Общая электротехника и электроника

180

(рисунок 2.76, а), содержат отсчетное устройство, и их выходной сигнал доступен для непосредственного восприятия наблюдателем.

Таблица 2.6 – Условные обозначения, наносимые на электроизмерительные приборы и вспомогательные части

181

Окончание таблицы 2.6

Общий коэффициент передачи прибора прямого преобразования:

где y и x – выходной и входной сигналы; Ki (i = 1, 2, …, n) – коэффициенты передачи измерительных преобразователей.

Чувствительность такого прибора:

S dydx .

Наименьшее значение измеряемой величины, которое можно обнаружить с помощью данного прибора, называют порогом чувствительности. Разрешающую способность прибора обычно оценивают как разность двух близких значений измеряемой величины, при которой эти значения можно различить. Для цифровых приборов, как правило, порог чувствительности и разрешающая способность совпадают и равны цене деления младшего разряда отсчетного устройства. Иногда разрешающую способность определяют как число значений измеряемой величины, которое можно различить в пределах диапазона измерений.

Средства измерений сравнения реализуют метод сравнения измеряемой величины с величиной, воспроизводимой мерой. Их строят по структурной схеме, показанной на рисунке 2.76, б. Цепь прямого преобразования, состоящая из последовательно включенных измерительных преобразователей, охвачена ООС. ОС реализует преобразователь обратной связи, управляющий мерой. Сравнивающее устройство обычно производит вычитание сигнала ОС

где KОС – коэффициент передачи цепи ОС.

Рисунок 2.76 – Структурные схемы измерительных приборов прямого преобразования (а) и сравнения (б)

Средства измерений сравнения могут быть реализованы с полным и неполным уравновешиванием. При полном уравновешивании х = хОС и, следовательно:

Чувствительность такого средства измерений полностью определяется коэффициентом ОС KОС и не зависит от коэффициента передачи цепи прямого преобразования. Метод измерений, при котором х = хОС, называют нуле-

вым.

Если уравновешивание неполное, то реализуется дифференциальный метод, при котором измеряется разность х – хОС. При этом выходной сигнал получают из совместного решения уравнений (2.34) и (2.35):

ствительность прибора сравнения практически не зависит от коэффициента передачи цепи прямого преобразования, а определяется цепью обратного преобразования.

Средства измерений чаше всего имеют комбинированную структуру и содержат несколько внутренних цепей ОС, а также преобразователи, не охваченные ОС.

Класс точности измерительного прибора – обобщенная характеристика прибора, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами прибора, влияющими на его точность.

183

Основная погрешность прибора – погрешность прибора, используемого в нормальных условиях. Дополнительная погрешность прибора возникает при его работе в условиях, отличных от нормальных.

Пределы допускаемых основных погрешностей приборов задаются в виде абсолютных, относительных и приведенных погрешностей приборов.

Предел допускаемой основной погрешности – это наибольшая (без учета знака) основная погрешность прибора, при которой он может быть признан годным и допущен к применению. Предел допускаемой основной абсолютной

где a, b – постоянные числа; XП – показания прибора.

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности цифрового прибора может быть задан формулой:

П.О.ПР = a% от (XП + m),

где m – погрешность дискретности.

Предел допускаемой основной относительной погрешности выражается

где Xk – верхний предел измерений прибора; c и d – постоянные числа, %. Возможно также задание пределов допускаемых основных абсолютных

и относительных погрешностей приборов в виде таблиц или графиков пределов допускаемых погрешностей для разных показаний приборов.

Предел допускаемой основной приведенной погрешности прибора выражается формулой:

где XN – нормирующее значение, устанавливаемое в стандартах или ТУ на отдельные типы измерительных приборов; p – положительное число, выбираемое из ряда чисел:

(1; 1.5; 2; 2.5; 4; 5; 6) 10n; n = 1, 0, –1, –2, … (2.41)

Классы точности приборов условно обозначаются буквами и числами из ряда (2.41) в зависимости от способа задания предела допускаемой основной погрешности прибора. Если предел допускаемой основной погрешности прибора задан формулами (2.36), (2.37), таблицами или графиками, то класс

184

точности прибора обозначается на шкале прибора и в его нормативнотехнической документации прописной буквой латинского алфавита.

При задании предела допускаемой основной погрешности формулой (2.40), и если при этом Xn = Xk, класс точности прибора обозначают числом из ряда (2.41) (без подчеркивания уголком или помещения в кружок, например 1.0). Если же Xn = LШ (LШ – длина шкалы или ее части), то класс прибора обо-

значают числом из ряда (2.41) над углом. Например, .

При указании точности прибора с существенно неравномерной шкалой можно дополнительно указывать пределы допускаемой основной относительной погрешности для части шкалы, лежащей в пределах, отмеченных специальными знаками (например, точками или треугольниками). В этом случае погрешность прибора выражают числом со знаком %, помещаемым в

кружок. Например, .

При задании предела допускаемой основной погрешности формулой (2.38) класс точности прибора обозначают числом из ряда (2.41), помещае-

мым в кружок. Например, . Если предел допускаемой основной погрешности задан формулой (2.39), то класс точности обозначают двумя числами из ряда (2.41) через косую черту (например, 0.01/0.02), где числитель и знаменатель соответствуют коэффициентам с и d в %.

185

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник. – 10-е изд. – М.: Гардарики, 2002. – 638 с.

