Основные понятия и определения метрологии(1 билет)

Основные понятия и определения метрологии (1 билет)

Метрология -это наука об измерениях и способах достижения требуемой точности.

Имеет 3 направления:

-теоретическая;

-законодательная;

-практическая.

Технические измерения определяют класс измерений, выполняемых в производственных и эксплуатационных условиях, когда точность измерения определяется непосредственно средствами измерения.

Под измерением понимают познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем физического эксперимента данной физической величины с известной физической величиной, принятой за единицу измерения.

Цели и задачи метрологии (2 билет)

Создание общей теории измерений;

образование единиц физических величин и систем единиц;

разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (так называемая «законодательная метрология»);

создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант.

Также метрология изучает развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспективе.

Цели и задачи стандартизации (3 билет)

Цель стандартизации — достижение оптимальной степени упорядочения в той или иной области посредством широкого и многократного использования установленных положений, требований, норм для решения реально существующих, планируемых или потенциальных задач.

Основными результатами деятельности по стандартизации должны быть повышение степени соответствия продукта (услуги), процессов их функциональному назначению, устранение технических барьеров в международном товарообмене, содействие научно-техническому прогрессу и сотрудничеству в различных областях.

Измерения,виды и методы измерений (4 билет)

Измерение - это процесс нахождения физической величины с помощью специальных технических средств.

Виды измерений- прямое,косвенное,равноточное,неравноточное,совокупное.

Методы измерения:

-метод непосредственной оценки

-метод сравнения

-противоставления

-дифференциальный метод

-нулевой метод

-метод замещения

-метод совпадений.

Меры и измерительные приборы (5 билет)

Мерой называется средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Примерами мер являются аттенюаторы - меры затухания, магазины сопротивлений - меры сопротивления, измерительные генераторы — меры напряжения (мощности) и частоты сигналов и т.д. К мерам относятся также образцы и образцовые вещества.

Измери́тельный прибо́р — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

Виды и причины погрешностей (6 билет)

Статистическая погрешность -погрешность при измерении постоянной во времени величины.

Динамическая погрешность -разность между погрешностью в динамическом режиме и статистической погрешностью,соответствующей значению измеряемой величины в данный момент времени.

Основная погрешность -погрешность средств измерений,используемых в нормальных условиях.

Дополнительная погрешность -погрешность средств измерений,возникшую в результате отклонения значения одной из влияющих величин от нормального значения.

Причины: 1)Методика выполнения измерений.

2)Погрешность средств измерений.

3)Человеческий фактор.

4)Погрешность обусловленная влиянием условий измерений.

Погрешности измерений (7 билет)

Погрешность измерений -это качество, отражающее близость результатов близость результатов к их истинному значению. Бывают: систематические, случайные и грубые.

Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, не наглядностью прибора.

Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.

Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

Погрешности приборов (8 билет)

Для электроизмерительных стрелочных приборов принято указывать класс точности, записываемый в виде числа, например, 0,05 или 4,0. Это число дает максимально возможную погрешность прибора, выраженную в процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне работы прибора. Так, для вольтметра, работающего в диапазоне измерений 0 – 30 В, класс точности 1,0 определяет, что указанная погрешность при положении стрелки в любом месте шкалы не превышает 0,3 В. Соответственно, среднее квадратичное отклонение s приб составляет 0,1 В.

Класс точности электроизмерительных приборов

Стрелочные электроизмерительные приборы по допустимым значениям погрешностям делятся на классы точности, которые обозначены на шкалах приборов числами 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Класс точности g пр прибора показывает, сколько процентов составляет абсолютная погрешность от всей шкалы прибора.

g пр = (D иА/Амакс)*100%.

Например абсолютная инструментальная погрешность прибора класса 2,5 составляет 2,5% от его шкалы.

Если известен класс точности прибора и его шкала, то можно определить абсолютную инструментальную погрешность измерения

D иА=(g пр * Амакс)/100.

Для повышения точности измерения стрелочным электроизмерительным прибором надо выбирать прибор с такой шкалой, чтобы в процессе измерения располагались во второй половине шкалы прибора.

