IMG�50 (2)

temu, te błędy przetwarzania zawarte w pierwszym i drugim kroku są równe¹ (choćby w przybliżeniu) Tak otrzymany, skorygowany wynik, jest o więcej niz rząd dokładniejszy W najkorzystniejszych okolicznościach można deklarować błąd dopuszczalny opisanej konstrukcji transferu (i multimetm. w którym jest użyty) na poziomie setnej części procentu (zakresu) w paśmie od 40 Hz do 20 kHz Jest godne spostrzeżenia. Ze ten sam przetwornik w paśmie coraz większej częstotliwości jest coraz mniej dokładny, a w paśmie rzędu I MHz jest ponad sto razy mniej dokładny. Warto ten ostatni fakt uogólnić opinią, ze jest trudnym problemem metrologicznym zapewnienie błędu dopuszczalnego rzędu kilku procent dla transferu analogowego działającego na zasadne cieplnej, gdy częstotliwość napięcia jest rzędu megaherca i więcej

Nie jest tak, ze przetwornik cieplny (termiczny) przetwarza napięcie skuteczne dowolnego kształtu jednakowo dokładnie Okazuje się, ze dla przebiegów impulsowych (o dużej smukłości kształtu i dużym współczynnik szczytu) błąd przetwarzania rośnie Nietrudno zjawisko wytłumaczyć częstotliwościowo stromym zboczom impulsów (o małym wypełnieniu okresu) odpowiada w widmie takiego przebiegu obecność harmonicznych o dużej częstotliwości i ich znaczny udział w widmie, a napięcie skuteczne przebiegu o dużej częstotliwości mało dokładnie „przenosi się na wyjście transferu”. Po prostu zjawiska w grzejniku dla dużych częstotliwości komplikują się i wyrażenie mocy wydzielanej w rezysto-

jest zapisem mocno uproszczonym Wytwórcy z tego powodu podają uzyt-

współczynmk szczytu jest duży'

kowmkom swoich przyrządów dane o tym, jak powiększa się błąd dopuszczalny, gdy

Zależność (3 .26) realizuje się analogowo również na jeszcze innych zasadach, np na zasadzie analogowego logarytmowama Są nieliniowe charakterystyki złącz półprzewodnikowych, na których można zrealizować napięcie proporcjonalne do logarytmu z napięcia chwilowego Podwojenie następnie takiego napięcia oznacza potęgowanie napięcia pierwotnego Po zdelogarytmowaniu i uśrednieniu otrzymuje się napięcie stałe odwzorowujące napięcie skuteczne pierwotnego przebiegu. Na lej zasadzie buduje się przetworniki napięcia skutecznego zmiennego na napięcie stałe przeciętnej dokładności (np. ± 0.2), przydatne w paśmie małą częstotliwości (do 20 kHz).

Trzeci sposób pomiaru napięcia skutecznego polega na numerycznym wyznaczeniu wartości wg definicji (3 26) na podstawie cyfrowych wyników pomiaru napięcia chwilowego. Jest to sposób rozwiązania juz opanowany technologicznie i będzie się szerzej rozpowszechniał w przyszłości Buduje się wyspecjalizowane układy mikroprocesorowe realizujące potrzebne obliczenia numeryczne W układach takich wystarczy cyfrowo zrealizować np następujące działania: wyznaczenie n-tej części z sumy n kolejnych wyników pomiaru napięcia chwilowego i obliczenie kwadratu otrzymanej liczby, obliczenie sumy kwadratów n wyników, obliczenie pierwiastka kwadratowego z n-tej części różnicy poprzednio wyznaczonych liczb Wszystkie te działania numeryczne są zawsze takie same, mogą być i są wykonywane na bieżąco (z wyjątkiem ostatniego działania) w miarę powstawania pierwotnych danych pomiarowych. Dla wyspecjalizowanego układu mikroprocesorowego są to zadania bardzo proste Problemy dokładności owe występują w procesie pomiarowego tworzenia liczbowych danych pierwotnych a nie w procesie wykonywania obhczeń

Fapnmaua włość    gdzie U, i U, te odpowiednio wartościami napięcia stałego otrąuainB

■ jimnąu i drugim krok* procedery. Wyprowadzenie nlrtwiri pozostawia się czytelnikowi (należy cazgiędrać podane w iduoe zakrinań ąassajtR i wykonać rachunki)

³ Pnniaąpij. te np. dla iiarniiłj mpnlri-j—ł szczyt* wynosi Jl , dla przebiegu trójkątnego -S Dez* współczynnik di przebiega impttm ego wynosi ans* węcq ponad 2. np 5

