- •Тема 1.1 Вступ. Метрологія - наука про вимірювання Основні поняття про фізичні величини та їх вимірювання
- •1. Метрологія як наука про вимірювання
- •2 . Поняття фізичної величини
- •3. Вимірювання фізичної величини
- •4. Прямі і непрямі вимірювання
- •5. Сигнали вимірювальної інформації
- •6. Основи метрологічного забезпечення
- •7. Повірка. Класифікація повірок
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.2 Похибки вимірювань. Обробка результатів вимірів
- •1. Основні поняття та особливості
- •2. Класифікація похибок
- •2.1 За причиною виникнення
- •2.2 За способом вираження
- •2.3 За залежністю від вимірюваної величини
- •2.4 За характером зміни
- •2.5 За умовами вимірювання
- •2.6 За режимом вимірювання
- •3. . Підвищення точності засобів вимірювання
- •Контрольні запитання:
- •Тема 1.3 Засоби вимірювання
- •Основні положення.
- •1. Основні положення
- •2. Засоби вимірювання, за допомогою яких здійснюють операції вимірювання
- •3. Засоби вимірювання, за допомогою яких здійснюють процедуру вимірювання
- •4. Основні метрологічні характеристики і класи точності засобів вимірювання
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.1 Вимірювання струмів і напруг
- •1. Загальні поняття
- •2. Вимірювання струмів і напруг приладами прямої дії
- •3. Схеми увімкнення амперметрів і вольтметрів. Методична похибка при вимірюванні струму і напруги
- •4. Електронні аналогові та цифрові вольтметри та амперметри
- •5. Вимірювання струмів і напруг компенсаторами (потенціометрами) постійного та змінного струмів
- •6. Міри електричних величин
- •7. Електромеханічні вимірювальні перетворювачі
- •8. Вимірювальні трансформатори струму і напруги
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.2 Масштабні вимірювальні перетворювачі струму і напруги
- •1. Застосування вимірювальних перетворювачів роду фізичної величини
- •2. Шунти
- •3. Додаткові опори
- •4. Подільники напруги
- •Контрольні запитання:
- •Тема2.3 Вимірювання електричної потужності і енергії
- •1. Основні поняття
- •2. Вимірювання електричної потужності прямими методами
- •3 Опосередковане вимірювання потужності
- •4. Вимірювання потужності у трифазних електричних колах Вимірювання активної потужності у трифазних електричних колах
- •Вимірювання реактивної потужності у трифазних електричних колах
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.4 Вимірювання частоти, інтервалів часу, фази
- •1. Електромеханічні частотоміри
- •2. Цифрові методи вимірювання частоти, періоду, інтервалів часу
- •3. Вимірювання різниці фаз
- •Контрольні запитання:
- •Тема 2.5 Цифрові вимірювальні прилади
- •1. Основні поняття
- •2. Інформаційні процедури цифрових вимірювальних приладів
- •3. Аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.1 Вимірювальні генератори
- •1. Визначення і класифікація
- •2. Основні характеристики
- •3. Генератори синусоїдального струму
- •4. Генератори імпульсних сигналів
- •5. Універсальні генератори
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.2 Електронні осцилографи
- •1. Призначення осцилографа
- •2. Будова осцилографа
- •3. Параметри осцилографа
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.3 Вимірювальні підсилювачі
- •1. Вимірювальні підсилювачі
- •2. Принцип роботи
- •4. Операційний підсилювач
- •Контрольні запитання:
- •Тема 3.4 Вимірювання параметрів електротехнічних і радіотехнічних пристроїв
- •1. Характеристика основних параметрів електротехнічних пристроїв
- •2. Міри електричного опору, ємності, індуктивності, взаємної індуктивності
- •3. Вимірювання електричного опору
- •3.1 Вимірювання опорів за допомогою магнітоелектричного вимірювального механізму
- •3.2 Вимірювання опорів за допомогою одинарних мостів постійного струму
- •3.3 Вимірювання опорів методом заміщення
- •3.4 Опосередковані вимірювання опору
- •4. Вимірювання електричного опору, ємності, індуктивності мостами змінного струму
- •Контрольні запитання:
3. Додаткові опори
Розширення діапазону вимірювання напруг вольтметром для більших напруг реалізується за допомогою додаткових високоомних і високостабільних резисторів, які вмикаються послідовно з вольтметром (рис. 2).
Рис.2 – Схема включення додаткового резистора
Додаткові резистори виготовляються з манганіну, який має малий температурний коефіцієнт опору, щоб зменшити температурну похибку вимірювання. Додатковий опір є вимірювальним масштабним перетворювачем вхідної напруги U. у вихідну напругу Uн, яку вимірює вольтметр. Масштабний коефіцієнт перетворення kU визначається співвідношенням
;
Опір додаткового резистора Rдод розраховується відповідно до заданого коефіцієнту перетворення kU відомого опору вольтметра RV за формулою
Приклад. Розрахувати опір додаткового резистора для розширення діапазону вимірювання напруги до 1000В вольтметром, опір якого RV=20000 Ом, а діапазон вимірювання О... 75 В.
Коефіцієнт масштабного перетворення напруги
Опір додаткового резистора
4. Подільники напруги
Резистивні подільники напруги — це вимірювальні перетворювачі, які зменшують напругу у задану кількість разів. Основною метрологічною характеристикою подільників напруги є коефіцієнт ділення К, який дорівнює відношенню вхідної напруги Uвх до вихідної Uвих, тобто К=Uвх/Uвих. Резистивні подільники напруги відтворюють одне значення коефіцієнта ділення (рис. 3,а) або кілька значень (рис.3,б).
а б
Рис.3. – Схема резистивного подільника напруги
На високих частотах починає проявлятися індуктивність резисторів подільника. Для зменшення залежності коефіцієнта ділення подільника напруги від частоти, паралельно резисторам подільника вмикають конденсатори з таким розрахунком, щоб сталі часу τ1=R1·C1 і τ2=R2·C2 були однаковими: τ1=τ2; R1·C1= R2·C2
Індуктивні подільники змінної напруги виконуються на тороїдальних магнітопроводах з високою магнітною проникністю, на які навиваються обмотки (рис. 4). Обмотки можуть вмикатися за трансформаторною або автотрансформаторною схемами. Індуктивні подільники можуть з'єднуватися каскадно. Витки обмоток перемикають відповідно до розрядів десяткового коду, тоді вихідна напруга такого тридекадного індуктивного подільника змінної напруги дорівнює:
Рис.4 - Індуктивний подільник змінної напруги
Uвих=Uвх(WN1/W1+ WN2/W1 W2+ WN3/W1 W2 W3)
Ємнісні подільники напруги призначені для забезпечення високого вхідного опору на постійному струмові (рис. 4). Частіше всього ємнісні подільники напруги застосовуються для розширення діапазону вимірювання електростатичних приладів. На надвисоких частотах проявляються втрати в діелектрику конденсаторів, що призводить до похибок ділення.
Рис.4 – Ємнісний подільник напруги
Імпульсні подільники напруги складаються з електронного ключа і фільтра нижніх частот (рис. 5). Ключ упродовж часового інтервалу τ замикається і напруга надходить на вхід фільтра. Процес періодично повторюється з періодом T. Таким чином, на вході фільтра є імпульси з періодом повторення Т. Фільтр нижніх частот виділяє постійну складову послідовності імпульсів, яка прямопропорційна вхідній напрузі і залежить від співвідношення τ /T, тобто
Рис.5. – Імпульсні подільники напруги