Wartość szczytowa sygnału:0x01 graphic

  1. Definicje i określenia podstawowe

  2. Układ SI-definicje

  3. Układ SI-przedrostki

  4. Metrologia i miernictwo

  5. Wzorce napięcia i rezystancji

  6. Algorytm pomiaru.Warunki znamionowe.Podstawowe dane na miernikach

  7. Błąd podstawowy rodzaje błędów pomiar.

  8. Błędy:względny,bezwzgl.system.przypad.

  9. Błąd gruby,sposoby ograniczenia i korygowania, błąd przyrządów

  10. Symbole oznaczeń typów miernika

  11. Mierniki elekt-dyn,ferro-dyn,magn-elekt.

  12. Miernik elektromagnetyczny - opis

  13. Miernik magnetoelektryczny - rysunek

  14. Miernik elektromagnetyczny - rysunek

  15. Kompensatory

  16. Oscyloskop - opis

  17. Oscyloskop analogowy - schemat

  18. Oscyloskop cyfrowy - schemat

  19. Pomiar napięcia i SEM

  20. Pomiary prądu,oporności met.techniczną

  21. Pomiar oporności met. porównawczą, prądową, napięciową, mostek Wheatstone`a

  22. Mostek Thomson`a - opis

  23. Mostek Wheatstone`a - schemat

  24. Mostek Thomson`a - schemat

  25. Pomiar oporności dla prądu zmiennego

  26. Zamiana gwiazda w trójkąt

  27. Pomiar mocy

  28. Pomiar indukcyjności

  29. Parametry sygnałów

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
rezystancjamb, Elektronika i Telekomunikacja, EiT pwr, Semestr 3, Miernictwo 3
TOS, Elektronika i Telekomunikacja, EiT pwr, Semestr 4, Technika Obliczeniowa i Symulacyjna
SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM, Elektronika i Telekomunikacja, EiT pwr, Semestr 3, Technika Analogowa
robotyka test, Elektronika i Telekomunikacja, EiT pwr, Semestr 3, Podstawy automatyki i robotyki
TC2 wyklad 2009, Elektronika i Telekomunikacja, EiT pwr, Semestr 4, Technika Cyfrowa 2
Sieci telekom, Elektronika i Telekomunikacja, EiT pwr, Semestr 5, Sieci telekomunikacyjne
SPRAWOZDANIE Z LABORATO2RIUM, Elektronika i Telekomunikacja, EiT pwr, Semestr 3, Technika Analogowa
Przykładowe zadania na 2 kolokwium z programowania w języku C, Studia, PWR, 1 semestr, Podstawy prog
Przykładowe zadania na 1 kolokwium z programowania w języku C, Studia, PWR, 1 semestr, Podstawy prog
ściągi z bhp i bezpieczeństwa, Elektrotechnika I stopień PWSZ Leszno, SEMESTR II, coś tam ze szkoły
Ocena oddziaływania na środowisko elektrociepłowni1, ATH - ZiIP, Inne semestry
zadania 2(1), WAT- Elektronika i Telekomunikacja, Semestr II, Fizyka, coś tam od grupy, Zadania i Te
sciaga algebra wzory, WAT- Elektronika i Telekomunikacja, Semestr I, Matematyka, Algebra z Geometrią
pytania-TRU-poprawione, Elektronika i Telekomunikacja PWR, EIT od Bohuna, Sterowanie w sieciach
zadania 9(1), WAT- Elektronika i Telekomunikacja, Semestr II, Fizyka, coś tam od grupy, Zadania i Te

więcej podobnych podstron