Классификация измерительных приборов (9 билет)

Классификация средств контроля и измерения может производиться по нескольким признакам: по виду измеряемых величин, способу получения данных, виду показаний, назначению в метрологии, месту расположения.

По роду измеряемых величин измерительные приборы делятся на:

- Приборы для измерения характеристик электрического тока (амперметр, вольтметр, мультиметр)

- Приборы, измеряющие давление;

- Приборы, измеряющие температуру;

- Приборы для измерения расхода, количества, состава, уровня, состояния вещества

По способу получения данных приборы измерения делятся на:

- Показывающие - демонстрируют значение измерения величины в данный момент времени (тестер, частотомер);

- Регистрирующие - предназначены для автоматической записи измеряемой величины за время работы прибора;

- Сигнализирующие - снабжены световой или звуковой сигнализацией, срабатывающей в случае достижения измеряемой величиной заданного значения (тестер определения напряжения);

- Регулирующие - предназначены для автоматического поддержания конкретного значения измеряемой величины;

- Измерительные автоматы - это устройства, которые по результатам проведенных измерений выполняют некоторую последовательность действий, согласно заложенной программе.

По виду показаний различают аналоговые приборы и цифровые приборы. В аналоговых значение измерения определяется с помощью стрелки и шкалы с делениями, а в цифровых измеренное значение демонстрируется на дисплее в виде конкретного числа. Причем для измерений одной величины могут использоваться приборы как цифровые, так и аналоговые (осциллограф цифровой и осциллограф аналоговый).

По расположению измерительные приборы разделяют на местные (закрепляются на самом объекте измерений или рядом с ним) и дистанционные (передают измеряемые параметры на расстояние).

По назначению в метрологии средства измерения подразделяют на: рабочие (применяются для конкретных практических целей измерений), образцовые (предназначены для поверки рабочих) и эталонные (их назначение - воспроизведение единиц измерения с максимально возможной точностью).

Измерительные механизмы приборов. Основные части. Их назначение. (10 билет)

Назначение. Электроизмерительные приборы служат для контроля режима работы электрических установок, их испытания и учёта расходуемой электрической энергии. В зависимости от назначения электроизмерительные приборы подразделяют на амперметры (измерители тока), вольтметры (измерители напряжения ), ваттметры (измерители мощности ), омметры (измерители сопротивления), частотомеры (измерители частоты переменного тока), счетчики электрической энергии и др. Различают две категории электроизмерительных приборов: рабочие — для контроля режима работы электрических установок в производственных условиях и образцовые — для градуировки и периодической проверки рабочих приборов.

Части: У множества электроизмерительных приборов есть общие по названию части. Такие как шкала, ограничители, указательная стрелка, корпус, зажимы, винт корректора.

Переключатель пределов измерения и арретир у некоторых приборов расположены на корпусе. Его главная часть находится внутри каждого прибора – измерительный механизм. Камерой снабжены отдельные приборы, в которую помещают источник электропитания, пример такого прибора – омметр. Указательная стрелка у интегрирующих приборов отсутствует в отличие от показывающих приборов, пример этому аналоговый электросчетчик, но у них есть счетный механизм. От механических повреждений для защиты измерительного механизма служит корпус. Способы защиты внутреннего устройства в зависимости от внешних воздействий корпуса приборов, помимо обыкновенных, вполне могут быть газо-, водо- и пылезащищенные, герметические и взрывобезопасные. Корпуса приборов производят из алюминия и его сплавов, стали, стекла, пластмассы, древесины.

Зеркальная полоса расположена параллельно отметкам на шкале многих приборов, позволяет уменьшить ошибки при снятии показаний. На одной линии должны находиться глаз, стрелка и её отражение в зеркальной полосе. Для отсчета по шкале значения измеряемой величины нужна указательная стрелка. Стрелку производят из алюминия или же его сплавов. Под действием измерительного механизма, с которым соединена стрелка, она (перемещается) отклоняется.

