- •В.В. Филинов, а. В. Филинова
- •Рекомендовано к изданию в качестве учебного пособия редакционно-издельским советом мгупи
- •1. Элементная база электроники
- •1.1. Полупроводниковые приборы
- •1.1.1. Общие сведения
- •1.1.2. Полупроводниковые материалы
- •1.1.4. Полупроводниковые диоды
- •1.1.6. Полевые транзисторы
- •1.1.7. Тиристоры.
- •1.2. Интегральные схемы.
- •1.3. Система обозначений полупроводниковых приборов и интегральных микросхем
- •2. Основы аналоговой схемотехники
- •Усилительные устройства
- •2.1.1 Классификация усилителей
- •2.1.2. Параметры и характеристики усилителей
- •2.1.3. Принцип работы усилителя
- •2.1.4. Усилители напряжения с общим эмиттером
- •2.1.5. Эмиттерный повторитель
- •2.1.6 Усилительный каскад на полевом транзисторе
- •2.1.7. Истоковый повторитель
- •2.1.8. Усилители мощности
- •2.1.9. Многокаскадные усилители
- •2.1.10. Усилитель постоянного тока
- •2.1.11 Обратные связи в усилителях
- •2.1.12. Операционный усилитель
- •2.1.13. Избирательный усилитель
- •2.2. Генераторы электрических сигналов
- •2.3. Источники питания электронных устройств
- •2.3.1. Однополупериодный выпрямитель
- •2.3.2. Мостовая схема выпрямителя
- •2.3.3 Сглаживающие фильтры
- •2.3.4. Внешняя характеристика выпрямителя
- •2.3.5. Стабилизаторы напряжения
- •3. Основы цифровой схемотехники
- •3. 1.Общие сведения
- •3.2. Электронные ключи и простейшие формирователи импульсов
- •3.3. Импулсьный режим работы операционных усилителей
- •3.4. Логические элементы. Серии цифровых интегральных схем
- •3.5. Триггеры
- •3.6. Счетчики импульсов
- •3.7. Регистры, дешифраторы, мультиплексоры
- •3.8. Цифроаналоговые и аналого-цифровые
- •3.9. Основные сведения о микропроцессорах
- •4. Основы измерительной техники
- •4.1. Общие сведения и основные понятия
- •4.2 Характеристики измерительных приборов
- •4.3. Измерительные механизмы аналоговых приборов
- •4.3.1. Особенности аналоговых приборов
- •4.3.2. Магнитоэлектрический измерительный механизм
- •4.3.3. Электромагнитный измерительный механизм
- •4.3.4. Электродинамический измерительный механизм
- •4.3.5. Электростатический измерительный механизм
- •4.3.6. Индукционный измерительный механизм
- •4.4. Условные обозначения на шкале приборов
- •4.5. Метод построения амперметров и вольтметров непосредственной оценки
- •4.6. Электронные приборы непосредственной оценки
- •4.7 Измерение мощности в цепях постоянного тока и активной мощности в цепях переменного тока
- •4.8. Методы построения приборов сравнения (компенсации)
- •4.9. Измерение параметров электрических цепей
- •4.10. Измерение электрических величин цифровыми приборами
- •4.10.1.Цифровые измерительные приборы с квантованием по уровню
- •4.10.2. Цифровые измерительные приборы с квантованием по времени
- •4.10.3. Перспективы развития современных цифровых приборов
- •4.12. Измерение и контроль неэлектрических величин
- •4.12.1. Общие сведения
- •4.12.2. Преобразователи неэлектрических величин
- •4.13. Информационно-измерительные системы
- •107996, Москва, ул. Стромынка, 20
4.9. Измерение параметров электрических цепей
Основными параметрами электрических цепей являются: для цепи постоянного тока сопротивление R, для цепи переменного тока активное сопротивление , индуктивность , емкость, комплексное сопротивление .
Наиболее часто для измерения этих параметров приме няют следующие методы: омметра, амперметра - вольтметра, мостовой. Применение компенсаторов для измерения со противлений уже рассматривалось в п. 4.8. Рассмотримдругие методы.
Омметры. Непосредственно и быстро сопротивления элементов цепи постоянного тока можно измерить при помощи омметра. В схемах, представленных на рис. 16 ИМ — магнитоэлектрический измерительный механизм.
|
Рис. 4.21. Схема омметра последовательного (a) и параллельного включения (б) |
При неизменном значении напряжения питания показания измерительного механизма зависят только от значения измеряемого сопротивления . Следовательно, шкала может быть отградуирована в единицах сопротивления.
Для последовательной схемы включения элемента с сопротивлением (Рис. 4.21,) угол отклонения стрелки
,
для параллельной схемы включения (рис. 4.21)
|
Рис. 4.22. Схема омметра с логометром |
где - чувствительность магнитоэлектрического измерительного механизма; - сопротивление измерительного механизма; - сопротивление добавочного резистора. Так как значения всех величин в правой части вышеприведённых уравнений, кроме , постоянные то угол отклонения определяется значением .
Шкалы омметров для обеих схем включения неравномерные. В последовательной схеме включения, в отличие от параллельной, нуль шкалы совмещен с максимальным углом поворота подвижной части. Омметры с последовательной схемой включения более пригодны для измерения больших сопротивлений, а с параллельной схемой -малых. Обычно омметры выполняют в виде переносных приборов классов точности 1,5 и 2,5. В качестве источника питания применяют батарею. Необходимость установки нуля при помощи корректора является крупным недостатком рассмотренных омметров. Этот недостаток отсутствует у омметров с магнитоэлектрическим логометром.
Схема включения логометра в омметре представлена на рис. 4.22. В этой схеме 1 и 2 - катушки логометра (их сопротивления и);и- добавочные резисторы,постоянно включенные в схему.
Так как
,
то отклонение стрелки логометра или,
т. е. угол отклонения определяется значением и не зависит от напряжения .
Омметры с логометром имеют различные конструкции в зависимости от требуемого предела измерения, назначения (щитовой или переносной прибор) и т. п.
Метод амперметра - вольтметра. Этот метод является косвенным методом измерения сопротивления элементов цепей постоянного и переменного токов. Амперметром и вольтметром измеряются соответственно ток и напряжение на сопротивлении значение которого затемрассчитывается по закону Ома: . Точность определения сопротивлений этим методом зависит как от точности приборов, так и от применяемой схемы включения (рис. 4.23 и).
а б |
Рис. 4.23. Схема измерений сопротивлений малых (a) и больших (б) величин |
При измерении относительно небольших сопротивлений (менее 1 Ом) схема на рис. 4.23, предпочтительнее,так как вольтметр подключен непосредственно к измеряемому сопротивлению , а ток, измеряемый амперметром, равен сумме тока в измеряемом сопротивлении и тока в вольтметре , т. е.. Так как>>, то .
При измерении относительно больших сопротивлений (более 1 Ом) предпочтительнее схема на рис. 4.23, таккак амперметр непосредственно измеряет ток в сопротивлении , а напряжение , измеряемое вольтметром, равно сумме напряжений на амперметре и измеряемом сопротивлении , т. е.. Так как>>, то .
Принципиальные схемы включения приборов для измерения полного сопротивления элементов цепи переменного тока методом амперметра — вольтметра те же, что и для измерения сопротивлений . В этом случае по измеренным значениям напряжения и тока определяют полное сопротивление .
Очевидно, что этим методом нельзя измерить аргумент поверяемого сопротивления. Поэтому методом амперметра — вольтметра можно измерять индуктивности катушек и емкости конденсаторов, потери в которых достаточно малы. В этом случае
; .