
- •71Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Методические рекомендации по срс при подготовке к интернет тестированию по дисциплине Электротехника и Электроника
- •Часть II:
- •Введение
- •1 Основные определения и методы расчета линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока
- •1.1 Основные определения и топологические параметры электрических цепей
- •1.2 Закон Ома и его применение для расчета электрических цепей
- •1.3 Методы преобразования цепей
- •1.4 Законы Кирхгофа и их применение для расчета электрических цепей постоянного тока
- •1.5 Мощность в цепи постоянного тока. Баланс мощности
- •1.6 Анализ электрических цепей с одним источником энергии
- •1.7 Расчет нелинейных цепей постоянного тока
- •1.7.1 Определение
- •1.7.2 Метод нахождения тока в нелинейных цепях (метод) нагрузочной характеристики
- •1.7.3 Последовательное и параллельное соединение нелинейных элементов
- •2 Основные определения и методы расчета линейных электрических цепей переменного тока
- •2.1 Элементы цепей переменного тока
- •2.2 Способы представления и параметры синусоидальных электрических сигналов
- •2.3 Электрические цепи переменного тока с резистивным, индуктивным и емкостным элементами
- •Резистивный элемент – r Участок цепи содержит только активное сопротивление .
- •Индуктивный элемент – l
- •Емкостной элемент – с
- •2.4 Сопротивления и фазовые соотношения между токами и напряжениями в цепях переменного тока
- •2.5 Активная, реактивная и полная мощность и коэффициент мощности
- •2.6 Примеры расчета в цепях переменного тока
- •2.6.1 Последовательная r-c цепь
- •2.6.2 Последовательная r-l цепь
- •2.7 Частотные свойства цепей переменного тока
- •3.2 Векторные диаграммы в трех фазных цепях
- •Определения:
- •4.2 Свойства ферромагнитных материалов
- •4.3 Определения. Классификация. Законы магнитных цепей
- •Электромагнитные силы самоиндукции и взаимной индукции.
- •4.4 Магнитные цепи с постоянными магнитными потоками
- •4.4 Магнитные цепи с переменными магнитными потоками
- •Ответ(б)
- •5 Электромагнитные устройства. Электрические машины, основы электропривода и электроснабжения
- •5.1 Трансформатор
- •5.2 Электрические машины
- •5.3 Машины переменного тока
- •Асинхронная машина состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора.
- •5.4 Синхронные машины
- •1.Параметр скольжения дается формулой :
- •2.Механическая характеристика синхронного двигателя машины имеет вид:
- •5. Момент пуска на механической характеристике асинхронного двигателя соответствует точке:
- •6 Основы электроники
- •6.1 Диод
- •6.2 Стабилитрон
- •6.3 Транзистор
- •6.4 Тиристор
- •6.5 Источники вторичного электропитания
- •Ответ(г)
- •6.6 Выпрямитель
- •6.7 Управляемые выпрямители
- •6.8 Усилитель
6.7 Управляемые выпрямители
Упрощенная схема управляемого выпрямителя
приведена на рис. 6.27, эпюры напряжений
на рис. 6.28 а, б, в соответственно.
Регулируемый элемент-тиристор. Устройство
управления задает время включения
(открытия) тиристора. Выходное напряжение
зависит от степени открытия тиристора
(угла управления
)
согласно формуле:
.
|
|
Рис. 6.27 – Упрощенная схема управляемого выпрямителя |
Рис. 6.28 – Эпюры входных (а), выходных (в) сигналов и сигналов управления (б) |
Вероятные вопросы интернет тестирования по теме 6.6 (выпрямители, источники вторичного электропитания) :
1. Выходное напряжение
однополупериодного выпрямителя
определяется по формуле:
(а)
;
(в)
(б)
;
(г)
2.Выходное напряжение
управляемого тиристорного выпрямителя
зависит от степени открытия тиристора
(угла управления
)
согласно формуле:
(а)
(б)
(в)
.
