2.2| Структурные схемы средств измерений:

Метод непосредственной оценки:

С читываем результат как опытные данные, в этой схеме нету мер и эталонов. Единица измерения закладывается в предварительной градуировке шкалы отсчетного устройства. В современных приборах ОУ может отсутствовать а на выходе будет сам сигнал. Недостатки: не содержит единицу измерения, так как мера не участвует в процессе измерения, следовательно снижается точность

Методы сравнения с мерой: методы сравнения гораздо более точные чем методы непосредственной оценки. 1. Метод совпадения:

Отсчет ведется по ОУ меры. Недостатки: метод неудобен так как меру нужно менять в широких диапазонах.

2.Метод замещения:

И спользуется чаще. Используется один канал преобразования( есть переключатель). Измеряем Ux, потом подключаем меру, мера должна быть многозначной. Недостаток: Измерение производится в 2 этапа что затрудняет автоматизацию процесса.

3 . Метод уравновешивания: Нулевой и дифференциальный. В нутрии устройства сравнивается величина и мера. Нулевой метод, доведения разности до нуля. Преобразует сигналы малого уровня. В дифференциальном вычитает не до нуля а до опред. значения. Иногда делают Нуль-индикатор в момент измерения и производят сравнение. Недостаток: трудно автоматизировать, так как надо регулировать меру.

3.1| Эталоны и меры иcпользуемы в радиоизмерениях. 3.2|Измерительные преобразователи и отсчетные устройства.

3.1| Эталон — средство измерения (или комплекс средств измерения), обеспечивающее воспроизведение и хранение единицы с целью передачи ее размера другим средствам измерений. Эталон в измерениях не участвует.

Мера — рабочий эталон участвует в измерениях. Первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью. Специальный эталон служит для воспроизведения единицы в условиях, в которых первичный эталон не может использоваться и прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью технически неосуществима (например, на высоких и сверхвысоких j частотах, в начале и конце участков диапазонов измерений и т.д.). Первичные и специальные эталоны являются исходными для страны, их утверждают в качестве государственных. Вторичный эталон — эталон, значение которого устанавливается по первичному эталону и он занимает подчиненное положение.

Эталон-свидетель — копия вторичного эталона для его проверки. Эталон-копия предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Благодаря этому первичный эталон разгружается от текущих работ по передаче размера единицы, что повышает срок его службы. Эталон сравнения применяется для взаимного сличения эталонов, которые по тем или иным причинам нельзя непосредственно сравнивать друг с другом (например, международные сличения эталонов). Рабочие эталоны являются наиболее распространенной категорией вторичных эталонов, и они предназначены для поверки образцовых и наиболее точных рабочих средств измерений. Отметим, что рабочими называют такие средства, которые применяются для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

Э талоны и меры бывают однозначными и многозначными. Основные единицы (имеют эталоны): 1.метр (длина пути света в вакууме) 2.секунда (спец. Кварцевый генератор, с высокой стабильностью, стабилизируется также квантовым генератором) 3.Килограмм (гиря из сплава платины и иридия) 4. единица тока (токовые весы, с помощью гирь уравновешивают силу электродинамического взаимодействия между двумя соленоидами) 5.Вольт (Связь между током и частотой эффект джозефона? Мера напряжения — нормальный элемент (гальванический элемент определенной конструкции и с опред. Хим составом)) Эталон и мера напряжения тока применяется редко, в основном напряжение. (надоли? Нормальный элемент — есть насыщ. И не насыщ. элементы. Величина ЭДС известна но зависит от Т, не насыщ становятся насыщ и имеем разные зависимости ЭДС. Стабилитрон — полупроводниковый диод у которого в закр. Состоянии есть область обратного пробоя (при различном токе напряжение на нем примерно постоянно) используют термированые стабилитроны(в термостате) втарой метод стабилизации: 2 диода включены последовательно но в разном направлении). 6. сопротивление — отношение эталонного тока к напряжению (используются образцовые резисторы — обычно катушки из манганина (высокое удельное сопротивление, и слабо зависит от Т), на керам элемент наматывается катушка? Делают безъиндуктивную намотку чтобы индуктивность не мешала. В качестве эталонного сопротивления применяют датчики на эффекте Холла).7. Стандарт индуктивности (образцовые катушки индуктивности) 8. стандарт емкости

3.2| Измерительные преобразователи - средства измерений, предназначенные для преобразования измеряемой величины в другую однородную или неоднородную величину с целью представления измеряемой величины в форме, удобной при обработке, хранении, дальнейших преобразованиях, передаче в показывающее устройство. Измерительные преобразователи не имеют устройств отображения измерительной информации, они или входят в состав измерительных приборов или применяются совместно с ними. ТИПЫ: 1. преобразователи уровня сигналов: делители напряжения, аттенюаторы (отличается от делителя тем, что входное и выходное сопротивление остается неизменным), шунты, увеличители, 2. измерительный трансформатор (трансформатор с постоянным коэфф трансформации, две катушки между ними проводник применяется в мостовых схемах) 3. Усилители: маcштабный преобразователь сигнала который увеличивает его уровень U1=KU2. Усилитель постоянного тока: масштабный преобор. напряжения в заданное число раз Усилители бывают: обычные, дифференциальные 2 входа 1 выход U3=K(U1-U2), операционный К= R2/R1 4. преобразователи формы сигнала: интегратор, дифференцирующие устройства, ограничители 5. Функцианальные преобразователи: квадратор, логарифмирующие устройство, анти логарифмирующие, выпрямители и детекторы(преобразуют сигнал в пост напряжение, есть выпрямители среднего значения, среднеквадратичного, амплитудного) 6. преобразователи частоты: умножители частоты (на вход f, на выход nf) делители частоты (на вход f, на выход f/n) преобразователи частоты (на вход f1 и f2, на выход nf1+mf2), детекторы нулевой частоты, синхронные детекторы (на выходе нулевая частота). 7 преобразователи вида сигнала (датчики): все не электрические величины преобразуют в электрические. 8. электромеханические измерительные приборы преобразуют напряжение в показания. 9. преобразователи электрических параметров в частоту V. аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и ЦАП основная характеристика — разрешающая способность, разрядность кода дельтаU=Umax/2^(n-1) VI. Цифровые преобразователи (дешифраторы, шифраторы, програмно-аппаратные)

качественная характеристика измерительных преобразователей:

1. коэфф передачи (преобразования)

2. частотная зависимость (для гармонического сигнала)

3. стабильность коэффициента преобразования

4. линейность коэфф преобразования (если не зависит от уровня входного сигнала)

5. быстродействие – инерциальность

6. разрядность (количество двоичных разрядов), разрешающая способность(обратно разрядности) (для АЦП и ЦАП)

7. погрешность округления (для цифровых преобразователей)

Делитель:

Аттенюатор:(ослабитель)

A=20lg(U2/U1). Входное сопротивление равно сопротивление стандартной нагрузки, следовательно их можно соединить в цепочку. Аттенюатор является мерой коэффициента передачи.

Шунт:

Операционный усилитель:

ОС позволяет стабилизировать выходное напряжение широкодиапазонных усилителей СВЧ не существует.

Отсчетные устройства предназначены для взаимодействия с оператором.

1. Аналоговые: стрелочные, шкальные (вращается сама шкала), световые.

2. Цифровые — предназначенные для передачи уже обработанной информации.

3. Для вывода зависимостей: электронно-лучевые трубки, матричные индикаторы (растровые), самописцы (запись фиксируется на бумаге)