- •Донецкий национальный технический университет
- •Л.А. Васильев
- •Основы метрологии
- •Электрических измерений
- •Донецк – 2012
- •Содержание
- •Раздел 1 основы метрологии…………….…………………….……..5
- •Раздел 2 средства измерений…………………………………….…..21
- •Раздел 3 технологии измерений…………………………………...57
- •Введение
- •Раздел 1 основы метрологии
- •Основные понятия
- •Виды измерений
- •Методы измерений
- •Средства измерительной техники
- •Обеспечение единства измерений
- •Понятие погрешности измерения
- •Составляющие погрешности измерений
- •Уменьшение погрешности измерений
- •Классы точности
- •Показатели точности измерений
- •Представление результатов измерений
- •Вычисление значения измеряемой величины
- •Процедура оценивания погрешности
- •Оценивание погрешности при однократных измерениях
- •Понятие неопределенности измерения
- •Процедура вычисления неопределенности
- •Измерительный эксперимент
- •Обработка результатов однофакторного эксперимента.
- •Для установления математической модели используют пк (в приложении Microsoft Excel, в пакетах Mathkad, Matlab и др.).
- •Раздел 2 средства измерений
- •Назначение и основные типы
- •Резистивные преобразователи
- •Индуктивные и емкостные преобразователи
- •Электронные преобразователи
- •Унифицированные преобразователи
- •Физические основы работы
- •Магнитоэлектрические приборы
- •Магнитоэлектрические приборы с преобразователями
- •Электромагнитные приборы
- •Электродинамические приборы
- •Погрешность схемы включения ваттметра:
- •Ферродинамические приборы
- •Электростатические приборы
- •Индукционные приборы
- •8.1 Приборы сравнения
- •Измерительные мосты – электрические схемы, составленные из сопротивлений (плеч моста), источника питания и измерительного прибора.
- •Уравновешенные мосты постоянного тока
- •Ток в измерительной диагонали моста:
- •Неуравновешенные мосты постоянного тока
- •Измерительные мосты переменного тока
- •Общие сведения
- •Электронно-лучевая трубка
- •Структурная схема эло
- •Развертка в эло
- •Калибраторы
- •Наблюдение формы электрических сигналов
- •Измерение параметров электрических сигналов
- •П ри более сложной фигуре – по точкам касания:
- •Общие сведения
- •Методы и способы аналого-цифрового преобразования
- •Метрологические характеристики и погрешности цип
- •Режимы работы
- •Цип последовательного счета
- •Регистраторы электрических сигналов
- •Компьютерные измерительные средства
- •Виртуальные измерительные приборы
- •Раздел 3 технологии измерений
- •Измерение напряжений и токов
- •И змерение частоты
- •Измерение параметров электрических цепей
- •Измерение мощности
- •Измерение электрической энергии
- •Измерение показателей качества электроэнергии
- •Основы магнитометрии
- •Измерительные преобразователи магнитных величин
- •Измерение характеристик магнитного поля
- •Измерение характеристик магнитных материалов
- •Структурные схемы приборов Прибор прямого преобразования
- •Генераторные пнэ
- •Параметрические пнэ
- •Примеры приборов для измерения неэлектрических величин
- •Общие сведения
- •Носители измерительной информации
- •Структура иис о бобщенная структурная ик схема иис:
- •Измерительные системы
- •Системы автоматического контроля
- •Системы технической диагностики
- •Системы идентификации
- •Список рекомендованной литературы:
- •Васильев Леонид Александрович
- •Основы метрологии и электрических измерений
- •Конспект лекций
Регистраторы электрических сигналов
Цифровые регистраторы – для регистрации аналоговых и дискретных электрических сигналов с последующей визуализацией на ПК.
Объекты регистрации:
– параметры электросетей, автоматизированные системы управления, электроприводы, технологические процессы («ВИЗИР»);
– особенности технологических процессов в нормальной и критической стадиях, наладочные и ремонтные работы, информация об аварийных и аномальных процессах в электроэнергетических и технологических объектах («РЕКОН») и др.
