IMG�27 (2)

cyfry, ale sensowny ze względu na dokładność laki wynik otrzymuje się po wiciu sekundach, ponieważ otrzymuje się go po zastosowaniu numerycznej nilracji losowych błędów (wielokrotne mierzenie i uśrednianie) Błąd dopuszczalny liniowości integratora wyniósł ±0 Ippm (zakresu) Duża liniowość i duzn rozdzielczość (S :) jest użyteczna do wyznaczania z duża dokładnością stosunku dwu napięć, ale jest niewystarczająca do deklarowania odpowiedniego Mędu dopuszczalnego przetwornika, który' byłby oczekiwany przy danej rozdzielczości (dlatego deklarowany błąd dopuszczalny wynosi np „aż" 10 00$%. tj 50 ppm . a me np 0. 0$ ppm. co mogłoby być oczekiwane przy 8'/j cyfrach wyniku). Dzieje się tak dlatego, że w dłuższym okresie czasu wskazania przetwornika me są wystarczająco odtwarzalne

Tłumienie tęinień sieciowych przy mierzeniu napięcia stałego szybkim przetwornikiem o wielokrotnym całkowaniu może być osiągnięte numerycznie, licząc średnią z wyników przetwarzań za okres lub wielokrotność okresu napięcia sieci Skutki fizycznego (analogowego) całkowania i numery cznego uśredniania mogą być praktycznie jednakowe W omawianym rozwiązaniu stosuje się leż nastawiałm czas całkowania napięcia mierzonego

W takim samym loku d/zalań (tj numeryczne uśrednianie) można również zmniejszyć błąd kwantyzacji wyniku pomiaru napięcia stałego w stosunku Jn . gdy średnia liczona jest z n wskazali, ale gdy zakłócenie składową zmienną napięcia stałego jest odpowiednio duże W tym celu wprowadza się planowo zakłócenie zmienne Jest to przykład praktycznego i bezpośredniego wykorzystania teorii do poprawiania dokładności przyrządów zmikroproccsorowanych (patrz wzór (1.11)

Dokładność przetworników działających na zasadzie przetwarzania napięcia na czas charakteryzuje się w taki sam sposób i za pomocą tych samych wielkości (pojęć), które zastosowano do przetworników działających na zasadzie kompensacyjnej, z tym ze nie ma tu potrzeby wyróżniania „błędu liniowości całkowej", bo po prostu występuje tu nieliniowość „normalna", rozumiana w powszechnym sensie i błąd powstały z tego powodu me wymaga dodatkowej specyfikacji. Ponadto charakterystyka takiego przetwornika jest krzywą gładką, gdy w przetworniku kompensacyjnym jest krzywą łamaną Kiedy przetwornik ten jest modułem pomiarowym woltomierza lub multimetru cyfrowego, to jego charakterystyka dokładnośctowa zawarta jest w charakterystyce wypadkowej takiego przyrządu, a ta jest przedstawiana w postaci dwu składowych, na podstawie których obliczamy błąd dopuszczalny wskazania wg zależność (3 .20).

3.6. Technika pomiaru napięcia zmiennego 3.6.1. Zagadnienia ogólne

Wybór techniki pomiaru napięcia zmiennego w pierwszej kolejności zalezeć będzie od rodzaju zmienności (ogólnie) zmienne, przemienne, okresowe, okresowe sinusoidalne i niesinusoidalne, nieokresowe, nieokresowe stochastyczne, impulsowe jednorazowe, itp Pomtarowiec musi mieć takie wstępne dane o rodzaju przebiegu napięcia. Zęby mógł użyć właściwej metody i techniki pomiarowej Wybór techniki w każdym przypadku zależeć będzie również od częstotliwości lub szerzej - od widma częstotliwości. Iftńre zawarte icst w przebiegu napięcia mierzonego Rozpoznanie tych cech jest konieczne ale niewystarczające do dokonania wyboru właściwej techniki Musimy jeszcze zdecydować, wg jakiej miary powinniśmy wyrazić wartość mierzonego napięcia imiennego Dopiero wówczas decyzje co do wyboru techniki mogąlyyć jednoznaczne Taka miara potocznie nazywana jest wąj-tością napięcia zmiennego, np wartość skuteczna, wartość maksymalna (amiihtuda), itp

Najpełniej napięcie zmienne przedstawia się za pomocą funkcjF czasu (-/(/), zwanej przebiegiem (napięcia) Taka funkcja wielkości zmiennej ciągłego czasu byłaby pomła-rowo okreSlonargaybyznana była wartość napięcia dla każdej chwili /, czyli znane było