(г)
Ответ(б)
2. Величина выпрямленного напряжения 2-х полупериодного однофазного выпрямителя равна:
(а)
(б)
(в)
(г)
Ответ(в)
3. Для сглаживания пульсаций выходного напряжения выпрямителя используются :
(а) сглаживающие R, C, L фильтры;
(б) предварительное сглаживание входного напряжения;
(в) увеличивают число выпрямительных диодов.
(г) используют управляемый однофазный выпрямитель
Ответ(а)
6.8 Усилитель
Усилитель – устройство, предназначенное для увеличения значений параметров электрических сигналов за счет энергии включенного источника питания. Различают усилители напряжения, тока и мощности.
Величины
;
;
– коэффициенты усиления ( или
коэффициенты передачи) по напряжению,
току и мощности соответственно.
Свойство усилителя увеличивать амплитуду различных по частоте электрических сигналов передается частотной характеристикой усилителя (ЧХ).
,
где
коэффициент усиления, f
– частота сигнала (Гц).
На рис. 6.29 а, приведена типичная
амплитудно-частотная характеристика
усилителя электрических сигналов
переменного тока при постоянной амплитуде
входного сигнала. Величины
нижняя и верхняя граничные частоты
усиления. На частотах
коэффициент усиления
равен 0,707.
Разница
называется полосой пропускания
усилителя.
а б
Рис. 6.29 – Частотная (а) и амплитудная (б) характеристики усилителя
Возможны линейный и нелинейный режимы работы усилителя.
Зависимость коэффициента усиления
от величины входного напряжения
(рис. 6.29 б) предается амплитудной
характеристикой усилителя. Отклонения
от линейности приводит к искажению
формы сигнала. Это приводит к появлению
новых частот в спектре выходного сигнала.
Усилитель может содержать реактивные элементы. В этом случае коэффициент усиления будет комплексным:
Наличие реактивных элементов (емкостей или индуктивностей) приводит к фазовому сдвигу выходного напряжения по отношению к входному и к потере устойчивости работы усилителя. Схема усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе приведена на рис. 6.30.
Рис. 6.30 – Схема усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе
Здесь
и
разделительные конденсаторы.
конденсатор фильтра, b
– коэффициент усиления по току
транзистора,
.
Сопротивления
,
.
задают рабочую точку транзистора.
– сопротивления обратной связи,
улучшает амплитудную характеристику
усилителя уменьшает нелинейные искажения.
Сопротивления
входное сопротивление транзистора.
Операционные усилители
Операционными усилителями (ОУ) называют электронные устройства, выполняющие определенные математические или логические операции (сложение, умножение, дифференцирование, интегрирование, фиксация одновременности событий и так далее).
ОУ является дифференциальным усилителем и имеет два входа и один выход. Один вход называется инвертирующим, второй неинвертирующим. При подаче сигнала на первый вход выходной сигнал изменяет фазу на 180 градусов, при подаче сигнала на второй вход выходное напряжение совпадает по фазе с входным сигналом. Питания ОУ двух полярное. Выходное напряжение может быть как со знаком плюс, так и минус. Условно графическое изображение ОУ дано на рис. 6.31.
Рис. 6.31 – Условно графическое изображение операционного усилителя
Инвертирующий операционный усилитель
Схема инвертирующего операционного усилителя представлена на рис. 6.32 а, эпюры входного и выходного напряжения на рис. 6.32 б.
а б
Рис. 6.32 – Электрическая схема (а) и эпюры входных и выходных сигналов (б) инвертирующего операционного усилителя
Усилитель усиливает входной сигнал в
раз, при этом фаза выходного сигнала
сдвинута относительно фазы входного
сигнала на 180 градусов.
Неинвертирующий операционный усилитель
Схема неинвертирующего операционного усилителя представлена на рис. 6.33 а, эпюры входного и выходного напряжения на рис. 6.33 б.
а б
Рис. 6.33 – Электрическая схема (а) и эпюры входных и выходных сигналов (б) неинвертирующего операционного усилителя
Усилитель усиливает входной сигнал в
раз, при этом фаза выходного совпадает
с фазой входного сигнала.
