- •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
Измерение показателей качества электроэнергии
Качество электроэнергии – степень соответствия ее параметров установленным нормам.
Качество электрической энергии характеризуют показатели качества:
установившееся отклонение напряжения;
колебания напряжения (размах колебаний и доза фликера);
несинусоидальность напряжения (коэффициент искажения синусоидальности и коэффициенты гармоник);
несимметрия напряжения (коэффициенты обратной и нулевой последовательностей);
провал напряжения (длительность и глубина провала);
временные перенапряжения (коэффициент перенапряжения);
установившееся отклонение частоты.
Измерение показателей качества – анализаторами качества электроэнергии.
Назначение анализаторов – измерение параметров трехфазной трехпроводной или четырехпроводной, симметричной и несимметричной электрической сети, с одновременным отображением, сохранением, ведением архива текущих значений, их обработкой и цифровой передачей.
Пример. Стационарный анализатор качества электроэнергии G4400
Назначение: измерение параметров электрических сетей в стационарных и переходных процессах:
– при контроле состояния электроустановок,
– при обследовании режимов работы электрических сетей энергосистем и промышленных предприятий,
– при пуске и наладке различных электрических силовых агрегатов и устройств автоматики.
Измеряемые величины:
фазные и линейные напряжения;
фазные токи;
cos φ по фазам;
спектр гармоник (до 512);
активная, реактивная и полная мощности по фазам и по сумме фаз;
частота;
время отключения фазы, выхода/возврата за границы допусков напряжений и частоты;
фликер.
Погрешность из измерений не превышает 0.1%.
Лекция 14 ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНЫХ ВЕЛИЧИН
Основы магнитометрии
Измеряемые величины:
характеристики магнитного поля Н, Ф, В;
характеристики и параметры материалов: μ, Вs, Вr, Нc, Н0, Sw, Руд и др.
Структурная схема прибора для измерения магнитной величины
МВ
ЭВ
Преобразователи магнитных величин в электрические (ПМЭ):
электромагнитные:
индукционные;
ферромодуляционные;
гальваномагнитные:
магнитогенераторные;
магниторезистивные;
квантовые:
магниторезонансные непрерывного действия;
магниторезонансные дискретного действия.
Измерительные преобразователи магнитных величин
Индукционные преобразователи (измерительные катушки)
В постоянном магнитном поле измерительную катушку:
быстро вынести за пределы поля;
повернуть на 180º;
вращать с равномерной скоростью.
Ферромодуляционные преобразователи (феррозонды)
ЭДС четных гармоник
Магнитогенераторные преобразователи (Холла)
Rh – коэффициент Холла;
d – толщина полупроводника.
М
агниторезистивные
преобразователи
(Гаусса)
Сопротивление полупроводника
а – коэффициент Гаусса.
Магниторезонансные преобразователи
В постоянном поле В0 частота резонансной прецессии атомов
γ – гиромагнитное отношение.
При резонансе UГВЧ = min, ν = fр, В0 = 2π fр /γ.
