przyrzady pomiarowe, jkacperska

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
2008-12-17
Przyrządy pomiarowe
Ogólny podział: mierniki, rejestratory, detektory, charakterografy.
Budowa przyrządów pomiarowych:

urządzenie odczytowe
liczba na wyświetlaczu lub wskazówka
•ustrój pomiarowy
przetworniki elektromechaniczne lub elektroniczne
przetwarzające mierzone wielkości na sygnały do urządzenia odczytowego
• obudowa
Podział mierników ze względu na mierzoną wielkość:
- przyrządy na prąd stały, na prąd przemienny
- amperomierze
- woltomierze
- omomierze
- watomierze
- liczniki energii elektrycznej
Uniwersalne przyrządu pomiarowe (multimetry) - łączą funkcję kilku w/w.
Dokładność pomiaru:
- błąd bezwzględny pomiaru (uchyb)
=
X
zmierzone
- X
rzeczyw
- błąd względny
= ( / zakres) · 100 %
Klasa dokładności przyrządu (opisana na miernikach) = największy dopuszczalny
względny błąd pomiaru.
Istniejące klasy: 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1; 1.5; 2.5; 5
Jaki maksymalny bezwzględny błąd pomiaru może wystąpić? :
max
= (klasa/100) · zakres
np.: zakres 300V, klasa 1.5, wskazanie 200V
max
= (1.5/100)·300=4.5V
czyli wynik pomiaru zapisujemy: 200 4.5 V
1
2008-12-17
Z punktu widzenia klasy dokładności pomiaru, przyrządy dzielimy na:

wskaźniki
klasa 2.5 i 5
przybliżone oszacowanie wartości
mierzonej

mierniki techniczne
klasa 1 i 1.5
typowe zastosowania przemysłowe

mierniki laboratoryjne
klasa 0.5

przyrządy wzorcowe
klasa 0.05, 0.1, 0.2
do skalowania i wzorcowania
innych mierników
Mierniki cyfrowe
2
2008-12-17
• Pomiar natężenia prądu realizowany jest w multimetrach metodą
pomiaru spadku napięcia na wewnętrznym wzorcowym rezystorze.
Rezystor wzorcowy jest dobierany do zakresu pomiarowego, na przykład:
0,1Ω dla zakresu 1 A; 1 Ω dla zakresu 100 mA.
• Przy pomiarze napięcia lub natężenia prądu zmiennego sygnał mierzony
po przeskalowaniu w dzielniku wejściowym jest podawany na przetwornik
AC/DC.
• Przetwarzanie rezystancji na napięcie może polegać na bezpośrednim
wykorzystaniu prawa Ohma: mierzony jest spadek napięcia na nieznanej
rezystancji, wymuszony przepływem prądu ze źródła prądowego o
dokładnie znanej wydajności.
3
2008-12-17
Przetworniki A/C stosowane w multimetrach cyfrowych
W większości multimetrów cyfrowych stosowane są integracyjne przetworniki
A/C, bazujące na pośredniej metodzie przetwarzania. Napięcie wejściowe jest
najpierw przetwarzane na odcinek czasu lub częstotliwość, a następnie za pomocą
licznika na postać cyfrową.
Przebieg napięcia na wyjściu integratora w przetworniku
A/C z podwójnym całkowaniem.
Zasada pomiaru: Konwersja zaczyna się podaniem mierzonego napięcia
Ux
na integrator. Skutkiem
tego jest liniowe narastanie napięcia na wyjściu integratora (pierwsze całkowanie), które trwa przez
ściśle określony czas, wyznaczany przez licznik. Po upływie tego czasu układ sterowania przełącza
wejście integratora na źródło napięcia wzorcowego
Uo
o przeciwnej polaryzacji i kondensator
integratora rozładowuje się (drugie całkowanie) aż do czasu, gdy komparator wykryje, że osiągnięty
został punkt startowy. Licznik mierzy odcinek czasu, jaki jest potrzebny do rozładowania
kondensatora. Stosunek czasu rozładowania T
2
do czasu ładowania kondensatora T
1
odpowiada
stosunkowi napięcia mierzonego
Ux
do napięcia referencyjnego
Uo
. Liczba impulsów zliczonych w
czasie rozładowania kondensatora
Nx
jest proporcjonalna do mierzonego napięcia.
4
2008-12-17
Parametry mierników cyfrowych

Zakres pomiarowy
największa wartość mierzona
X
, jaką miernik może zmierzyć

Liczba cyfr
Występuje także pojęcie „pół cyfry”. Np. określenie „miernik 3,5

cyfrowy”
oznacza miernik o zakresie wyświetlanych cyfr od 0 do 1999.

Rozdzielczość
zdolność przyrządu do wykrycia zmiany wielkości mierzonej
np.
U
=
10 V
/
10
4
=
1 mV

Niepewność pomiaru U
Odczytywana ze specyfikacji przyrządu.
np.:
„0
,
05% wartości mierzonej
+
0
,
01% zakresu”
Jeśli przy w/w specyfikacji zmierzona wartość 6V na zakresie 10V, to:
Mierniki analogowe
Podział mierników analogowych ze względu na ustroje pomiarowe:

mierniki magnetoelektryczne

mierniki elektromagnetyczne

mierniki elektrodynamiczne

mierniki indukcyjne
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]