Интегратор на базе операционного усилителя
Схема инвертирующего интегратора на базе операционного усилителя представлена на рис. 6.34 а. Эпюры входного и выходного напряжения на рис. 6.34 б.
а б
Рис. 6.34 – Электрическая схема инвертирующего интегратора на базе операционного усилителя(а) и эпюры входного и выходного напряжения (б)
Усилитель производит операцию интегрирования во времени. Выходной сигнал является интегралом от входного сигнала.
Точность интегрирования зависит от
соотношения постоянных времени
и скорости изменения входного сигнала.
Чем больше
тем выше точность.
Дифференцирующее устройство на базе операционного усилителя
Схема дифференцирующего устройства на базе операционного усилителя представлена на рис. 6.35 а. Эпюры входного и выходного напряжения на рис. 6.35 б.
а б
Рис. 6.35 – Электрическая схема дифференцируюшего операционного усилителя (а) и эпюры входного и выходного напряжения (б)
Устройство производит операцию
дифференцирования. Выходной сигнал
является производной по времени от
входного сигнала. Точность интегрирования
зависит от соотношения постоянных
времени
и скорости изменения входного сигнала.
Чем меньше
тем выше точность.
Сумматор на базе операционного усилителя
Схема сумматора на базе операционного усилителя представлена на рис. 6.36.
Рис. 6.36 – Схема сумматора на базе операционного усилителя
Устройство производит операцию суммирования нескольких входных сигналов.
Вероятные вопросы интернет тестирования по теме 6.8 (усилители):
1. Частотная характеристика усилителя это:
(а) Зависимость коэффициента усиления
от частоты при постоянном напряжении
на входе усилителя
;
(б) Зависимость напряжении на выходе
усиления от напряжении на входе при
постоянной частоты
;
(в) Зависимость коэффициента усиления
от частоты при напряжении на входе
усилителя равным 1 вольт
;
(в) Зависимость тока на выходе усиления
от напряжении на входе при постоянной
частоты
;
Ответ(а)
2.На рисунке представлена схема
(а) Сумматора на ОУ ;
(б) инвертирующего усилителя на ОУ;
(в) неинвертирующего усилителя на ОУ;
(г) итегрирующего усилителя на ОУ.
Ответ(г)
3.На рисунке представлена схема
(а) Сумматора на ОУ ;
(б) инвертирующего усилителя на ОУ;
(в) неинвертирующего усилителя на ОУ;
(г) итегрирующего усилителя на ОУ.
Ответ(б)
1.Коэффициент передачи пот напряжению(усиления) это:
(а) это отношение Uвх/Uвых;
(б) это отношение Uвых/Uвых;
(в) это отношение (Uвх- Uвых) /Uвых;
(г) это отношение (Uвх+ Uвых) /Uвых.
Ответ(б)
5.На рисунке представлена схема
(а) Сумматора на ОУ;
(б) инвертирующего усилителя на ОУ;
(в) неинвертирующего усилителя на ОУ;
(г) итегрирующего усилителя на ОУ.
Ответ(в)
6. 5.На рис …. представлена схема
(а) Сумматора на ОУ;
(б) инвертирующего усилителя на ОУ;
(в) неинвертирующего усилителя на ОУ;
(г) дифференцирирующего устройства ОУ.
Ответ(г)
7.На рисунке представлена схема
(а) дифференцирующего усилителя на ОУ;
(б) инвертирующего усилителя на ОУ;
(в) суммирующего устройства на ОУ;
(г) итегрирующего усилителя на ОУ.
Ответ(в)
6.9 Цифровые сигналы, логические элементы
Информация может представлена в виде непрерывной функцией во времени (аналоговое представление) или прерывистой (дискретное представление). Дискретные сигналы это выбранные в определенные моменты времени значения непрерывных аналоговых сигналов. Интервалы времени выборок значений обычно берут равными (называется тактовая частота). Электрические сигналы можно формировать дискретными по уровню или по времени. Величина уровня дискретности определяется стандартом. В стандарте ТТЛ напряжение от 5 до 4,5 В соответствует логической единице (истина), от 0 до 0,5 В – логическому нулю (ложь). Дискретные сигналы соответствующие определенным стандартам называют цифровыми. Цифровые сигналы обычно представляют в двоичном коде.
