- •Сдержание
- •1 Теория и практика электротехнических измерений
- •1.1 Основные понятия при измерении физических величин…………..3
- •Тема 2. Погрешности и обработка результатов измерений
- •Тема3. Электроизмерительные приборы непосредственной оценки
- •1 Теория и практика электротехнических измерений
- •1.1 Основные понятия при измерении физических величин
- •1.2 Назначение и особенности электротехнических измерений
- •1.3 Виды и методы измерений
- •Основные методы измерений
- •1.4 Классификация измерительных приборов и их шкал
- •Основные показатели шкал приборов.
- •1.5 Эталоны единиц электрических величин (самостоятельная работа)
- •2 Погрешности и обработка результатов измерений
- •2.1 Общие сведения
- •2.2 Классификация погрешностей
- •По причине возникновения погрешности бывают:
- •3 Электроизмерительные приборы непосредственной оценки
- •3.1 Устройство подвижной части измерительного механизма
- •3.2 Магнитоэлектрические механизмы
- •3.3.Электромагнитные механизмы
- •3.3.1.Устройство и принцип действия электромагнитных механизмов
- •3.3.2.Электромагнитные амперметры и вольтметры.
- •3.4. Ферродинамические измерительные механизмы.
- •Для вольтметров ферродинамической системы, катушки которых вместе с добавочным резистором включаются последовательно, получим:
- •3.5. Электродинамические измерительные механизмы.
- •I1 и i2, но и от взаимного расположения катушек, т.Е. От угла отклонения α подвижной катушки.
- •Электростатические механизмы.
- •Измерение тока и напряжения.
- •Измерение постоянных токов, наряжения и количества электроэнергии
- •Зная i0 и r0 (пасортные данные на измерительный прибор) Определяем Rд :
- •Гальванометры магнитоэлектрической системы.
- •Электро – динамические приборы измерения напряжения и тока.
- •Электромагнитные амперметры и вольтметры.
- •Измерение мощности и энергии.
- •Измерение мощности трехфазной цепи.
- •Основные методы измерений
- •Измерение сопротивлений.
- •Измерение неэлектрических величин
- •Аналоговые электронные вольтметры.
- •Цифровые вольтметры
- •Кодоимпульсные цифровые вольтметры
- •Вольтметры с времяимпульсным преобразованием.
- •Цифровые вольтметры.
- •Кодоимпульсные цифровые вольтметры.
- •Электронные вольтметры.
- •Электронно-лучевые осциллографы Классификация осциллографов.
- •Структура осциллографа.
- •Виды разверток в осциллографе.
1.3 Виды и методы измерений
В зависимости от способа получения результата измерения делятся на следующие виды: прямые, косвенные, совместные и совокупные.
Прямые — измерения, при которых физическая величина определяется непосредственно по индикатору прибора: напряжение — вольтметра, частота — частотомера, сила тока — амперметра.
Прямые измерения характеризуют формулой
А = х
Где: х — значение величины, найденное путем ее измерения и называемое результатом измерения.
Косвенным называют измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. При косвенных измерениях интересующая нас величина находится расчетным путем по результатам измерений других величин, связанных с искомой величиной определенной функциональной зависимостью.
Косвенные измерения можно охарактеризовать следующей формулой:
где : х1 х2, ... , хт — результаты прямых измерении величин, связанных функциональной зависимостью с искомым значением измеряемой величины А.
Например, измерив силу тока и напряжение, на основании известной формулы можно определить мощность:
К косвенным измерениям относится определение значения сопротивления по известным значениям силы тока в цепи и падении напряжения на данном резисторе.
Совокупными называют проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых их значения находят решением системы уравнений, получаемых при прямых или косвенных измерениях различных сочетаний этих величин.
Например, измеряя сопротивления Rаb, Rас и Rbс между вершинами треугольника электрической цепи, в котором соединены сопротивления резисторов R1, R2 R3 (рис. 1.3.1) и, решая систему уравнений можно определить искомые значения сопротивлений:
Рис. 1.1.3 Пример совокупных измерений
Совместными называют проводимые одновременно измерения двух или нескольких не одноименных величин для установления зависимости между ними.
Как видно из определений, совокупные и совместные измерения весьма близки друг к другу. В обоих случаях искомые значения находят в результате решения системы уравнений, коэффициенты в которых получены путем прямых измерений. Отличие состоит в том, что при совокупных измерениях одновременно определяют несколько одноименных величин, а при совместных — разноименных.
Наиболее известный пример совместных измерений — определение зависимости сопротивления резистора от температуры.
Косвенные, совместные и совокупные измерения объединены общим свойством: их результаты рассчитывают по известным функциональным зависимостям между измеряемыми величинами и величинами, определяемыми прямыми измерениями.
Различие между этими видами измерений заключается лишь в виде функциональной зависимости, используемой при расчетах. При косвенных измерениях она выражается одним уравнением в явном виде, при совместных и совокупных — системой неявных уравнений.
Основные методы измерений
Современные методы измерений принято делить на метод непосредственной оценки и метод сравнения (рис. 1.2.1).
При методе непосредственной оценки применяется прямой вид измерения, описанный выше.
Рис. 1.2.1 Классификация методов измерения
Быстрота процесса измерения методом непосредственной оценки делает его часто незаменимым на практике, хотя точность измерения обычно ограничена. Приборы, реализующие измерение по методу непосредственной оценки, называют измерительными приборами непосредственной оценки.
Метод сравнения — метод измерений, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.
Это может быть, например, измерение напряжения постоянного тока путем сравнения с ЭДС эталонного элемента. В отличие от приборов непосредственной оценки, удобных для получения оперативной информации, приборы сравнения обеспечивают большую точность измерений.
Различают следующие разновидности метода сравнения:
• нулевой метод, при котором действие измеряемой величины полностью уравновешивается образцовой;
• дифференциальный метод, когда измеряется разница между измеряемой величиной и близкой ей по значению известной эталонной (например, измерение электрического сопротивления методом неуравновешенного моста); этот метод сравнения используют тогда, когда практическое значение имеет отклонение измеряемой величины от некоторого номинального значения (уход частоты, отклонение напряжения и т.д.);
• метод замещения, при котором действие измеряемой величины замещается образцовой.
Нулевой метод обеспечивает наибольшую точность измерений физической величины. Его разновидностями являются:
• компенсационный метод, при котором действие измеряемой величины компенсируется (уравновешивается) образцовой;
• мостовой метод, когда достигают нулевого значения тока в измерительной диагонали моста, в которую включается чувствительный индикаторный прибор (обычно нуль-индикатор).