8. Виртуальные измерительные приборы

Виртуальный измерительный прибор (ВИП) состоит из специализированного ПК, платы сбора данных (ПСД) и соответствующего ПО.

Структура ПСД:

ПО содержит:

• алгоритмы выполнения измерений;

• алгоритмы обработки результатов;

• алгоритмы представления информации.

ПО эмулирует на экране дисплея ПК динамически изменяемые виртуальные панели управления одного или нескольких измерительных приборов одновременно.

Управление – с помощью клавиатуры и мышки.

Графический интерфейс – в среде Windows или другой.

Основные свойства:

• возможность программного задания необходимых измерительных функций ВИП самим пользователем;

• высокая точность;

• минимальные затраты времени на измерения и обработку результатов;

• вычисления в режиме on-line;

• накопление больших объемов измерительной информации и широкие возможности ее представления;

• простота и удобство управления процессом измерения с помощью клавиатуры и мыши;

• возможность максимальной автоматизации всего процесса исследования.

Раздел 3 технологии измерений

Лекция 13 ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

1. Измерение напряжений и токов

Измерения U – прямые, диапазон 10^-10 ÷ 10⁶ В.

Измерительные приборы:

• п остоянное U → МЭ, Э и Ц ;

• переменное U → ЭМ и Ц (стационарные измерения);

→ ЭД, ЭС, Э и Ц и ЭЛО (лабораторные измерения);

→ ФД и регистраторы сигналов (регистрация U ).

Особенности измерения

• малых U: влияние термоЭДС,

паразитных L- и C-связей;

• дольших U: влияние качества изоляции,

магнитного поля шин.

Измерения І – прямые,

• косвенные (с помощью шунта),

диапазон: постоянный ток 10^-18 ÷ 10⁵ А,

переменный ток 10^-5 ÷ 10⁵ А.

Особенности измерения

• малых І: влияние термоЭДС,

паразитных L- и C-связей,

сопротивлений проводников и контактов;

• больших І: влияние качества контактов,

магнитного поля шин,

необходимость охлаждения шунтов.

И змерение очень больших постоянных токов – с помощью измерительных трансформаторов постоянного тока →

Контрольные измерения больших переменных токов – с помощью измерительных токовых клещей.

2. Измерение параметров электрических цепей

Измерения R – прямые и косвенные,

диапазон 10^-9 ÷ 10¹⁵ Ом.

Особенности измерения

• малых R: влияние сопротивлений соединительных проводников и контактов;

• больших R: влияние сопротивления изоляции, температуры.

Измерительные приборы:

• прямые измерения: МЭ и , Э и ,

измерительные мосты, Ц и мосты;

• косвенные измерения: с помощью и .

• И змерение С: мосты переменного тока (С и tgδ), фарадметры,

с помощью и : .

• Измерение L: мосты переменного тока (L, Q и М), куметры.

Измерения сопротивления изоляции

Измерение R_из экранированного кабеля

(к – кольца из оголенного медного провода для устранения влияния токов утечек через внешнюю поверхность изоляции)

Измерение R_из относительно земли

– при отключенном питании

(R_из между проводами шунтируется Z_Н).

Измерение R_из устройств и сетей под напряжением

Измеряются U и U₁, U₂.

При R_V << R_из:

Определение места повреждения кабеля

С помощью измерительного моста постоянного тока по методу петли Муррея.

Измерение сопротивления заземления

• измерителями сопротивления заземления;

• с помощью и на переменном токе:

L_вз ≈ 20 м;

L_з ≈ 40…60 м

R_з = U / I.

(R_V >> R_з)