- •Министерство образования и науки украины
- •Донецкий национальный технический университет
- •Л.А. Васильев
- •Основы метрологии
- •Электроизмерительная техника
- •Донецк - 2004
- •Введение
- •Содержание
- •Раздел 1 основы метрологии…………………………..…..5
- •Раздел 2 средства измерений……………………………..28
- •Раздел 3 технологии измерений…………………………71
- •Раздел 1 основы метрологии
- •Основные понятия
- •Виды измерений
- •Методы измерений
- •Средства измерительной техники
- •Обеспечение единства измерений
- •Понятие погрешности измерения
- •Составляющие погрешности измерений
- •Уменьшение погрешности измерений
- •Классы точности
- •Показатели точности измерений
- •Представление результатов измерений
- •Вычисление значения измеряемой величины
- •Процедура оценивания погрешности
- •Оценивание погрешности при однократных измерениях
- •Понятие неопределенности измерения
- •Процедура вычисления неопределенности
- •Измерительный эксперимент
- •Обработка результатов однофакторного эксперимента.
- •Установление математической модели
- •Для установления математической модели используют пк (в приложении Microsoft Excel, в пакетах Mathkad, Matlab и др.).
- •Оценка погрешностей однофакторного эксперимента
- •Раздел 2 средства измерений
- •Измерительные трансформаторы тока
- •Унифицированные преобразователи
- •Физические основы работы
- •◙ Неподвижную часть; ◙ подвижную часть. Для выполнения измерений необходимо создать: ◙ вращающий момент; ◙ противодействующий момент.
- •Магнитоэлектрические приборы
- •Магнитоэлектрические приборы с преобразователями
- •Термоэлектрические приборы
- •Выпрямительные приборы
- •Электронные приборы
- •Электромагнитные приборы
- •Электродинамические приборы
- •Погрешность схемы включения ваттметра:
- •Ферродинамические приборы
- •Электростатические приборы
- •Индукционные приборы
- •Измерительные мосты – электрические схемы, составленные из сопротивлений (плеч моста), источника питания и измерительного прибора.
- •Уравновешенные мосты постоянного тока
- •Ток в измерительной диагонали моста:
- •Измерительные мосты переменного тока
- •Структурная схема эло
- •Калибраторы
- •Наблюдение формы электрических сигналов
- •Измерение параметров электрических сигналов
- •Измерение напряжений
- •Измерение токов и сопротивлений
- •Измерение временных интервалов и скорости изменения напряжения
- •Измерение частоты
- •При более сложной фигуре – по точкам касания:
- •Измерение фазового сдвига
- •Измерение коротких импульсов
Измерительные мосты переменного тока
Применяются для измерения параметров конденсаторов и катушек индуктивности.
У словия равновесия
Iни = 0 при .
1)
2)
3)
Свойства:
малый класс точности, плохая сходимость.
Мостовые схемы для измерения параметров катушек индуктивности
; ;
Добротность катушки
.
Для катушек индуктивности с большой добротностью (Q > 1):
;
; .
Мостовые схемы для измерения параметров конденсаторов
для конденсаторов с малыми потерями
; ;
Угол диэлектрических потерь:
.
д ля конденсаторов с большими потерями
;;
для кабелей высокого напряжения
;
.
Лекция 9 ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ
Общие сведения
Осциллографы – для визуального наблюдения, измерения и регистрации электрических сигналов.
Имеют большое Rвх и частотный диапазон от 0 до 105 – 107 Гц.
Типы ЭЛО:
♦ универсальные (С1); ♦ запоминающие (С8);
♦ импульсные (С3); ♦ цифровые (С9)
♦ стробоскопические (С7); и др.
Электронно-лучевая трубка
Принцип действия основан на электростатическом управлении потоком электронов.
y = Sэлт (Uв1 – Uв2); x = Sэлт (Uг1 – Uг1).
Устройство и принцип работы
Структурная схема эло
Двухканальные ЭЛО: два канала вертикального отклонения Y1 и Y2 и высокочастотный коммутатор, поочередно подключающий каналы к пластинам Y.
Двухлучевые ЭЛО: два канала Y1 и Y2 и двухлучевая ЭЛТ.
и сследуемый сигнал – на вход Y,
генератор развертки – включен,
на экране – осциллограмма
исследуемого сигнала.
Развертка в ЭЛО
Развертка – процесс перемещения луча в горизонтальном направлении в функции времени.
Виды развертки: ● линейная;
● синусоидальная;
● круговая.
Типы развертки: ♦ непрерывная;
♦ ждущая.
Развертка осуществляется генератором развертки.
Линейная развертка uр = kt
Непрерывная развертка
Осциллограмма повторяет форму сигнала во времени.
Р еальная форма uр:
Тр = Тпр + Тобр
Чтобы осциллограмма не искажалась, на
время обратного хода луча ЭЛТ гасится.
Синхронизация развертки
– для получения неподвижной устойчивой осциллограммы.
Синхронизация – процесс принудительного генерирования ГР напряжения с частотой (fр), равной (кратной) частоте исследуемого сигнала (fy).
Условие синхронизации: fy = n fp , Tp = n Ty (n – целое число).
Виды синхронизации: ♦ внутренняя; ♦ внешняя.
Ждущая развертка
ГР переводится в ждущий режим.
Линия задержки смещает исследуемый сигнал на время, необходимое для запуска ГР.
Синусоидальная развертка uр = Um sin ωt
Синусоидальное uр → на вход Х (ГР отключается).
При синусоидальном uвх → фигура Лиссажу.
Вид фигуры ← от соотношения частот и фазового сдвига между uр и uвх.
Круговая развертка
На пластины У и Х → синусоидальные uр, одинаковой амплитуды и сдвинутые по фазе на 90°.
Исследуемый сигнал → в канал Z (на модулятор).
Осциллограмма → штриховая окружность.