- •А. В. Мулик
- •Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве конспекта лекций
- •Содержание
- •Аналоговые измерительные устройства Введение
- •Рабочая программа. Цели и задачи дисциплины.
- •3.1. Распределение часов по видам учебных занятий и виды отчетности
- •2. Содержание дисциплины
- •2.1. Введение
- •2.4. Аналоговые измерительные устройства уравновешивающего преобразования.
- •3.Аудиторный и внеаудиторный практикум
- •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.
Генераторы, программно управляемые микропроцессорной системой (пуг)
ПУГ отличаются широкими возможностями и высокими метрологическими характеристиками. Требуемая частота набирается на клавиатуре, имеется возможность автоматической установки приращения значения частоты, значения отображаются на дисплее.
Широкодиапазонный генератор гармонических сигналов.
Выполняется на основе сочетания синтезатора частот МПС.
Рис. 2
Т.к. синтезатор может генерировать сигналы с широкой сеткой частот, то становиться возможным создание широкодиапазонного генератора с высокой разрешающей способностью перестройки частоты.
Упрощенная структурная схема программно-управляемого ИГ синтезирующего гармонические сигналы в широком диапазоне частоты имеет вид:
Рис. 3
Синтезатор частот состоит из:
КГ (кварцевого генератора), вырабатывающего сигналы образцовой частоты fобр,
ФД (фазового детектора),
ФНЧ (фильтра низких частот),
У (усилителя),
ГУН (генератор, управляемый напряжением),
ФЧ (делителя частоты) с коэффициентом m.
На ПУГ подается управляющий код из МПС. ГУН вырабатывает синусоидальный сигнал, значение fг частоты которого в n-раз выше, чем fобр. Он подается на ФЧ с Kд=n к ФД. Появляющийся на выходе ФД сигнал рассогласования через ФНЧ и У поступает на генератор и поддерживает точным значение fг.
Этот
сигнал предается через ФЧ с Kд=m
в выходной блок генератора. Таким образом
на выходе генератора
.
Изменяя программно, n и m, fобр можно автоматически перестраивать в широких пределах fвых сигналов с очень малым шагом, а также решать задачу автоматического приращения значения частоты. Автоматическая регулировка выходного напряжения, а также изменения единиц измерения и вида представления результата измерения достигается подачей управляющего кода из МПС на цифровые коды выходной блок и измерителя параметров.
Аттенюаторы.
Предназначены
для деления выходного напряжения в
n-раз.
Схема аттенюатора построена таким
образом, что его выходное сопротивление
при любых переключениях остается
постоянным. Это позволяет изменять
напряжение на нагрузке сохраняя
определенный режим работы на нагрузке.
Входное сопротивление аттенюатора
также не изменяется при его переключениях
при постоянной нагрузке. Это необходимо
для поддержания постоянного режима
работы каскада усилителя мощности.
Входное и выходное сопротивления
аттенюатора можно сохранить постоянными
применив в качестве делителя напряжения
симметричный четырехполюсник. Затухание,
вносимые аттенюатором измеряется в
логарифмических единицах
,
Р1
– мощность на входе четырехполюсника.
Р2 –
на выходе.
;
;
В ИГ градуировка затухания аттенюатора производиться по напряжению. В зависимости от того меняются ли параметры звена, аттенюатор может быть с постоянными и переменными параметрами измерения. В качестве звеньев могут использоваться Т – образные или П – образные четырехполюсники. В аттенюаторе с постоянными параметрами звеньев регулировать затухания можно, изменяя количество звеньев. Схема аттенюатора с П – образными звеньями, с постоянными параметрами, работающего на высокоомную нагрузку.
Рис. 4
Нагрузка включается в одну из точек звеньев, причем затухание зависит от места включения. Полного отключение звена не требуется. Затухание увеличивается при перемещении переключателя SA вправо.
Лекция 10
Приборы для измерения параметров электрических цепей. Электронные омметры. Схемы, анализ погрешностей.