Дискретные сигналы обеспечивают работу цифровых (вычислительных) устройств.
Цифровые логические устройства работают на основе Булевой алгебры.
Единица информации – бит.
Одиночный электрический сигнал дискретный по уровню и по времени – бит.
Информация в виде последовательности нескольких битов это – информационное «слово» или байт.
Аналоговые сигналы преобразуются в цифровые с помощью аналого-цифрогого преобразователя (АЦП), обратное преобразование делают с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП).
Цифровые сигналы отражают числовые
значения физических величин, например
напряжения. Наряду с ними в цифровых
устройствах действуют сигналы появление
которых связано с наступлением или
ненаступлением какого-либо события.
Наличие или отсутствие этих сигналов
связаны выражением типа «если…, то…».
Эти сигналы называются логическими. 1
– это логическая «истина», «0»
– логическая -ложь. Функции Y
определенным образом связывающие
несколько логических простых событий
в сложное событие Y
выражаются таблицей истинности
(переключений). В основы алгебры лежат
три логические функции: И, ИЛИ,
НЕ. Любое сложное событие может быть
представлено комбинацией этих трех
функций.
Логическая функция ИЛИ (логическое
сложение (дизьюнкция)
или
.
Условное обозначение элемента и
таблица истинности представлены на
рис. 6.37 а, б соответственно.
а б
Рис. 6.37 – Условное обозначение элемента ИЛИ (а) и таблица истинности (б).
Логическая функция И (логическое
умножение (коньюнкция)
или
.
Условное обозначение и таблица истинности представлены на рис. 6.38 а, б соответственно.
а б
Рис. 6.38 – Условное обозначение элемента И (а) и таблица истинности (б)
Логическая функция НЕ (логическое
отрицание (инверсия):
.
Условное обозначение и таблица истинности представлены на рис. 6.39 а, б соответственно.
а б
Рис. 6.39 – Условное обозначение элемента НЕ (а) и таблица истинности (б)
Часто на практике используют инвертированные функции ИЛИ-НЕ, И-НЕ.
Логическая функция ИЛИ-НЕ (стрелка
Пирса):
.
Условное обозначение и таблица истинности представлены на рис. 6.40 а, б соответственно.
-
И
ЛИ-НЕ
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
а б
Рис. 6.40 – Условное обозначение элемента ИЛИ –НЕ (а) и таблица истинности (б)
Логическая функция И-НЕ (штрих
Шиффера)
.
Условное обозначение и таблица истинности представлены на рис. 6.41 а, б соответственно.
-
И-НЕ
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
а б
Рис. 6.41 – Условное обозначение элемента И-НЕ (а) и таблица истинности (б)
Вероятные вопросы интернет тестирования по теме 6.9 (цифровые сигналы и логические элементы) :
1.Приведенная ниже таблица истинности соответствует логической схеме :
(а) «И»; (б) «НЕ»; (в) «ИЛИ»; (г) «ИЛИ-НЕ»;
-
Х1
Х2
F
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
Ответ( в)
2.Приведенная ниже таблица истинности соответствует логической схеме :
(а) «И»; (б) «И-НЕ»; (в) «ИЛИ»; (г) «ИЛИ-НЕ»;
-
Х1
Х2
F
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
Ответ( б)
3.Приведенная ниже таблица истинности соответствует логической схеме :
(а) «И»; (б) «НЕ»; (в) «ИЛИ»; (г) «ИЛИ-НЕ»;
-
Х1
Х2
F
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
Ответ( a)
3.Приведенная ниже условно-графическое изображение соответствует логической схеме :
(а) «ИЛИ »; (б) «НЕ»; (в) «И»; (г) «ИЛИ-НЕ»;
Ответ( в)
4.Приведенная ниже условно-графическое изображение соответствует логической схеме :
(а) «НЕ»; (б) «И»; (в) ; «ИЛИ-НЕ»; (г) «ИЛИ »
Ответ( г)
4.Приведенная ниже условно-графическое изображение соответствует логической схеме :
(а) «НЕ»; (б) «И»; (в) «ИЛИ-НЕ» ; (г) «ИЛИ »
Ответ( в)
5.Приведенная ниже условно-графическое изображение соответствует логической схеме :
(а) «НЕ»; (б) )«И-НЕ» ; (в)«И»; (г) «ИЛИ».