2.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник. – 10-е изд. – М.: Гардарики, 2003. – 317 с.

3.Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей: Учебник для вузов. – Изд. 4-е, перераб. – М.: Энергия, 1975. – 752 с.

4.Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. – М.: Мир, 1979.

5.Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и автоматизированное проектирование. – М.: Радио и связь, 1990. – 288 с.

6.Разевиг В.Д., Потапов Ю.В., Курушин А.А. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office. – М.: Солон-Пресс, 2003. – 496 с.

7.Рычина Т.А., Зеленский А.В. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь,

1989. – 350 с.

8.Справочник по элементам радиоэлектронных устройств / Под ред. В.Н.Дулина, М.С.Жука. – М.: Энергия, 1977. – 576 с.

9.Монтаж на поверхность. Элементная база / Под ред. И.О.Шурчкова. – М.: Издательство стандартов, 1993. – 97 с.

10.Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1991. – 622 с.

11.Морозов А.Г. Электротехника, электроника и импульсная техника: Учеб. пособие для инженерно-эконом. спец. вузов. – М.: Высшая школа,

1987. – 448 с.

12.Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. – СПб.: Корона-Принт,

1998. – 400 с.

13.Харченко В.М. Основы электроники: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 352 с.

14.Игумнов Д.В., Королев Г.В, Громов И.С. Основы микроэлектроники: Учеб. для техникумов по спец. «Производство изделий электр. техни-

ки». – М.: Высшая школа, 1991. – 254 с.

15.Жеребцов И.П. Основы электроники. – 5-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1989. – 352 с.

16.Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы». – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1987. – 479 с.

186

17.Федосеева Е.О., Федосеева Г.П. Основы электроники и микроэлектроники: Учебник. – М.: Искусство, 1990. – 240 с.

18.Источники вторичного электропитания / С.С.Букреев, В.А.Головацкий, Г.Н.Гулякович и др.; Под ред. Ю.И.Конева. – М.: Радио и связь, 1983. – 280 с.

19.Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов / Ю.Ф.Опадчий, О.П.Глудкин, А.И.Гуров; Под ред. О.П.Глудкина. – М.: Горячая линия-Телеком, 2002. – 768 с.

20.Браммер Ю.А. Цифровые устройства: Учеб. пособие для вузов / Ю.А.Браммер, И.Н.Пащук. – М.: Высшая школа, 2004. – 229 с.

21.Микропроцессорные системы: Учебное пособие для вузов / Е.К.Александров, Р.И.Грушвицкий, М.С.Куприянов, О.Е.Мартынов, Д.И.Панфилов, Т.В.Ремизевич, Ю.С.Татаринов, Е.П.Угрюмов, И.И.Шагурин; Под общ. ред. Д.В.Пузанкова. – СПб.: Политехника, 2002.

–935 с.

22.Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1993. – 320 с.

23.Винокуров В.И., Каплин С.И., Петелин И.Г. Электрорадиоизмерения: Учеб. пособие для радиотехнич. спец. вузов / Под ред. В.И.Винокурова.

–2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1986. – 351 с.

187

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АЦП – аналого-цифровой преобразователь АЧХ – амплитудно-частотная характеристика БИС – большая интегральная микросхема ВАХ – вольт-амперная характеристика ВЗУ – внешнее запоминающее устройство ВЧ – высокая частота ГИС – гибридная интегральная микросхема

ГТИ – генератор тактовых импульсов ИВЭП – источник вторичного электропитания ИС – интегральная микросхема ИУ – интерфейсное устройство

КМОП – комплементарный металл-оксид-полупроводник КПД – коэффициент полезного действия

ЛАЧХ – логарифмическая амплитудно-частотная характеристика МДП – металл-диэлектрик-полупроводник МК – микроконтроллер МКЭ – метод конечных элементов

МОП – металл-оксид-полупроводник МП – микропроцессор МПС – микропроцессорная система

МПТ – микропроцессорная техника МПУ – микропроцессорное устройство МЭТ – многоэмиттерный транзистор НЧ – низкая частота ОБ – общая база ОК – общий коллектор

ООС – отрицательная обратная связь ОС – обратная связь ОУ – операционный усилитель ОЭ – общий эмиттер

ПОС – положительная обратная связь ПП – печатная плата

РЗУ – регистровое запоминающее устройство РЭА – радиоэлектронная аппаратура

САПР – система автоматизированного проектирования СБИС – сверхбольшая интегральная микросхема СВЧ – сверхвысокая частота ТКН – температурный коэффициент напряжения

ТПМ – технология поверхностного монтажа ТТЛ – транзисторно-транзисторная логика

188

ТУ – технические условия УФЭ – устройство функциональной электроники ФУ – функциональный узел

ФЧХ – фазочастотная характеристика ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь ЦПС – цифровой процессор сигналов ШИМ – широтно-импульсная модуляция

ЭВМ – электронная вычислительная машина ЭВП – электровакуумный прибор ЭДС – электродвижущая сила ЭЛТ – электронно-лучевая трубка ЭРЭ – электрорадиоэлемент ЭСЛ – эмиттерно-связанная логика

Учебное издание

Озёркин Денис Витальевич

Общая электротехника и электроника

Учебное пособие

Формат 60 84 1/16. Усл. печ. л. 10,93 Тираж 200 экз. Заказ

Отпечатано в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники.

634050, Томск, пр. Ленина, 40. Тел. (3822) 533018.