Miernictwo - W10 - dr Adam Polak Notatki: Marcin Chwedziak. Miernictwo I. dr Adam Polak WYKŁAD 10

Transkrypt

1 Miernictwo I dr Adam Polak WYKŁAD 10 Pomiary wielkości elektrycznych stałych w czasie Pomiary prądu stałego: Technika pomiaru prądu: Zakresy od pa do setek A Czynniki wpływające na wynik pomiaru (jest on różny od wydajnośći prądowej J źródła) Rezystancja wewnętrzna źródła prądowego Rg Rezystancja wewnętrzna ameprowamierza Ra Względny błąd systematyczny pomiaru: Rys. Schemat układu do pomiaru natężenie prądu stałego Im większy stosunek Rg do Ra, tym dokładniejszy wynik pomiaru. Metody i przyrządy do pomiaru prądów stałych: Amperomierze magnetoelektryczne Zasada działania Rozszerzanie zakresu pomiarowego Czułość prądowa amperomierza Amperomierze elektroniczne najczęściej konstruowane na bazie przewodnika I/U oraz miliwoltomierza elektronicznego najprostszy przetwornik I/U to rezystor szeregowy Amperomierze cyfrowe budowane z wykorzystaniem przetworników I/U i A/C wartość mierzonego prądu określana jest na podstawie cyfrowego pomiaru napięcia (woltomierz cyfrowy) 1

2 Pomiary napięcia stałego: Technika pomiaru napięcia: zakresy od nv do kv rezystancja wejściowa rzędu Ω czynnik wpływające na wynik pomiaru (jest onróżny od siły elektromotorycznej E źródła) Względny błąd systematyczny pomiaru rezystancja wewnętrzna źródła napięcia Rg rezystancja wejściowa wolotmierza Rwe Woltomierze magnetoelektryczne Mechanizm magnetoelektryczny równie dobrze reaguje na zmiany napięcia jak i na zmiany prądu. Dlaczego? Bo cewka (mechanizm) jest przetwornikiem napięcia na prąd. Wychylenie α prostego woltomierza: Rozszerzanie zakresu pomiarowego; Woltomierze elektroniczne podstawowe bloki: dzielnik napięcia, wzmacniacz napięcia, układ zwiększający Rwe, (przetwornik A/C), wskaźnik analogowy (bądź cyfrowy) podstawowe rodzaje woltomierzy z przetwornikami A/C woltomierze impulsowo-czasowe woltomierze kompensacyjne woltomierze całkujące Woltomierze cyfrowe wykorzystywanie napięciowych przetworników A/C prawie przyrządy elektroniczne, cyfrowe, które spotykamy na codzień, są tak naprawdę woltomierzami cyfrowymi Pomiar napięcia stałego metodą zerową (rez. wejściowa rośnie do nieskończoności) Rys. Układ pomiaru napięcia metodą komparacyjną 2

3 Woltomierze o wejściach symetrycznych i niesymetrycznych HI (wysoki potencjał) LO (niski potencjał) trzeci zacisk (potencjał) odprowadza z woltomierza potencjał zerowy układów elektronicznych woltomierza w warunkach normalnych masa nie jest podłączona do potencjału zerowego; użytkownik ręcznie podłacza ów zacisk do masy (np. zworką) - w ten sposób potencjał niski staje się tożsamy z masą Pomiar mocy: Mechanizm elektrodynamiczny (analogowy) zastosowanie dwóch cewek prądowych pole magnetyczne wytwarzane przez cewkę nieruchomą (proporcjonalne do natężenia prądu In) wychylenia cewki ruchomej jest proporcjonalne do natężęnia płynącego przez nią prądu Ir i wytworzonego pola magnetycznego wychylenie ustroju jest proporcjonalne do Ir oraz In: Mechanizm ferrodynamiczny Strumień magnetyczny nieruchomej cewki jest zwiększony przez dodatkowy materiał ferromagnetyczny Moc w obwodach prądu stałego Moc wyraża się wzorem P = UI Wystarczy przetworzyć napięcie na prąd, wtedy można moc zmierzyć jednym z powyższych mechanizmów Metody bezpośrednie (watomierz analogowy) Metody pośrednie Pomiar analogowy: woltomierz (i amperomierz) Watomierz cyfrowy cyfrowy pomiar napięcia i prądu obliczenie mocy 3

4 Pomiary rezystancji: Pomiar metodą pośrednią (techniczną) układy z poprawnym pomiarem napięcia lub prądu błąd systematyczny pomiaru (błąd metody) omomierze magnetoelektryczne (a - szeregowy, b - równoległy) wadą tego urządzenia jest nieliniowa skala w przypadku omomierza równoległego wadą dodatkowo jest większe zużycie baterii omomierze elektroniczne i cyfrowe wewnętrzne źródło prądowe, wewnętrzna rezystancja, podłączona rezystancja Rx omomierz elektroniczny do dużych rezystancji omomierz elektroniczny do bardzo małych rezystancji 4

5 Pomiar metodą zerową (pomiar bezpośredni) Pomiar metodą porównawczą (pomiar bezpośredni, zerowa podstawieniowa) Zagadnienia kontrolne: Czynniki wpływające na dokładnosć i zakres pomiaru prądu stałego Czynniki wpływające na dokładność pomiaru napięcia stałego Podstawowe metody pomiaru napięcia stałego Zasady pomiarów bezpośrednich i pośrednich mocy przy prądach stałych Podstawowe metody pomiaru rezystancji miernikami analogowymi i cyfrowymi Written on Mac OS X in iwork Pages. Mac way, bitch! 5