Procedura próbkowania • tworzenia danych pomiarowych przy numerycznym liczeniu wartości skutecznej - jest niedostępna dla pomiar owca, jest realizowana programowo, a program jedynie uwzględnia deklarację użytkownika mulumelni co do pedrzebne rozdzielczości (pośrednio dokładności) wyniku pomiaru, bo od tego zaiezy przede wtzyn-kim liczba wykonanych pomiarów napięcia chwilowego i pośrednio czas, po którym otrzymuje się wskazanie Procedura przykładowo dla dokładnego multimetru moZe być realizowana w następujący sposób W kroku wstępnym wyznaczany jest okres (częstotliwość; przebiegu, którego napięcie skuteczne ma być mierzone oraz wyznaczana jest minimalna i maksymalna wartość napięcia chwilowego Na podstawie tych pomiarów dobierany jest poziom napięcia wyzwalania układu sterowania próbkowaniem Z danych o okresie przebiegu mierzonego i potrzebnej rozdzielczości wyniku pomiaru wyznaczana jest potrzebna liczba pomiarów napięcia chwilowego przypadająca na jeden okres napięcia Na ogół jest tak, ze częstotliwość powtarzania pomiaru napięcia chwilowego jest za mała, żeby w jednym okresie przebiegu mierzonego napięcia otrzymać zadaną liczbę wyników pomiaru Pomiary wykonywane są przez wiele okresów (stroboskopowo z poślizgiem), wg zaplanowanej sekwencji, tak zęby wszystkie otrzymane wyniki rozmieszczone odpowiednio w jednym okresie przedstawiały jednostajny w czasie ciąg czasowy danego przebiegu napięcia Z takich danych (niepotrzebny jest do obliczeń uporządkowany ciąg czasowy) na bieżąco liczona jest w wyspecjalizowanym module cyfrowym wartość skuteczna napięcia

Na dokładność numerycznego wyznaczenia wartości skutecznej istotny wpływ mają - obok dokładności przetwornika a/c, co jest oczywiste - okoliczności próbkowania V.' pierwszej kolejności należy wymienić drżenie (momentu) wyzwalania, ij. losowy rozrzut chwil pobierania próbki w stosunku do chwil wynikających z zalozema Przyczyną tego drżenia jest losowa zmienność okresu przebiegu napięcia mierzonego, bo w mierzonym przebiegu występuje szum, ale też w układach przyrządu występuje szum własny Na przykład przy częstotliwości mierzonego przebiegu I MHz i oczekiwaną rozdzielczości 6-cyfrowęj jest dopuszczalny średniokwadratowy rozrzut (rozmieszczenia próbek) 100 ps wynikający z drżenia

Dokładność przyrządów o numerycznym wyznaczaniu wartości napięcia słonecznego może być dla częstotliwości dużych lepsza niż przyrządów działających na zasadzie cieplnej.

3.6.7. Mierniki wskazówkowe napięcia i natężenia prądu

Zastosowanie współcześnie (a tym bardziej w przyszłości) elektromechanicznych mierników wskazówkowych (woltomierzy i amperomierzy) jest usprawiedliwione względami ergonomicznymi, ponieważ w pewnych okolicznościach człowiek skuteczmg omu położenie wskazówki (łatwiej dostrzega obecność stanu, który powinien go amtaescmwc) niż wskazanie liczbowe dostępne na wyświetlaczu cyfrowym Zastosowanie tych uenakow wynika tez ze społecznego przyzwyczajenia i z zaszłości, tj takie mierniki były stosowane, jeszcze są w eksploatacji i minie trochę czasu, mm zostaną zastąpione przez inne rozwiązanie Z technicznego i ekonomicznego względu mierniki wskazówkowe me mają racn ie-mema

Dawniej budowano wymyślne konstrukcje elektromechanicznyeh mierników wskazówkowych do realizacji potrzebnych w miernictwie elektrycznym funkcji pomiarowych ■ jako rozwiązania potrzebnych zadań metrologicznych Zawsze wykorzystywano jako zasadę fizyczną zjawiska elektryczne lub elektromagnetyczne, w wyniku których mogła powstać nła zależna od napięcia lub natężenia prądu Siła taka na ogół odkształcała sprężynę, a tabe odkształcenie (proporcjonalne do siły) było obserwowane jako przetnie szczane np wskazówki. Wielkość tego przemieszczenia oceniona wzrokowo przy uzycaj odpoiiirihnrj