W takim kontekście obserwuje się nadużywanie słowa „sygnał" zapewne pod wpływem telekomunikacji ■ automatyki Używanie w różnym znaczeniu jednego i lego samego terminu wprowadza „bcłkotliwość języka . czyli zatracenie orientacji ..co jen co" W miernictwie sygnał powinien znaczyć zjawisko energetyczne (bodziec), którego wybrane właściwości opisujemy za pomocą właściwych wielkości fizycznych, w tym rowiucż np odpowiedniej wielkości w funkcji czasu tzw napięcie chwilowe w każdej chwili Każdą chwilę / me należy jednak rozumieć ściśle matematycznie, bo wartość czasu jest tez przedstawiana za pomocą skończonej liczby cyfr. a więc wartość czasu (wyrażonego hczbowoljesl skwantowana, tak jak skwąnlowan* j«t wartość napięcia Ponadto moZe być tak. ze mierzymy napięcie chwilowe tylko w wybranych chwilach.'często we względnie duZych ale równych odstępach czasu Obojętne, z jakiego powodu tak się dzieje, to praktycznie przebieg napięcia najpełniej może być przedstawiony i dany doświadczalnie jako^tąg wartości ^i)j*M^hunlach^jako tzw ciąg czaso-

Nie ma sprzeczności pomiędzy tym, co powiedzieliśmy o nieciągłości czasu, a obrazem ciągłego przebiegu oglądanego na ekranie oscylografii lub zarejestrowanego na papierze rejestratorowym W obu przykładach mamy do czynienia ze stanem „surowym”, analogiem wielkości mierzonej Do dyskretyzacji przystąpimy i wykonamy ją „ręcznie”, gdy wskazaniom zarejestrowanym w postaci obrazów (wykresów), odczytując je, będziemy przyporządkowywać im liczby Pomijamy fakt, ze oko łączy blisko położone punkty wykresu w krzywą ciągłą gdy możliwe jest, ze faktycznie pomiary „wykonane zostały w odosobnionych punktach" Coraz częściej dyskretyzacja wykonywana jest automatycznie, bo korzystamy z cyfrowej techniki pomiaru (czasu i napięcia)

Do wielu zastosowań wyników pomiaru me jest potrzebna znajomość ciągu Uft,) za okres czasu (/„./,), a może wystarczyć dana o odpowiedniej właściwości przebiegu, którą wyrażamy za pomocą właściwej miary Wybór miary zalezy od rodzaju decyzji, którą na podstawie miary mamy podjąć. Scharakteryzujemy obecnie miary stosowane i przydatne w różnych okolicznościach do charakteryzowania właściwości przebiegów okresowych Zagadnienie przedstawimy na przykładzie przebiegu sinusoidalnego

Najprostszą i naturalną miarą wielkości okresowego napięcia przemiennego jest amplituda U_m (wartość maksymalna! Jest ona jedyną miarą za pomocą której jedno-znaczme charakteryzuje się zjawisko „przeskok iskry elektrycznej" (przebicie) w dielektrykach i wyłącznie za pomocą takiej miary napięcia elektrycznego charakteryzuj!; sig__wytrzy-małość-dielektryków na przebjpię W technice oscylograficznej stosowana jest miara napięcia pochodna w ^(osunku do amplitudy, tzw napięcie międzyszczytowe oznaczane w literaturze 'symbolemr U„=2U^y W technice^-oscylografićzńej zero przebiegu jest słabo zdefiniowane i z lego powodu trudno jest jednoznacznie odczytać na ekranie oscylografii wielkość amplitudy, natomiast położenie na ekranie punktów wierzchołkowych przebiegu (szczytów) można jednoznacznie określić (dzieląc przez dwa odległość międzyszczytową otrzymujemy amplitudę) Ściśle miara międzyszczytową powinna być zdefiniowana jako różnica największego dodatniego potencjału i największego (co do bezwzględnej wartości) ujemnego potencjału

Najbardziej rozpowszechnioną miarą napięcia przemiennego - ze względu na szerokie zastosowanie do opisu energetycznych zjawisk elektrycznych -yuf napięcaęjltulcęz-nejwartość skuteczna napięcia), rozumiane jako napięcie średniokwSdralowe, zdenniowa-ne wg zależności (3.26)*

¹ Indeks w oznaczeniu V_ft przyjęty jest z angielskiego peak-pcak Stosowane czasem oznaczenie wolla „Vpp" jest nielegalne, bo wprowadza do obiegu symbol jednostki nie istniejącej w legalnym systemie jednostek SI. a ponadto stosowanie jej jest nielogiczne, bo zmienia się miara wielkości mierzonej a nie miara jednostki wielkości fizycznej

' Jest to konkretny ale jeden z wielu przypadków zastosowania funkcji kwadratowej do tworzenia miary Zastosowanie tej miary do przebiegów niesinusoidalnych napięcia i prądu prowadzi jednak w elektrotechnice do wielkości pochodnych (np składowych mocy elektrycznej) o niejednoznacznym sensie Miara skuteczna napięcia i prądu sinusoidalnego dobrze opisuje wszystkie elektryczne procesy energetyczne np zależność między napięciem skutecznym i prądem a mocą pozorna 0 jej składowymi Natomiast dla przebiegów okresowych niesinusoidalnych od|iowiednic zależności są niejednoznaczne

133