Teoriya (1)

Рис.1. Схема блока ЕПТ.

У багатьох осцилографах передбачається можливість подачі на модулятор (Вхід Z) напруги від зовнішнього джерела. За допомогою двох анодів, на які подаються додатні відносно катода напруги, здійснюється розгін і фокусування пучка електронів. Екран ЕПТ створюється тонким шаром люмінофору 9 - речовини, здатної світитися під ударами електронів, яка наноситься на внутрішню поверхню торцевої частини скляної колби. Електрони променя, бомбардуючи екран, вибивають з нього вторинні електрони, від яких виникає небезпека накопичення на екрані негативних зарядів. Для відведення вторинних електронів на внутрішню поверхню трубки наносять провідний шар графіту, так званий аквадаг 8, який електрично з‗єднується з анодом 5. Графітове покриття, крім того, екранує електронний промінь від електричних і магнітних полів, існуючих по за трубкою.

16 Вимірювання опорів, ємностей і індуктивностей. Метод безпосереднього оці-

нювання, похибки. Конспект

17 Вимірювання опорів, ємностей і індуктивностей. Метод вольтметраамперметра, похибки.

Конспект

18 Вимірювання опорів, ємностей і індуктивностей Мостовий метод, похибки.

Вимірювання фізичних величин є процесом емпіричного кількісного пізнання властивостей фізичних обєктів. В залежності від способу отримання результатів вимірювань розрізняють прямі, непрямі (опосередковані), сукупні і сумісні види вимірювань. Найчастіше у виробничій практиці використовуються прямі вимірювання фізичних величин, при яких результат отримується безпосередньо з дослідних даних без будь-яких допоміжних дій (обчислень, порівнянь) з боку дослідника, наприклад визначення тиску манометром, покази якого є результатом вимірювань. Інші види вимірювань мають спеціальне застосування, основою яких також є прямі вимірювання. Для прикладу при непрямих вимірюваннях результат отримується з допомогою обчислення значення за відомою функціональною залежністю (рівнянням) шуканої величини і аргументів, встановлених прямими вимірюваннями. Визначення, суть понять і видів вимірювань самостійно опрацювати в літературі 5,6.

Поєднання засобів і принципів вимірювання визначається методами вимірювання. Метод суттєво впливає на точність результату, вартість технічного засобу вимірювань, тому, безумовно, визначає сферу застосування.

Існують два види методів: метод безпосередньої оцінки; метод порівняння з мірою.

Восновному, на виробництві використовується перший метод, відповідно до якого результат визначається безпосередньо по відлікованому пристрою засобу вимірювання (ЗВ) прямої дії. Метод порівняння з мірою має декілька модифікацій:

диференційний метод; нульовий метод; метод заміщення; метод співпадань.

Ці модифікації застосовуються для отримання більш точних результатів (при повірках приладів та в наукових дослідженнях, ін.) 1,8.

Для ознайомлення з методами вимірювання, аналізу їх точностей і особливостей отримання практичних навиків, в якості фізичної величини використовуються активні опори електричного струму, що дозволяє обгрунтовано провести дослідження основних видів і методів вимірювань.

Велектротехніці умовно приймають, що опори до 10 Ом – малі, від 10 Ом до 100 кОм – середні і більше 100 кОм – великі. Для вимірювання активних опорів можуть використовуватися різні види і методи вимірювань (прямі, непрямі вимірювання, метод безпосередньої оцінки і порівняння з мірою). В залежності від умов вимірювань в даному випадку значень R необхідно вибирати як метод, так і обладнання. Методи вимірювання малих, середніх і великих опорів різні. Це зумовлено тим, що при вимірюванні малих опорів потрібно враховувати опір з‘єднувальних проводів, а також внутрішній опір джерел живлення і вимірювальних приладів. При вимірюванні великих опорів необхідно використовувати прилади, які здатні вимірювати дуже малі струми. При прямих вимірюваннях використовують омметри, а при непрямих методах вимірювання використовують амперметр і вольтметр, при цьому значення опору визначається за законом Ома. Для більш точних вимірювань використовують модифікації методу порівняння з мірою, в методі заміщення використовують магазин опорів, в нульовому методі — міст постійного струму. характерним для непрямих методів вимірювання є необхідність враховувати внутрішній опір амперметра і вольтметра, оскільки він впливає на точність вимірювання.

Мостовий метод вимірювання опору

Мостовий метод вимірювань застосовується для вимірювань опору в діапазоні від 10~8 до

1016 Ом (п. 8.1).

При вимірюванні низькоомних опорів мостовим методом важливо усунути вплив опорів з'єднувальних проводів на результат вимірювання. Щоб зменшити цей вплив, в одинарних мостах застосовують чотиризатискачеве під'єднання резисторів (п. 8.1).

Повністю усунути вплив опору з'єднувальних проводів при вимірюванні одинарним мостом можна застосовуючи схему з трипровідним під'єднанням Rx, подану на рис. 143, а.

У цій схемі значення опорів плечей R3 і R4 беруть завжди однаковими, тому її умова рівноваги має вигляд

і при r2 = T! ці опори на результат вимірювання не впливають. При вимірюванні опору чотиризатискачевих резисторів можна повністю усунути вплив опорів з'єднувальних проводів незалежно від їх значень, якщо зрівноважити міст два рази, міняючи місцями проводи гі і г2, г,'і і г4, а результат вимірювання визначати як середнє арифметичне з двох показів плеча порівняння.