Ответ( б)
6.10 Элементная база цифровых устройств:
Триггер – электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями (0 или 1). Состоянием выходов триггера управляют сигналами на входе. Для этого на вход триггера подают импульс напряжения (+5В (1) или 0В (0). Существуют различные триггеры( D, RS, JK ).
Условно графическое изображение и эпюры входных и выходных состояний RS триггера приведены на рис. 45 а, б и в соответственно.
.
R-сброс, S- установка, Q- выход, Ô -инвертированный выход
Рис.45 – Условно графическое изображение (а) и эпюры входных и выходных состояний RS триггера
J-K триггер (рис. 46, а, б, в).
Рис.46– Условно графическое изображение (а) и эпюры входных и выходных состояний JK триггера
R-сброс, S- установка, J,K управляющие входы,Q- выход, Ô -инвертированный выход.
Выходное состояние J-K триггера зависит от состояния пяти входных сигналов. Вход С-вход тактовых-временных сигналов. Триггер принимает команды по другим входам только когда приходит сигнал на вход С.
Применение: индикация состояния, деление частоты.
Счетчики – последовательно или параллельно соединенные триггеры управляемые тактовым сигналом.
Электрическая схема счетчика представлена на рис. 47.
В исходном состоянии все триггеры устанавливаются командой R-сброс на «0». При поступлении команды (1) на вход S первого триггера он изменяет состояние на выходе (1), при приходе второго импульс на первый триггер он установиться в «0», а на выходе второго появиться «1». Выхода триггеров это разряды числа в двоичном коде. Например после третьего импульса выход первого триггер – «1», второго «1», третьего «0». Это код 110 соответствующий числу 3.
Рис .47 – Электрическая схема счетчика
Назначение: Счетчики числа команд, частотомеры
Регистры
В регистрах данные записывается по тактовому импульсу и сохраняется на выходе до поступления следующей команды.
Электрическая схема регистра, эпюры напряжений и таблица истинности представлена на рис.48 а, б и в соответственно.
а б в
Рис.48 – Электрическая схема регистра (а), эпюры напряжений (б) и таблица истинности (в)
Назначение: Оперативная память.
Дешифраторы – Сигнал 1 вырабатывается
на одном из
выходов по адресному коду на входе.
Условно графическое изображение и
таблица истинности представлена на
рис.49 а, б соответственно.
а б
Рис.49 – Электрическая схема дешифраторы (а), и таблица истинности (б)
Назначение: ЭВМ, автоматика, передача данных в цифровом виде.
Шифраторы
В шифраторе формируется обратная функция:
При подаче сигнала на один из n входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа.
Назначение: ЭВМ, автоматика, передача данных в цифровом виде.
Мультиплексор
Мультиплексор коммутирует на один выход
F один из входов
,
который выбирается (адресуется) двоичным
кодом на адресных входах
.
Условно графическое изображение мультиплексора и таблица истинности представлена на рис.51 а, б соответственно.
а б
Рис.51 – Электрическая схема мультиплексора (а), и таблица истинности (б)
Назначение: ЭВМ, автоматика, передача данных в цифровом виде.
Димультиплексор – коммутирует
единственный вход V
на один из выходов
,
который адресуется двоичным кодом на
адресных входах
,
при этом состояние других выходов не
изменяется.
Условно графическое изображение мультиплексора и таблица истинности представлена на рис.52 а, б соответственно.
а б
Рис.52 – Электрическая схема димультиплексора (а) и таблица истинности (б)
Назначение: ЭВМ, автоматика, передача данных в цифровом виде.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
Преобразование напряжения в цифровую форму (код).
