Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тамбовский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

Зав. Кафедрой Э и А

В. Ф. Калинин

« » 20 г.

«Информационно – измерительная техника и электроника»

Тема № 2 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Лекция № 5

Тема лекции:

Принципы измерения тока и напряжения

ТАМБОВ

2009

Цель лекции: изучить и знать особенности и методы измерения токов и напряжений на различных частотах, принципы их реализации в аналоговых и цифровых средствах измерений.

Содержание

(Программные вопросы лекции)

1 Особенности измерений тока и напряжений.

2. Электромеханические амперметры и вольтметры

3. Измерение напряжения переменного тока низкой частоты.

4. Аналоговые электронные вольтметры.

5. Цифровые вольтметры.

Учебно-материальное обеспечение

Литература для самостоятельной работы:

Гаврилов А.В. и др. Метрология и радиоизмерения. Учебное пособие. Тамбов, 2005, (с. 86...108).

Достигаемые уровни обученности

На лекции достигаются следующие уровни обученности: "иметь представление" о тенденциях развития информационно-измерительных систем; "знать" принципы построения и основные характеристики средств измерений; "уметь" оформлять документально результаты измерений.

Введение

В процессе эксплуатации электротехнических устройств важную роль играет контроль питающих напряжений. Кроме того, при наличии неисправности в оборудовании, необходимо выполнить операцию поиска неисправности путем измерения напряжений и токов в контрольных точках (гнездах). При этом контролируемые величины могут быть как постоянные, так и переменные.

Поэтому знание принципов измерений токов и напряжений, а также приборов, позволяющих производить эти измерения, является актуальным для инженера – электрика.

1. Особенности измерения тока и напряжения

Токи и напряжения, применяемые в электротехнике, могут иметь разную форму:

- постоянные;

- переменные синусоидальные

- произвольной формы (импульсные).

Поэтому для проведения измерений необходимо оговорить их следующие параметры:

пиковое значение (амплитудное – U_m для синусоидального сигнала);

среднеквадратическое (действующее, эффективное):

(1)

средневыпрямленное: (2)

среднее (постоянная составляющая):

(3)

Для сигналов различной формы они разные, поэтому их контроль производят либо измерением пиковых значений, либо с помощью визуального наблюдения с помощью осциллографа.

Для синусоидальных сигналов можно установить числовые соотношения между рассмотренными параметрами:

(4)

Для измерения величины тока амперметры необходимо включать последовательно в разрыв цепи, а для измерения напряжения вольтметры включают параллельно к каким-либо элементам, где необходимо измерить напряжение.

С целью уменьшения влияния вольтметра на режим работы контролируемого участка цепи необходимо, чтобы его входное сопротивление было чисто активным и, в идеале, стремящимся к бесконечности:

В реальности это не так. Поэтому в измерениях будет присутствовать методическая погрешность, которая определяется следующим выражением:

(5)

Здесь: сопротивление контролируемого участка цепи.