МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электрооборудования судов

Расчетно-графическое задание

по дисциплине

«Технические измерения и приборы»

Выполнил: студент группы А-391

Чуксин А.С.

“__” ___________ 2012 г.

____________________________

Проверил: доцент кафедры ЭОС

Урванцев В.И.

“__” ___________ 2012 г.

____________________________

Мурманск

2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Электромеханические измерительные приборы и преобразователи…………3

Задача 1………………………………………………………………………..3

Задача 2………………………………………………………………………..5

Задача 3………………………………………………………………………..8

Вопрос…………………………………………………………………………10

2. Приборы сравнения. Автоматические преобразователи……………………….13

Задача 1………………………………………………………………………...13

Задача 2………………………………………………………………………...15

Вопрос………………………………………………………………………….17

3. Электронные аналоговые и цифровые приборы и информационно-измерительные системы……………………………………………………………..20

1. Электромеханические измерительные приборы и преобразователи Задача 1.

Косвенным методом амперметра и вольтметра измеряется мощность в цепи постоянного тока. Приборы показывают силу тока I и на­пряжение U , которые даны в табл. I и 2. Там же указаны пределы измерения вольтметра U_п, амперметра I_н и классы точности этих приборов Кв и К_А. Вычислить и записать в соответствии с ГОСТом 8.207-76 результаты измерений, считая, что случайные погрешности измерений так же, как и систематическая погрешность метода измерений, пренебрежимо малы. Доверительную вероятность Р принять равной 0,95. Распределение неисключенных систематических погрешностей считать равномерным.

Заданная величина	Значение
U, в	220
Uн, В	250
Кв	0.5
I,А	220
Iн,А	250
КА	0.5

РЕШЕНИЕ

Значение мощности тока в цепи:

Вт.

Класс точности амперметра:

,

Где - предел допускаемой приборной погрешности амперметра;

- предел измерений амперметра (нормирующее значение).

Отсюда:

= 0.01· · = 0.01·250·0.5= 1.25 А.

Аналогично найдем предел допускаемой приборной погрешности вольтметра:

= 0.01· · = 0.01·250·0.5= 1.25 А.

Относительная погрешность измерения:

;

.

Суммарная относительная погрешность с учетом вклада относительной погрешности каждой физической величины в общий функционал:

= + = ±(0.568+0.568) = ±1.136%.

Абсолютная суммарная погрешность:

Вт.

Результат измерения:

P = 48.4±0.55 кВт, P₀ = 0.95.

Задача 2.

Последовательно соединены четыре резистора R_A , R_B , Rс и R_D значения сопротивлений которых даны в табл. 3. Напряжение, приложенное к схеме, указано в табл. 4. Определить показания вольтметра, поочередно подсоединяемого к каждому из четырех резисторов. Сопротивление вольтметра R_v , его номинальное напряжение U_BH и класс точности К_в также приведены в таблице ниже.

Заданная величина	Значение
RA , Ом	25000
RB , Ом	50000
RС,Ом	30000
RD,, Ом	10000
U, В	180
Uвн , В	250
Кв	4,0
Rv , кОм	100

РЕШЕНИЕ

Ток в цепи:

А.

Теоретические значения напряжений на резисторах:

В;

В;

В;

В;

На показания вольтметра будет влиять погрешность взаимодействия:

,

Где R_i – сопротивление i-го резистора;

R_V – сопротивление вольтметра.

В;

В;

В;

В;

Приборная погрешность вольтметра:

,

= 0.01· · = 0.01·250·1= 2.5 А.

Поскольку остальные погрешности не учитываются, то суммарная погрешность измерения:

= = 2.5 В.

Действительные показания вольтметра:

В; = (5.87 ± 0.5) В;

В; = (11.74 ± 0.5) В;

В; = (7.04 ± 0.5) В;

В; = (2.35 ± 0.5) В.

Сумма показаний вольтметра:

+ + + = 5.87 + 11.74 + 7.04 + 2.35 = 27 В

Не равна приложенному к схеме напряжению U=180 В, т.к. при измерениях возникала погрешность взаимодействия вольтметра с участком цепи.

Задача 3.

Для измерений неэлектрических физических величин, приведенных в табл. 5, значения которых могут изменяться в пределах, указанных в этой таблице, выбрать первичный измерительный преобразователь и электроизмерительный прибор, обеспечивающие выполнение указанных в табл. 5 требований. Обосновав выбор преобразователя и электроизмерительного прибора, необходимо подобрать по каталогам типы приборов, соответствующие указанным пределам измерений, и оценить вероятные пределы достоверности результатов измерений, учитывая классы точности преобразователя и измерительного прибора, а также возможную методическую погрешность. Случайные погрешности считать пренебрежимо малыми по сравнению с систематическими. Доверительную вероятность можно считать равной 0,95, распределение неисключенных систематических погрешностей равномерным.

