- •А. В. Мулик
- •Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве конспекта лекций
- •Содержание
- •Аналоговые измерительные устройства Введение
- •Рабочая программа. Цели и задачи дисциплины.
- •2. Содержание дисциплины
- •2.1. Введение
- •2.4. Аналоговые измерительные устройства уравновешивающего преобразования.
- •3.Аудиторный и внеаудиторный практикум
- •3.1. Распределение часов по видам учебных занятий и виды отчетности
- •3.2. Аудиторные занятия
- •3.3. Внеаудиторная самостоятельная работа
- •4. Учебно-методические материалы по дисциплине.
- •4.1. Литература
- •Использование эвм:
- •Общие сведения об аналоговых измерительных устройствах. Структурная схема и классификация.
- •Классификация аип.
- •Свойства и характеристики аиу.
- •Метрологические характеристики.
- •2. Чувствительность.
- •3. Диапазон и предел измерений.
- •4. Потребляемая мощность.
- •5. Динамические характеристики приборов
- •6. Погрешности измерений.
- •Классификация погрешностей.
- •Суммирование погрешности.
- •Методы уменьшения погрешностей.
- •Общие узлы электронных измерительных приборов.
- •Масштабные преобразователи (мп).
- •Пассивные масштабные преобразователи аиу.
- •Активные масштабные преобразователи аиу.
- •Усилители переменного тока (упрт).
- •Преобразователи импеданса. Функциональные преобразователи.
- •Электронные вольтметры (эв)
- •Структурные схемы эв.
- •Выпрямительные цепи универсальных вольтметров. Пассивные паз.
- •Активные паз
- •Паи (паз импульсных сигналов)
- •Преобразователи средневыпрямленного значения.
- •Преобразователи действующего значения.
- •Универсальные вольтметры.
- •Вольтметр постоянного тока.
- •Вольтметры переменного тока (впт). Импульсные вольтметры.
- •Импульсный вольтметры (ив).
- •Измерительные генераторы сигналов (игс). Нч иг
- •Характеристики иг.
- •Низкочастотные генераторы (нчиг).
- •Генераторы на биениях. Rc-генераторы
- •Высокочастотные измерительные генераторы (вч иг). Импульсные генераторы
- •Генераторы импульсных сигналов (гис)
- •Генераторы, программно управляемые микропроцессорной системой (пуг)
- •Широкодиапазонный генератор гармонических сигналов.
- •Приборы для измерения параметров электрических цепей.
- •Электронные омметры. Принцип построения, структурная схема.
- •Делители и особенности и включения.
- •ЭОм бесконечными пределами измерения.
- •Электронные омметры с конечными пределами измерения. Схемы, погрешности.
- •Измерители сопротивлений с операционными усилителями.
- •Приборы для измерения ёмкости и индуктивности генераторным методом. Схемы
- •Приборы для измерения емкости, индуктивности и добротности
- •Частотомеры. Резонансный частотомер. Гетеродинный частотомер.
- •Гетеродинные частотомеры.
- •Конденсаторные частотомеры (кч). Принцип действия, схемы, погрешности.
- •Электронно-лучевой осциллограф. Назначение эо. Достоинства и недостатки. Структурная схема.
- •Электронный осциллограф.
- •Двухканальные двухлучевые осциллографы.
- •Запоминающие осциллографы.
- •Осциллографы (эо), содержащие микропроцессор (мп). Особенности.
- •Анализаторы спектра (ас). Назначение, принцип действия.
- •Анализаторы спектра последовательного анализа с индикаторным устройством
- •Измерители нелинейных искажений (ини).
- •Характериографы.
- •Измерение сдвига фазы без преобразования синусоиды.
- •Измерение сдвига фаз с преобразованием синусоиды с элт.
- •Двухтактные и однотактные фазометры на спусковых схемах.
- •Фазометры со спусковой схемой (с формированием коротких импульсов (однотактные)).
- •Двухтактные фазометры на спусковых схемах.
- •Аналоговые измерительные устройства уравновешивающего преобразования.
- •Структурная схема.
- •Автоматические приборы переменного тока.
- •Автоматические потенциометры переменного тока.
- •Способы регистрации.
- •Измерительные схемы.
- •Потенциометрические ис.
- •Уравновешенные мостовые схемы.
