
- •Лекция №1 Основные понятия и определения измерительной техники.
- •Измерение и его основные операции.
- •Элементы процесса измерения.
- •Классификация измерений.
- •Понятия об испытании и контроле.
- •Единицы физических величин
- •Метрологические и другие характеристики средств измерений
- •Классификация погрешностей
- •Задача.
- •Погрешности прямых однократных измерений
- •Электромеханические измерительные приборы.
- •I) Магнитоэлектрические приборы
- •1) Амперметр
- •2) Вольтметр
- •3) Логометр (магнитоэлектрический)
- •4) Омметры.
- •II) Электромагнитные измерительные механизмы
- •III) Электродинамический измерительный механизм
- •IV) Ферродинамические измерительные механизмы
- •V) Электростатический измерительный механизм
- •VI) Индукционные измерительные механизмы
- •Компенсаторы переменного тока
- •Мосты постоянного и переменного тока
- •Мосты переменного тока
- •Мост для измерения индуктивностей.
- •Аналоговые электронные измерительные приборы.
- •Электронные вольтметры постоянного тока
- •Электронные вольтметры переменного тока
- •Электронный вольтметр действующего значения
- •Электронно – лучевые осциллографы (эло)
- •Цифровые приборы
- •Цифровые частотомеры.
- •Фазометр.
- •Методы электрических измерений Измерение постоянного тока и напряжения
- •Измерение переменного тока и напряжения
- •Электромагнитные амперметры и вольтметры
- •Трансформатор постоянного тока
- •Электродинамические амперметры и вольтметры
- •Ферродинамические амперметры и вольтметры
- •Электростатические вольтметры
- •Измерение мощности и электрической энергии
- •Измерение мощности в цепях постоянного тока
- •Измерение активной мощности в цепях трехфазного тока
- •Измерение реактивной мощности
- •Измерение фазы
- •Измерение сдвига фаз с помощью электронного фазометра
- •Измерение параметров электрических цепей Измерение активных сопротивлений
- •Фарадомер
- •Анализ кривых переменного тока
- •Измерение и регистрация изменяющихся во времени сигналов
- •Виды регистрации
- •Измерение магнитных величин.
Мост для измерения индуктивностей.
Для измерения индуктивности и добротности катушек используют мост:
Эквивалентная схема реальной катушки индуктивности.
Далее получим условия равновесия моста:
–
первое условие.
–
второе условие.
Аналоговые электронные измерительные приборы.
Электронные приборы в зависимости от характера измерений и вида измеряемых величин делятся на группы:
1) В – приборы для измерения напряжений,
2) В1 – калибраторы,
3) В2 – вольтметры постоянного тока,
4) В3 – вольтметры переменного тока,
5) В4 – вольтметры импульсного тока,
6) В6 – вольтметры селективные,
7) В7 – вольтметры универсальные,
8) Г – измерительные усилители и генераторы,
9) Г3 – генераторы гармонических колебаний низкочастотные,
10) Г4 – генераторы гармонических колебаний высокочастотные,
11) Г5 - генераторы гармонических колебаний импульсные,
12) Е – приборы для измерения параметров электрических цепей,
13) Ч – частотомеры,
14) Ф – измерители фазового сдвига (фазометры) и др.
Электронные приборы по сравнению с электромеханическими обладают большим быстродействием, широким диапазоном частот от 20 Гц до 1000 МГц, более широким диапазоном измеряемых величин и большей перегрузочной способностью. Аналоговые электронные приборы состоят из электронной части, предназначенной для преобразования, выпрямления, усиления электрической величины и измерительного механизма магнитоэлектрической системы.
Эти приборы используют в качестве вольтметров, частотомеров, осциллографов, измерителей сопротивления, индуктивности и емкости.
Наибольшую группу электронных приборов составляют электронные вольтметры для измерения напряжений в цепях постоянного и переменного токов. Электронные вольтметры классифицируются по признакам:
- по способу измерения (приборы непосредственной оценки, приборы сравнения),
- по назначению (приборы постоянного, переменного, импульсного напряжений, универсальные вольтметры),
- по характеру измеряемого напряжения (амплитудные(пиковые) вольтметры, действующего и среднего значения),
- по частотному диапазону (низкочастотные и высокочастотные).
Электронные вольтметры постоянного тока
Структурная схема
Здесь: ВУ- входное устройство, УПТ – усилитель постоянного тока, ИМ – измерительный механизм магнитоэлектрической системы.
ВУ представляет собой многопредельный высокоомный делитель напряжения, УПТ обеспечивает усиление измерительного сигнала по напряжению и мощности, а также согласование высокого выходного сопротивления делителя с малым сопротивлением рамки ИМ.
Уравнение шкалы этого вольтметра:
,
где
- коэффициент передачи вольтметра,
- коэффициент передачи ВУ,
- коэффициент передачи УПТ,
- чувствительность ИМ по напряжению.
Входное сопротивление электронного вольтметра - десятки МОм, что практически исключает воздействие на измерительную цепь объекта измерения.
При измерениях малых напряжений начинает влиять дрейф нуля УПТ.
Дрейф нуля – это изменение выходного сигнала УПТ (отличное от 0) при нулевом входном сигнале. Поэтому в электронных микровольтметрах УПТ строится по схеме модулятор – демодулятор (М- ДМ).
Структурная схема УПТ по схеме М – ДМ
Входной сигнал постоянного тока Ux преобразуется М в переменный сигнал (импульсный), У – усиливает этот сигнал, ДМ преобразует усиленный двуполярный сигнал в однополярный (в простейшем случае М и ДМ представляют собой аналоговые ключи, которые синхронно замыкаются и размыкаются с частотой задаваемой генератором Г).
Т.к. измерительный механизм является сумматором (интегратором), то измерится среднее значение, пропорциональное Uх. Введение усилителя переменного тока исключает дрейф нуля.
Технические характеристики вольтметров постоянного тока:
- диапазон от 10 мВ до 1000 В, для микровольтметров от 10-8 до 1 В,
- класс точности 1,5; 2,5,
- шкала линейная.