- •Электрические и компьютерные измерения
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Термины и определения
- •1.1. Средства измерений
- •1.1.1. Составные части иу
- •1.1.2. Отсчетное устройство ип
- •2. Измерение тока и напряжения
- •2.1. Аналоговые средства измерений
- •2.1.1. Электромеханические приборы
- •2.1.1.1. Приборы магнитоэлектрической системы
- •2.1.1.2. Гальванометры
- •2.1.1.3. Приборы электромагнитной системы
- •2.1.2. Компенсаторы постоянного тока
- •2.1.3. Электронные аналоговые вольтметры
- •2.2. Цифровые электронные вольтметры
- •2.2.1. Цифровой вольтметр с глин
- •2.2.2. Цифровой вольтметр двойного интегрирования
- •3. Измерение параметров элементов электрических цепей
- •3.1. Метод вольтметра-амперметра
- •3.2. Метод непосредственной оценки
- •3.2.1. Электромеханические омметры
- •3.2.2. Электронные омметры
- •3.3. Компенсационный метод измерения сопротивлений
- •3.4. Метод дискретного счета
- •4. Электронно-счетный частотомер
- •4.1. Структура цифрового частотомера
- •4.2. Временные диаграммы работы частотомера
- •4.1. Измерение периода
- •4.2. Измерение отношения частот
- •4.3. Измерение интервала времени
- •4.4. Самоконтроль частотомера
- •5. Измерительные генераторы сигналов
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Низкочастотные генераторы синусоидальных сигналов
- •5.2.1.Lc-генераторы
- •5.2.2. Генераторы на биениях
- •5.2.3.Rc-генераторы
- •5. 3. Принципы построения низкочастотных цифровых генераторов
- •5. 4. Высокочастотные генераторы сигналов
- •5. 5. Импульсные генераторы сигналов
- •5. 6. Цифровые генераторы сигналов специальной формы
- •6. Электронные осциллографы
- •6.1. Универсальные одноканальные электронно-лучевые осциллографы
- •6.2. Основные узлы электронно-лучевых осциллографов
- •6.2.1. Электронно-лучевая трубка
- •6.2.2. Канал вертикального отклонения
- •6.2.3. Канал горизонтального отклонения
- •6.2.3.1. Синусоидальная развертка в осциллографе
- •6.3. Двухканальные электронно-лучевые осциллографы
- •6.4. Скоростные и стробоскопические осциллографы
- •6.4.1. Скоростные осциллографы
- •6.4.2. Стробоскопические осциллографы
- •6.5. Универсальные осциллографы со сменными блоками
- •6.7. Аналоговые запоминающие осциллографы
- •6.8. Цифровые запоминающие осциллографы
- •Принцип работы цзо
- •6.9. Цифровые люминофорные осциллографы
- •7. Виртуальные измерительные приборы и системы
- •7. 1. Общие сведения
- •7.2. Плата сбора данных
- •7.3. Сменные платы специального назначения
- •7.4. Виртуальные мультиметры
- •7.5. Виртуальные цифровые запоминающие осциллографы
- •7.6. Виртуальные генераторы сигналов произвольной формы
- •Список литературы
1. Термины и определения
Измерение– совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
Результат измерения– численное значение величины, найденное, например путем сравнения ее с единицей измерения. Результат (R) может быть выражен следующим образом:
,
где Q– измеряемая величина,q– единица измерения.
Единица физической величины– физическая величина, которой по определению присвоено численное значение, равное «1». Единицы физических величин, допущенные к применению, установлены ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Единицы величин».
Истинное значение физической величины– значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношении соответствующие свойства объекта. Результат измерения даеттолько оценкуистинного значения физической величины с некоторой погрешностью.
По отношению к сигналам измерительной информации физические величины разделяются на активныеипассивные.
Активные физические величины– могут быть преобразованы в сигнал измерительной информации без использования вспомогательных источников энергии.
Пассивные физические величины– для измерения пассивных величин необходимо использовать вспомогательный источник энергии.
Относительная величина – отношение физической величины к одноименной физической величине.
Относительные величины выражают в процентах (%). 1% = 10-2, в промилле (‰), 1 ‰ =10-3, в миллионных долях (млн-1, ррm), lppm = 10-6, в миллиардных долях (млрд-1, ppb), lppb = 10-9.
Логарифмическая величина – логарифм отношения.
Примером единицами логарифмических величин являются
бел (Б) 1 Б = lg (P2 / P1) при Р2 = 10Р1, где Р2 и Р1 – одноименные величины мощности, энергии, или децибел (дБ) равный 0,1 Б
Метод измерений– совокупность приемов использования принципов и средств измерений (ГОСТ 16263-70, переиздан 1986 г Недействующий.– Рекомендации по межгосударственной стандартизации. РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения).
Принцип измерения– совокупность физических явлений, на которых основаны измерения.
Методы измерений классифицируют:
по способу (алгоритму) сравнения измеряемой величины с единицей;
по физическим явлениям или закономерностям, положенным в основу измерения;
по видам измерительных преобразований;
по способу взаимодействия средства измерений с объектом;
по способам воспроизведения величин заданного размера;
по видам применяемых средств измерений;
по информативному параметру сигнала измерительной информации;
по используемым свойствам объекта исследования.
Естественный сигнал– сигнал первичного измерительного преобразователя, вид и диапазон изменения которого определяется физическими свойствами преобразователя и диапазоном изменения измеряемой величины. Виды естественных сигналов: перемещение, угол поворота, усилие, интервалы времени, постоянное и переменное напряжение, активное и комплексное сопротивление, электрическая емкость, частота.
Унифицированный сигнал– вид носителя информации диапазон изменения не зависят от вида измеряемой величины, метода измерения и диапазона изменения измеряемых величин. Примеры унифицированных сигналов показаны в табл. 1.
Таблица 1. Характеристики унифицированных сигналов
Вид сигнала |
Физическая величина |
Значение сигнала |
Электрический |
Постоянный ток |
0÷5; 0÷ ±5; 0÷20; 4÷20 мА |
Постоянное напряжение |
0÷10; 0÷ ±10; 0÷20; мВ; 0÷1; 0÷ ±1; 0÷10 В | |
Переменное напряжение |
–1÷0÷1; 0÷2 В | |
Частота |
2÷4; 2÷8 кГц | |
Пневматический |
Давление |
0,2÷1 кгс/см2(0,02÷0,1 МПа) |
Гидравлический |
Давление |
0,1÷6,4 МПа |