- •Опорные преобразователи
- •Реохорды.
- •Усилители.
- •Гальванометрический усилители.
- •Электрические двигатели.
- •Автоматические приборы со статической характеристикой.
- •Компенсационные приборы с фотогальванометрическими характеристиками.
- •Принципиальная схема фотоэлектрического усилителя.
- •Принципиальная схема фотогальванического микровольтметра.
- •Принципиальная схема фотогальванического микроамперметра.
- •Компенсационные приборы переменного тока.
- •Автоматические компараторы со статической характеристикой.
- •Автоматические потенциометры постоянного тока.
- •Автоматический компенсатор для измерения температуры.
- •Автоматические уравновешенные мосты для измерения температуры
- •Автоматические потенциометры и мосты с бесконтактными измерительными схемами.
Аналоговые измерительные устройства Введение
Аналоговые измерительные устройства (приборы) в соответствии с классификацией, которая будет рассмотрена ниже, подразделяются на электромеханические и электронные. Первая группа приборов подробно рассматривается в курсе «Методы и средства измерений». Вторая же группа является предметом изучения в курсе АИУ. Поэтому в дальнейшем будем говорить об аналоговых электронных измерительных приборах.
Исторически электронные измерительные приборы развивались как приборы для радиоизмерений. Однако, по мере своего развития, благодаря ряду существенных преимуществ, эти приборы образовали самостоятельный класс измерительных устройств, используемых в настоящее время в различных областях науки и техники и представляют собой важнейшую группу средств электрических измерений.
Простота, высокая точность, широкий частотный диапазон, наглядность показаний и регистрации, разнообразие типов определили их превосходство в производстве всех остальных средств измерений.
Выполнение современных требований, предъявляемых к измерительным приборам наукой и промышленностью, немыслимо без широкого использования электроники, обеспечивающей высокую стабильность и хорошие эксплуатационные показатели электронных измерительных приборов.
Большинство электронных измерительных приборов выполняются на транзисторах и интегральных схемах.
Точность ЭИП не уступает, а в некоторых случаях превосходит показатели электромеханических приборов. А по потреблению энергии от измерительной цепи и частотному диапазону эти приборы вообще не могут конкурировать с электронными приборами.
Рабочая программа. Цели и задачи дисциплины.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федеральной компоненты Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавров по направлению 200100 -«Приборостроение» и дипломированного специалиста по направлению 200100 - «Приборостроение», специальность 200106 «Информационно-измерительная техника и технологии»
Дисциплина относится к блоку специальных дисциплин. В стандарте ей посвящены следующие строки:
С Д. 03 Аналоговые измерительные устройства: 160 часов
Электронные узлы измерительных каналов и автономных приборов; структуры аналоговых средств измерении; нормирование и анализ их метрологических характеристик; проектирование аналоговых устройств на современной элементной базе и методы их экспериментальных исследований.
Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов профессиональных знаний и навыков в области аналоговых измерительных
устройств.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
познакомить студентов с принципами построения и основными узлами аналоговых измерительных устройств;
научить студентов в соответствии с требуемыми характеристиками составлять структурные и принципиальные схемы аналоговых электронных измерительных приборов;
познакомить студентов с основными принципами проектирования и методами расчета аналоговых измерительных устройств, как в целом, так и отдельных узлов, научить рационально ими пользоваться.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать: основные принципы и методы построения аналоговых измерительных приборов; принципы действия и основные характеристики приборов;
основные методы проектирования и расчета аналоговых измерительных устройств.
В результате изучения дисциплины студенты должны уметь: правильно выбрать аналоговое измерительное устройство для измерения параметров электрических сигналов и цепей, оценить погрешность измерения; по заданным характеристикам спроектировать и рассчитать аналоговое измерительное устройство для решения конкретных задач, провести анализ его погрешностей.
Изучение дисциплины "Аналоговые измерительные устройства" базируется на знаниях студентов, получаемых ими при изучении предшествующих дисциплин учебного плана: теоретических основ электротехники, теоретических основ ИИТ, электроники, методов и средств измерений.
Дисциплина "Аналоговые измерительные устройства" изучается в течение 8 и 9 семестров обучения в объеме 160 часов (70 часов - аудиторные занятия, 90 часов - самостоятельная работа).