Сравнение напряжения на входе с напряжением стандартов на входах параллельное соединенных по входу компараторов. Выход каждого компаратора это – логическая единица информации (0 или 5В) то есть бита. Число компараторов определяет разрядность АЦП. (ADC – Analog Digital Convector).
Условно графическое изображение четырех разрядного АЦП и таблица истинности представлена на рис.53 а, б соответственно.
а б
Рис.53 – Условно графическое изображение (а) четырех разрядного АЦП и таблица истинности (б)
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)
Цифро-аналоговый преобразователь. (DAC – Digital-Analog Convector).
Назначение: Преобразование цифровых кодов в аналоговую величину.
Устройство: Суммирование токов (соответствующих разрядности цифрового числа) на входах с помощью суммирующего ОУ.
Условно графическое изображение четырех разрядного ЦАП и таблица истинности представлена на рис.54 а, б соответственно.
а б
Рис.54 – Условно графическое изображение четырех разрядного ЦАП (а) и таблица истинности (б)
Назначение: Преобразование кода в напряжение, автоматика, электрические измерения.
Электронный ключ:
Устройство управления контактами замкнут – разомкнут.
Электронный ключ – это устройство которое обеспечивает проводимость между двумя точками электрической цепи путем изменения сопротивления этого участка цепи. Изменение сопротивления достигается путем воздействия на управляемый элемент (транзистор, тиристор), включенного между этими точками, управляющим электрическим сигналом малой мощности.
Транзистор работает в режиме – закрыт/открыт.
Электрическая схема и эпюры напряжений на входе и выходе электронного ключа представлены на рис 54 а, б соответственно.
а б
Рис 55 – Электрическая схема (а) и эпюры напряжений на входе и выходе (б) электронного ключа
Если напряжение
отсутствует, то ключ закрыт- сопротивление
перехода коллектор – R~105
Ом. Если подать на базу транзистора
управляющее напряжение (
,
то транзистор откроется, при этом
сопротивление перехода коллектор-эмиттер
составляет доли Ома (R=~10-1
Ом).
Таблица Таблица истинности
Uвх |
Uвых |
0 |
1 |
1 |
0 |
Назначение: Цифровая техника, логические операции, управление состояниями вкл/выкл мощных силовых устройств.
Опто-пара – ключевое устройство для управление выходным сигналом с помощью светового импульса.
Условно графическое изображение диодной опто-пары представлено на рис 56.
Рис.56 – Условно графическое изображение диодной опто-пары
Назначение: Цифровая техника, логические операции, гальваническая развязка различных электронных устройств.
Вероятные вопросы интернет тестирования по теме 6.10 ( элементная база цифровых устройств) :
-
Триггер это устройство:
(а) с двумя неусточивыми состояниями;
(б) с двумя устойчивыми состояниями ;
(в)с одним устойчивым и одним неустойчивым состоянием.
Ответ( б)
-
В триггере вход S означает:
(а) сброс;
(б) установка;
(в) счет;
(г) деление.
Ответ( б)
-
Дешифратор это устройство :
(а) для перекодировки команд;
(б) для записи данных по данному адресу;
(в) в котором сигнал 1 вырабатывается
на одном из
выходов по адресному коду на входе;
(г) ) в котором сигнал 1 вырабатывается на n –ом выходе при сигнале 1 на n-1 входe.
7. Электротехнические измерения
Измерение – это информационный процесс получения опытным путем численного отношения между данной физической величиной и стандартом.
Результат измерения – именованное число, найденное путем измерения физ.величины. За результат измерения может быть принято действительное значение измеряемой величины. Одна из основных задач измерения – оценка степени приближения или разности между истинным и действительными значениями измеряемой физической величины – оценка погрешности измерения.
Погрешности измерения – это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешность измерения является непосредственной характеристикой точности измерения.
Точность измерения – степень близости результата измерения к истинному значению измеряемой физ. величины. Измерение уменьшает исходную неопределенность значения физической величины до уровня неизбежной остаточной неопределенности, определяемой погрешностью измерения. Значение погрешности измерения зависит от степени совершенства технических средств измерения (класса точности), способа их использования и условий проведения эксперимента.
