- •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.
Метрологические характеристики.
1. Функция преобразования (статическая характеристика преобразования).
Под функцией преобразования понимается функциональная зависимость между информативным параметром выходного и входного сигналов средства измерений.
Функцию преобразования, принимаемую для АИП и устанавливаемую в научно-технической документации на данный прибор, называют номинальной функцией преобразования АИП (или номинальной статической характеристикой преобразования).
у=F(x,υ), где
υ – составляющие параметры (влияющие).
2. Чувствительность.
Под чувствительностью понимают отношение изменения сигнала на выходе АИП к вызывающему его изменение измеряемой величины.
Различают:
относительную чувствительность (
);абсолютную чувствительность (
).
Существенной характеристикой является порог чувствительности, определяемый как изменение входной величины, которую можно обнаружить с помощью данного прибора без дополнительных устройств. Порог чувствительности выражается в единицах входной величины.
3. Диапазон и предел измерений.
Диапазон измерений прибора называется область значений измерений величины, для которой нормированы допускаемые погрешности прибора. Верхним и нижним пределом измерения прибора называется наибольшее и наименьшее значение диапазона измерений
АИП выпускают однопредельными и многопредельными. Иногда пользуются понятием динамический диапазон, под которым понимают отношение наибольшего верхнего предела измерений прибора хВ к минимальному значению х0, измеряемому прибором:
.
Диапазон частот. Частотный диапазон определяется тем диапазоном частот, изменение входного сигнала (измеряемой величины), при котором чувствительность прибора меняется в заданных пределах. Различают узкочастотные и широкочастотные АИП.
4. Потребляемая мощность.
Мощность, потребляемая АИП по контролируемой цепи характеризует степень взаимодействие прибора и измеряемого объекта.
Значительное потребление мощности измерительным прибором к искажению режима контролируемой цепи, а, следовательно, и к увеличению погрешности измерения.
Потребляемая прибором мощность нормируется значением входного импеданса или раздельно значениями активного сопротивления и емкости (индуктивности).
5. Динамические характеристики приборов
К основным динамическим характеристикам относятся динамические погрешности и характеристика, определяющая быстродействие АИП – время установления показаний.
Под временем установления показаний понимают параметры время от момента скачкообразного изменения входной величины до момента установления показаний отсчетного устройства с заданной точностью.
Кроме перечисленных свойств АИП должны отвечать определенным требованиям надежности, основными показателями которой является наработка на отказ, устойчивости к климатическим воздействиям, электрической прочности изоляции цепей и некоторые другие.
6. Погрешности измерений.
Точность измерений, представляющая собой качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины, в значительной степени зависит от погрешности прибора, используемого в измерении.
Погрешность прибора определяется как разность между его показаниями и истинным значением измеряемой величины, является сложной функцией многих переменных, таких как измеряемая величина, время измерения, температура окружающей среды.