де R’2 і R’’2—значення опорів плеча порівняння при першому і другому зрівноваженні. Проте треба мати на увазі, що із-за умови R3 — R4 схема (рис. 143, а) не може бути застосована для вимірювань опору, меншого ніж 5—10 Ом (важко виготовити багатодекадний магазин R2 з меншим опором)-

При вимірюванні опорів подвійним мостом умови R1 = R4 і R2 = R3 через похибки цих опорів повністю не виконуються і тому член d не дорівнює нулю (п. 8.1). Нехтування ним викликає додаткову відносну похибку вимірювання

де R1, R2, R3, R4— дійсні, а Rном1, Rном2— номінальні значення опорів плечей моста; 61 62, 63, 64 — відносні похибки опорів плечей моста.

Використовуючи вираз для члена d (п. 8.1), після перетворень дістанемо

На практиці дійсні значення похибок 61, 62, 63, 64, звичайно, невідомі, тому для оцінки значення похибки 6d користуються її граничним значенням, знайденим з урахуванням граничних похибок опорів плечей. У найбільш несприятливому випадку

де 6R — гранична похибка опорів плечей моста. Тоді граничне значення похибки можна подати як

Для зменшення похибки 6d треба вибирати r < Rx і RN > Rx (тобто k < 1). Надмірне збільшення значення RN є небажаним з огляду на зниження чутливості моста, тому в першу чергу бажано виконувати умову r < Rx.

У проведеному аналізі враховували один з'єднувальний провід— перемичку г. Для загальної оцінки впливу з'єднувальних проводів у подвійному мості розглянемо схему, зображену на рис. 143, б. Опори проводів r5 і r6, які ввімкнені послідовно до джерела живлення, не впливають на результат вимірювання. Рівняння рівноваги моста з урахуванням опорів r1 і г2, г3 і г4 має вигляд

Опори з'єднувальних проводів г3, г4 і г входять лише в член d, тому їх вплив на результат ви-

мірювання є порівняно малим. Найбільшу похибку можуть спричинити опори проводів /"і і г2, які додаються до опорів основних плечей

моста R1 і R2: 6r1,r2 = r1/R1 – r2/R2

Коли опори r1 i г2 пропорційні відповідним опорам плечей моста, то вони не впливають на результат вимірювання. На практиці цю умову виконати важко, тому для зменшення

похибки 6r1, r2 треба вибирати відповідно великі значення опорів плечей R1 і R2.

19 Вимірювання активної потужності у трифазних електричних колах, похибки.

Потужність у трифазних колах

Комплексна потужність трифазного кола у загальному випадку (UA, IA - фазні напруги та струм):

.

Активна потужність:

.

Реактивна потужність

,

- зсув фаз фазних напруг та струмів.

Сумарна активна потужність, яка споживається несиметричним трифазним навантаженням, при наявності нульового проводу може бути виміряна трьома ватметрами.

Активна потужність трифазного кола буде дорівнювати сумі показів трьох ватметрів. Якщо нульового проводу немає, то можна використати виміри двох ватметрів, які треба

включити згідно до схеми, що наведена нижче. Дійсно , тобто . Підставляємо у вираз для потужності:

Циклічною перестановкою індексів А, В, С можна отримати вирази для інших рівноцінних варіантів включення двох ватметрів.

Покази ватметрів сумуються алгебраїчно, тобто, якщо стрілка відхилилась за шкалою, то покази беруть зі знаком «+», а якщо стрілка відхиляється у зворотній бік, то змінюють полярність включення однієї є обмоток досягаючи при цьому відхилення стрілки у потрібному напрямку, але покази ватметру при цьому беруться зі знаком «-».

У разі симетричного режиму роботи трифазного кола такий випадок має місце, якщо ?>

600.

;

.

Сума показів ватметрів:

.

Р - активна потужність трифазного кола. Різниця показів:

.

Звідси: .

Для симетричного режиму трифазного кола:

.

Якщо навантаження з‘єднане зіркою, то UЛ = UФ; IЛ = IФ, а при з‘єднанні трикутни-

ком - UЛ = UФ; IЛ = IФ.

Таким чином незалежно від схеми з‘єднання вираз потужності через лінійні напруги та струми має вигляд:

,

- зсув фаз між фазними напругами та струмами.

Але ці вирази не означають, що при переключені одного й того ж навантаження з зірки у трикутник та навпаки потужність не змінюється.

При перез‘єднанні навантаження Z з зірки у трикутник для заданих лінійних напруг фазні струми навантаження зростають у раз, а лінійні струми у 3 рази, тобто потужність також зростає у 3 рази.

Для виміру активної потужності у трифазному симетричному колі з нульовим дротом достатньо одного ватметра (рис. а), покази якого треба потроїти.

Якщо нейтралі (нульового проводу) немає, або навантаження з‘єднане трикутником, то використовують схему з додатковими опорами Rg (рис. б), які дорівнюють внутрішньо-

му опорупаралельної обмотки ватметра. При цьому створюється штучна нульова точка 0. Опір ватметра повинен бути чисто активним (електродинамічний або феродинамічний прилад). Покази ватметра також треба потроїти.

При симетричному режимі трифазного кола за допомогою ватметра можна виміряти реактивну потужність кола. За включенням (рис. в) покази ватметра можна визначити таким чином:

.

Покази ватметра треба помножити на для визначення реактивної потужності всього кола. Похибка вимірювання складається з похибок вольтметра і амперметра і похибки методу.

Остання зумовлена споживанням потужності приладами і залежить від схеми їх вмикання. Для схеми правильного вимірювання напруги (рис. 118, а) маємо

звідки

де PV = UXIV—потужність, яку споживає вольтметр.