6. Измерение напряжения постоянного тока

6

6.Измерение напряжения постоянного тока

Внастоящей главе описываются методы измерения напряжения постоянного тока с использованием устройств сбора данных и автономных измерительных приборов.

6.1.Обзор методов измерения постоянного напряжения

Различают два типа напряжений: напряжение постоянного тока (DC) и напряжение переменного тока (AC). Сигналы постоянного тока – это аналоговые сигналы, очень медленно изменяющиеся во времени. Обычно к сигналам постоянного тока относят напряжение источников постоянного тока, температуру, давление и деформацию. Сигналы переменного тока, в отличие от сигналов постоянного тока, непрерывно изменяются: увеличиваются, уменьшаются, периодически изменяют полярность.

Подробнее об измерениях напряжения переменного тока см. главу 7

Измерение напряжения переменного тока.

Приложения для работы с постоянным током преобладали в ранний период развития высоковольтного электричества. Неизменность сигналов постоянного тока облегчала измерения напряжения, тока и мощности. Мощность на постоянном токе вычисляется по формулам: P = I2 ´ R и P = V2 R , где P – мощность (Вт), I – ток (А), R –

сопротивление (Ом), V – напряжение (В).

6.2.Использование VI NI-DAQ для измерения напряжения постоянного тока

Впроцессе исследований сигналов постоянного тока наибольший интерес представляет, как точно может быть выполнено измерение уровня сигнала в заданный момент времени. При решении большинства задач измерений для повышения точности следует использовать кондиционирование сигналов. Более подробно вопросы кондиционирования сигналов рассмотрены в разделе

Кондиционирование сигналов главы 4 Основы измерений.

6. Измерение напряжения постоянного тока

На рис. 6-1 показана типовая схема подключения анемометра с диапазоном выходных напряжений U от 0 до 10 В, соответствующим диапазону скоростей ветра W от 0 до 200 миль в час (mph). Для масштабирования данных используется следующее уравнение:

Заметим, что в схеме подключения на рис. 6-1 используется резистор R, поскольку обычно анемометр является незаземленным источником сигнала. Если бы датчик анемометра был заземлен, использование R могло бы привести к появлению паразитного контура заземления и, следовательно, к погрешностям измерений.

Рис. 6-1. Схема подключения анемометра

Anemometer – анемометр, DAQ Device Channel– канал DAQ-устройства, DAQ Device Ground – заземление DAQ-устройства

6.2.1.Измерения с помощьюNI-DAQmx

Вблок-диаграмме на рис. 6-2 для измерения скорости ветра используются VI NI-DAQmx. VI DAQmx Create Virtual Channel создает виртуальный канал Analog Input Voltage (аналоговое входное напряжение) из физического канала Physical Channel, напряжение на выходе которого принимает значения в диапазоне до 0 до 10 В. Затем VI DAQmx Read считывает один отсчет с одного канала. Функция умножения (Multiply) масштабирует полученное значение из диапазона напряжений 0÷10 В к диапазону скоростей от 0÷200 миль/час с помощью коэффициента 20 миль в час/В.