Измеряемая физическая величина	Диапазон возможных изменений измеряемой величины	Требуемая точность измерений	Примечание
Освещенность на рабочих местах рыбофабрики	До 200 лк	Средняя	__

РЕШЕНИЕ

RHKF - Датчик освещенности  PHOTASGARD® с тремя переключаемыми диапазонами (3 прибора в одном) измеряет освещенность и служит для управления лампами, осветительными установками, жалюзи, шторами. Измеряемая величина преобразуется в нормированный сигнал 0 – 10 В или 4...20 мА. Датчик размещен в элегантном корпусе из пластика с защелкивающейся крышкой, низ с четырьмя отверстиями, для закрепления на вертикально или горизонтально установленных коробках, с шаблоном отверстия под открытый ввод кабеля.

 Датчик освещенности RHKF контролирует условия освещения на рабочих местах, в теплицах, складских помещениях, мастерских, коридорах, на открытых площадках, в промышленных, офисных, жилых и торговых помещениях. Датчик защищен от попадания пыли и влаги.

Прибор применяется для регулирования освещения с учетом дневного света, в качестве датчика яркости и затемнения, а также для управления защитой от солнечных лучей с целью предотвращения нежелательного нагрева помещений.

 Датчик имеет три настраиваемых диапазона измерения, что позволяет свести к минимуму количество типов датчиков и потребность в складских площадях при одновременном расширении области применения.

Основные технические характеристики:

- RHKF-0,5/1/20 I – диапазон измерения: 0...500 лк / 1 клк / 20 клк; выход освещенность 4...20 мА (линеариз.)

- RHKF-0,5/1/20 U – диапазон измерения: 0...500 лк / 1 клк / 20 клк; выход освещенность: 0-10 В (линеариз.)

Класс точности выбранного устройства позволяет обеспечить требуюмую точность измерений

Вопрос.

Опишите принцип действия логометров, поясните характерные особенности их конструкций, схемы включения и применение логометров для измерения, пользуясь данными, приведенными в таблице ниже.

Измеряемая величина	Тип логометра
Механические усилия	Магнитоэлектрический

РЕШЕНИЕ

Динамометр - прибор для измерения силы или момента силы, состоит из силового звена (упругого элемента) и отсчетного устройства. В силовом звене измеряемое усилие вызывает деформацию, которая непосредственно или через передачу сообщается отсчётному устройству. Существующими динамометрами можно измерять усилия от долей ньютонов (н, долей кгс) до 20 Мн (2000 тс). По принципу действия различают динамометры механические (пружинные или  рычажные), гидравлические и электронные. Иногда в одном динамометре используют два принципа. Существует несколько типов динамометров: механические динамометры (рычажные и пружинные), а также гидравлические и электрические.

1) Механический динамометр. Существует два вида механических динамометров: пружинный и рычажный. В пружинном динамометре сила или момент силы передаётся пружине, которая в зависимости от направления силы сжимается или растягивается. Величина упругой деформации пружины  пропорциональна силе воздействия и регистрируется. В рычажном динамометре действие силы деформирует рычаг, величина деформации которого после регистрируется.

2) Гидравлический динамометр. Действие гидравлического динамометра основано на вымещении измеряемой силой жидкости из цилиндра. Под давлением жидкость поступает по трубке к записывающему аппарату и регистрируется.

3) Электрический динамометр. Электрический динамометр состоит из датчика, который преобразует деформацию от воздействия силы в электрический сигнал и дополнительного датчика, который усиливает и записывает электрический сигнал первого датчика. Для преобразования силы или момента силы в деформацию используются индуктивные, пьезоэлектрические, тензорезисторные и вибрационно-частотные датчики сопротивления. Под действием силы датчик деформируется и токи моста сопротивления изменяются. Сила электрического сигнала прямо пропорциональна деформации элемента и в итоге силе воздействия. Второй датчик усиливает сигнал и записывает его для последующей обработки.

4) Примеры повседневного использования. В повседневной жизни прибор используется для измерения силы сжатия створок автоматически закрывающихся систем, таких как двери автобусов, трамваев, вагонов поездов, метро, а также двери пассажирских и грузовых лифтов, гаражные ворота, автомобильные окна, сдвигающиеся люки на крыше и так далее. Так как все эти системы могут в случае неправильной юстировки стать причиной травм, разработаны и внедрены технические нормы, определяющие предельные значения сил сжатия в закрывающихся системах. Данные нормы обязательны во всех странах Европейского союза, а также используются в США, Японии,  Китае, Саудовской Аравии, Австралии и других странах мира.