Накопители – жесткие диски, «флэш», карты ММС.
Визуализация – специализированное ПО для ПК + печать на принтере.
Пример: Основные характеристики регистратора РЕКОН-07БС.
Назначение: предоставления информации об аварийных и аномальных процессах в электроэнергетических и технологических объектах.
● количество каналов: - аналоговых: 32 (24, 16); - дискретных: 96 (160, 224);
● ориентировочное количество процессов в постоянной памяти «флэш»: 300 – 600 шт;
● суммарное время сохраняемых в постоянной памяти процессов не менее 1500 с
● регистрация "суточных файлов" напряжений и частоты;
● определение аварийной ЛЭП, места повреждения, а также ФИП всех ЛЭП.
Компьютерные измерительные средства
Компьютерные измерительные средства (КИС) – средства измерений, обработки, вычислений и управления на собственной шине ПК, работающего в режиме on-line.
Структурная схема КИС:
Способы построения:
с последовательной архитектурой (обработка входных сигналов последовательная во времени);
с параллельной архитектурой (обработка входных сигналов в параллельных каналах).
КИС заменяют набор обычных измерительных приборов наряду с использованием вычислительных и графических возможностей ПК.
Виртуальные измерительные приборы
Виртуальные СИТ – измерительные средства, созданные в виртуальной среде с помощью специализированного программного обеспечения.
Основные свойства:
возможность программного задания необходимых измерительных функций ВИП самим пользователем;
параллельный анализ множества параметров;
высокая точность;
минимальные затраты времени на измерения и обработку результатов;
вычисления в режиме on-line;
накопление больших объемов измерительной информации и широкие возможности ее представления;
простота и удобство управления процессом измерения с помощью клавиатуры и мыши;
возможность максимальной автоматизации всего процесса исследования
расширение областей применения: в полевых условиях, измерения на подвижных элементах конструкций, в автономном режиме .
Виды виртуальных СИТ: ● виртуальный измерительный прибор;
● виртуальная лаборатория.
Виртуальный измерительный прибор (ВИП) – измерительный интерфейс, АЦП, персональный компьютер (ПК), специализированное программное обеспечение (ПО).
Роль измерительного устройства – оцифровка сигналов, а их обработка и вывод результатов на экран – программными средствами.
ПО: ● алгоритмы эмуляции «образов» СИТ;
● алгоритмы выполнения измерений;
● алгоритмы обработки результатов;
● алгоритмы представления информации.
ПО эмулирует на экране дисплея ПК динамически изменяемые виртуальные панели управления одного или нескольких приборов одновременно.
Т.к. функциональные характеристики ВИП определяются ПО, то АЦП может быть одновременно и вольтметром, и осциллографом, и генератором и каким угодно другим прибором.
В
иртуальная
лаборатория
– комплекс конкретных виртуальных
приборов, связанных общим ПО,
или набор модулей для построения
виртуальной измерительной системы.
Виртуальная лаборатория ZETLab – более 50 приборов, разделенных на группы по назначению: анализ, измерение, отображение, генераторы и т.д. К различным устройствам АЦП поставляются различные пакеты ПО, соответствующие их назначению и характеристикам, + программные средства для обработки сигналов и отображения информации.
В
иртуальная
лаборатория
LabVIEW
– графическая система программирования
на уровне функциональных блок-диаграмм,
позволяющая графически объединять
программные модули в виртуальные
инструменты для создания интерактивных
программ сбора, обработки данных и
управления периферийными устройствами.
В
ИП
LabVIEW
используются для построения сложных
автоматизированных систем управления
и сбора данных, а также для управления
техническими объектами и технологическими
процессами.
Прежде чем приступить к измерениям, необходимо «собрать» виртуальный прибор из предлагаемых блоков. Принцип модульного построения измерительной системы предоставляет пользователю максимальную гибкость и полное соответствие его потребностям.
