
- •Министерство образования и науки украины
- •Донецкий национальный технический университет
- •Л.А. Васильев
- •Основы метрологии
- •Электроизмерительная техника
- •Донецк - 2004
- •Введение
- •Содержание
- •Раздел 1 основы метрологии…………………………..…..5
- •Раздел 2 средства измерений……………………………..28
- •Раздел 3 технологии измерений…………………………71
- •Раздел 1 основы метрологии
- •Основные понятия
- •Виды измерений
- •Методы измерений
- •Средства измерительной техники
- •Обеспечение единства измерений
- •Понятие погрешности измерения
- •Составляющие погрешности измерений
- •Уменьшение погрешности измерений
- •Классы точности
- •Показатели точности измерений
- •Представление результатов измерений
- •Вычисление значения измеряемой величины
- •Процедура оценивания погрешности
- •Оценивание погрешности при однократных измерениях
- •Понятие неопределенности измерения
- •Процедура вычисления неопределенности
- •Измерительный эксперимент
- •Обработка результатов однофакторного эксперимента.
- •Установление математической модели
- •Для установления математической модели используют пк (в приложении Microsoft Excel, в пакетах Mathkad, Matlab и др.).
- •Оценка погрешностей однофакторного эксперимента
- •Раздел 2 средства измерений
- •Измерительные трансформаторы тока
- •Унифицированные преобразователи
- •Физические основы работы
- •◙ Неподвижную часть; ◙ подвижную часть. Для выполнения измерений необходимо создать: ◙ вращающий момент; ◙ противодействующий момент.
- •Магнитоэлектрические приборы
- •Магнитоэлектрические приборы с преобразователями
- •Термоэлектрические приборы
- •Выпрямительные приборы
- •Электронные приборы
- •Электромагнитные приборы
- •Электродинамические приборы
- •Погрешность схемы включения ваттметра:
- •Ферродинамические приборы
- •Электростатические приборы
- •Индукционные приборы
- •Измерительные мосты – электрические схемы, составленные из сопротивлений (плеч моста), источника питания и измерительного прибора.
- •Уравновешенные мосты постоянного тока
- •Ток в измерительной диагонали моста:
- •Измерительные мосты переменного тока
- •Структурная схема эло
- •Калибраторы
- •Наблюдение формы электрических сигналов
- •Измерение параметров электрических сигналов
- •Измерение напряжений
- •Измерение токов и сопротивлений
- •Измерение временных интервалов и скорости изменения напряжения
- •Измерение частоты
- •При более сложной фигуре – по точкам касания:
- •Измерение фазового сдвига
- •Измерение коротких импульсов
Выпрямительные приборы
В
ыпрямительный
прибор
– магнитоэлектрический механизм с
полупроводниковым выпрямителем.
– уравнение преобразования
kф – коэффициент формы тока, kф sin= 1,11.
С
войства:
высокая чувствительность; малое потребление;
низкая точность; малая перегрузочная способность;
влияние формы тока.
Область применения: комбинированные приборы для измерения постоянных и синусоидальных U и I, а также R.
Электронные приборы
Электронный прибор – магнитоэлектрический механизм с электронным преобразователем.
П
– преобразователь;
УПТ – усилитель постоянного тока.
Область применения: вольтметры постоянного и переменного тока, мосты переменного тока, указатели равновесия и др.
Магнитоэлектрические омметры (изучается самостоятельно)
Последовательная схема (для измерения больших R)
Шкала обратная
Параллельная схема (для измерения малых R)
Шкала прямая
Логометрическая схема
Лекция 7 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
Электромагнитные приборы
Принцип действия основан на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки с током с подвижным ферромагнитным сердечником.
Конструктивные варианты:
с круглой катушкой с замкнутым магнитопроводом
Уравнение преобразования:
При несинусоидальном токе
Свойства:
применимость на постоянном и переменном (в том числе несинусоидальном) токе;
надежность; большая перегрузочная способность;
невысокая точность; большое потребление энергии; узкий частотный диапазон, неравномерная шкала.
О
бласть
применения:
А , V
и f
в цепях промышленной частоты.
Расширение пределов измерения: с помощью измерительных трансформаторов тока и напряжения.
Электродинамические приборы
Принцип действия основан на взаимодействии магнитных полей подвижной и неподвижной катушек с токами.
Уравнение преобразования:
Свойства:
применимость в цепях постоянного и переменного (в том числе несинусоидального) тока;
высокая точность; фазочувствительность;
низкая перегрузочная способность;
большое потребление энергии.
Область применения: лабораторные А , V , W , φ и f в
частотном диапазоне до 10 кГц.
Расширение пределов измерения: с помощью измерительных трансформаторов тока и напряжения.
Электродинамические ваттметры
Схемы включения:
а
) б)
Погрешность схемы включения ваттметра:
В
схеме а)
;
;
в
схеме б)
;
Схема а): для высокоомной нагрузки; б): для низкоомной
Ф
азовая
(угловая) погрешность
.
П
ри
→ 90°,
недопустимо возрастает. Применяют
малокосинусные
ваттметры.
Цена деления многопредельного ваттметра:
Ферродинамические приборы
Отличаются от электродинамических приборов тем, что неподвижная катушка помещена на магнитопровод для усиления магнитного потока.
Имеют больший вращающий момент и большую чувствительность, но меньшую точность и узкий частотный диапазон (до 1,5 кГц).
Область применения: W , φ , а также в качестве самопишущих приборов.