Классом точности называют приведенную относительную погрешность выраженную в процентах:
,
где
– нормированное число. Обычно за
принимают предельное значение
(шкалу) показания прибора.
Пример: Шкала прибора 150В, класс точности прибора 0,5. Ошибка измерения составит:
.
Принцип измерения – это физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерения.
Пример: Измерение температуры с использованием термоэффекта (термопара). Измерение тока – взаимодействие рамки с током с магнитным полем.
Измерительный эксперимент – это научно обоснованный опыт для получения количественной информации с требуемой точностью или возможной точностью определения результата измерений. Проведение измерительного эксперимента предполагает наличие тех. устройств, которые могут обеспечить заданную точность получения результата. Технические устройства участвующие в эксперименте, заранее нормируются по показателям точности и относятся к средствам измерений.
Средство измерения – это техническое устройство, используемое в измерительном эксперименте и имеющее нормированные характеристики точности.
Измерительная информации – это количественные сведения о свойствах материального объекта, явления или процесса, получаемые с помощью средств измерений в результате их взаимодействия с объектом. Единица измерения – байты.
Количество измерительной информации – это численная мера уменьшения неопределенности количественной оценки свойств объекта. Взаимодействие объекта исследования и средств измерений в процессе эксперимента предполагает наличие сигналов, которые являются носителями информации. Важными носителями информации являются электрический ток, напряжение, импульсы тока и другие параметры.
Измерительный сигнал – сигнал функционально связанный с измеряемой физической величиной с заданной точностью.
Метод измерения – это совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Например: измерение емкости конденсатора путем измерения падения напряжения на конденсаторе цифровым вольтметром.
Единство измерений – такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в указанных единицах, а погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений позволяет сравнивать результаты различных экспериментов, проведенных в различных условиях, выполненных в разных местах с использованием разных методов и средств измерений. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения установления единиц физической величины и передачи их размеров применяемым средствам измерений. Перечисленные вопросы составляют предмет метрологии.
Измерение электрических величин
В цепях переменного тока электромеханические
приборы в основном измеряют не амплитудное,
а действующее значение синусоидальной
величины. Действующее значение меньше
амплитудного значения в 1,41 раза.
.
Измерение тока – для измерения тока служит амперметр. Амперметр включается в цепь последовательно с измеряемым объектом. Внутренне сопротивление идеального амперметра равно нулю.
Рис. – Электрическая схема включения амперметра
Измерение напряжения – для измерения напряжения служит вольтметр. Вольтметр включается в цепь параллельно измеряемому объекту. Внутренне сопротивление идеального вольтметра равно нулю.
Рис. – Электрическая схема включения вольтметра
Измерение активной мощности
Для измерения активной мощности служит ваттметр. Ваттметр имеет четыре конца: два конца подключаются параллельно измеряемому объекту – как вольтметр, а два конца последовательно с измеряемым объектом – как амперметр.
Рис. – Электрическая схема включения ваттметра
Измерение сопротивлений.
Для измерения сопротивлений служит Омметр. Величину сопротивления можно измерить косвенно по закону Ома измеряя протекающий через сопротивление ток и измеряя падения или методом сравнения с эталоном.
Вероятные вопросы интернет тестирования по теме 7( электрические измерения) :
1.Внутреннее сопротивление идеального вольтметра равно:
(а) нулю;
(б) бесконечности ;
(в) внутреннему сопротивлению источника ;
(г) выходному сопротивлению схемы измерения.
Ответ( б)
2.Внутреннее сопротивление идеального амперметра равно:
(а) нулю;
(б) бесконечности ;
(в) внутреннему сопротивлению источника ;
(г) выходному сопротивлению схемы измерения.
Ответ( а)
3.Класс точности измерительного прибора:
(а) относительная погрешность;
(б) приведенная относительная погрешность выраженная в процентах;
(в) приведенная к шкале погрешность;
(г) абсолютная погрешность выраженная в процентах .
Ответ( а)
-
Ваттметр измеряет :
(а) Реактивную мощность
(б) Активную мощность
(в) Полную мощность S
(г) коэффициент мощности
Ответ( б)