Цифровые измерительные электронные приборы.

Хвх – входная аналоговая величина; ВАП – входной аналоговый преобразователь; АЦП – аналогово-цифровой преобразователь; ЦОУ – цифровое отчетное устройство.

Применяют для измерения U,I,R,f,φ.

Преимущества: высокая точность, широкий рабочий диапазон, высокое быстродействие получения результатов измерения в удобной для обработки форме, возможность ввода измеренной информации в ЭВМ.

Недостатки: сложность, высокая стоимость. Меньшая, чем у аналоговых, надежность.

Измерение параметров элементов электрических цепей.

К параметрам электрических цепей относят R, L, C, Z (полное сопротивление)

Методы измерения.

1. Метод вольтметра, амперметра.

2. Непосредственная оценка (рассмотрено ранее – амперметр, логометр).

3. Мостовой.

4. Резонансный.

5. Измерение I и U в цепи измерения и последующий расчет ее параметров по закону Ома, используется для измерения активного сопротивления, индуктивности и емкости.

1. Активных сопротивлений.

а) при Ra<<Rx ∆Rx – min

измеряет большое сопротивление

б) Ia=Iv+Ix

при Rv>>Rx

Измеряет малые сопротивления

2. Полных сопротивлений (модуль полных сопротивлений) схемы аналогичны (вместо Rx – Zx)

а) большие сопротивления:

при |Zx|>Ra ∆Zxmin

б) при Rv>>|Zx|∆Z-min

3. Измерении емкости

а)

Измерение малой емкости

б)

позволяет измерять конденсатор большой емкости

нужно знать значение частоты.

Для измерения малых значений емкостей применяют метод двух вольтметров.

при C₀>>Cx I=U₁ωCx= U₂ωC₀ =>

4. Измерение индуктивности катушек.

а)

Измерение больших значений индуктивности.

б)

Измерение малых значений индуктивности.

Измерительные мосты постоянного тока.

Обладают большей точностью, высокой чувствительностью, широким диапазоном измеряемых значений.

Бывают уравновешанными и неуравновешанными.

Уравновешенный мост.

abcd – мосты; ИП – источник питания; ac – диагональное питание; bd – измерительная диагональ; НП – нуль прибор (гальванометр); R₁, R₂, R₃ – плечо моста; R₂, R₃ – противоположные плечи; Rпр – сопротивление проводов; R₁, R₂ – емкостные плечи моста.

Отсчет производится в момент, когда Iп=0 => диагональ Ubd = 0, тогда, когда Uab=Uad и Ubc=Ucd, I₁R₁=I₃R₃, I₂R₂=I_x(R_x-2Rпр) по закону Кирхгофа в момент равновесия Iпр = 0, I₁=I₂ , I₃=I₂

Равновесие моста:

(произведение сопротивлений противоположных плеч должно быть одинаковым)

Достоинства: результат измерений не зависит от напряжения питающего моста, высокая чувствительность.

Недостаток: Схема не позволяет производить непосредственные расчеты.

Rx min >8 Oм (из-за сопротивления проводов)

Rx max <10⁶…10⁸Ом (из-за того что минимальные токи в плечах моста не могут быть зафиксированы нуль прибором)

Неуравновешенный мост.

Перед измерением какой то внешней Rx с помощью сопротивления R₂ мост уравновешивают, потом при изменении Rx по шкале судят о Rx.

М = F(R₁, R₂, R₃, R_x, R_г)

М= [R_г(R₁+ R₂) (R₃+ R_х)+ R₁ R₂ (R₃+ R_х)+ R₃ R_х (R_г+ R_х)]

при Rx  15…25% М=const

Достоинства: схема позволяет производить непосредственный опыт.

Недостаток: работа зависит от изменения Uac и Rг

Мосты переменного тока.

Zi=Ri+jXi = Zi e^jφi

в равновесии когда

Мост переменного тока будет в равновесии, когда (противоположных плеч) и одинакова сумма сдвига фаз противоположных плечей.

при Z₁= R₁ и Z₂= R₂ Z₃= X_L (X_C), Z₄= X_L (X_C),

В смежных плечах сопротивление должно быть одинакового характера.

Если есть индуктивность и емкость, их нужно включать в противоположные плечи моста.

Lx=R₁R₂C_обр

Мосты питаются напряжением с частотой 100(1000)Гц это связано с наводками, которые возникают в мостах, возникает дополнительная погрешность.