На шкале, как правило, имеются амортизирующие ограничители, чтобы стрелка при движении не касалась корпуса (и в результате чего не погнулась). Непосредственно перед измерением с помощью винта корректора стрелку устанавливают точно против нулевой отметки шкалы.

Приборы магнитоэлектрической системы. Устройство, принцип действия. (11 билет)

Принцип работы магнитоэлектрической системы измерительного прибора состоит во взаимодействии магнитного поля, которое создаёт постоянный магнит, с током в обмотке подвижной части, представляющая собой беглую рамку с обмоткой. С нитями (растяжками) соединены выводы обмотки, через них обмотка совмещена с внешней электрической цепью. Указательная стрелка укреплена на нити, в дальнейшем она перемещается при повороте рамки, которая с обмоткой находятся в воздушном зазоре между полюсных наконечников и сердечником, изготовленным из стали. Магнитное поле в данном воздушном зазоре однородное за счёт конструкции, а также взаимному расположению магнитной части прибора, состоящего из магнитопровода, постоянного магнита, сердечника и полюсных наконечников. В конечном итоге взаимодействия магнитного поля постоянного магнита с магнитным полем, создаваемым током и идущим по обмотке рамки, на рамку действует пара сил

.

Приборы электромагнитной системы (12 билет)

Электромагнитные приборы и их Устройство. Принцип работы приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого катушкой 1 со стальным сердечником 3, помещенным в поле этой катушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской (рис. 324, а) или круглой (рис. 324,б) катушкой.

В приборах с плоской катушкой сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться, и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2. Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определенный ток.

Приборы индукционной системы. (13 билет)

К приборам индукционной системы относится счетчик (рис. 83), служащий для учета потребления электрической энергии. Основная часть счетчика — магнитная система 1 с двумя обмотками. Одна обмотка включается в цепь последовательно, а другая— параллельно. Переменные токи, протекающие по каждой обмотке, воз­буждают переменные магнитные потоки, которые образуют вращающееся магнитное поле. Эти потоки пронизывают алюминиевый диск 6 счетчика и индуктируют в нем вихревые токи. Воздействие вращающегося магнитного поля, образованного магнитными пото­ками, на вихревые токи приводит диск во вращение. Ось 2 диска через шестерни 3 передает движение счетному механизму 4. Для торможениядиска служит постоянный магнит 5.

Приборы электродинамической системы (14 билет)

Устройство и применение электродинамического прибора. Работа электродинамического прибора основана на взаимодействии двух катушек, обтекаемых электрическим током. Электродинамический измерительный механизм состоит из двух катушек: неподвижной 2 и расположенной внутри нее подвижной 1. Подвижная катушка 1 связана с осью прибора со стрелкой и с двумя спиральными пружинами 4 (или растяжками), которые служат для создания противодействующего момента и подвода тока к подвижной катушке 1. В приборе применяется демпфер 3, аналогичный ранее рассмотренному.

При прохождении по катушкам токов I1 и I2 возникают электродинамические силы F (рис. 326,б), которые стремятся повернуть подвижную катушку относительно неподвижной на некоторый угол.

Измерение токов. (15 билет)

Электроизмерительные приборы, используемые для измерения силы электрического тока, называются амперметрами, миллиамперметрами и микроамперметрами. Они включаются непосредственно в ту электрическую цепь, ток в которой нужно измерить, для чего замкнутая электрическая цепь разрывается и вместо разрыва включается измерительный прибор. Электрическая цепь оказывается замкнутой через измерительный прибор (рис. а).

При этом к общему сопротивлению электрической цепи добавляется сопротивление измерительного прибора и ток, измеренный прибором, будет меньше истинного тока. Ошибка измерения тем меньше, чем меньше сопротивление измерительного прибора. Поэтому микроамперметры, миллиамперметры и амперметры конструируют таким образом, чтобы они имели возможно меньшие внутренние сопротивления.

Измерение напряжений (16 билет)

Измерительный прибор для измерения напряжения — вольтметр — подключается параллельно участку цепи, на котором проводится измерение.
Ламповый вольтметр состоит из выпрямителя на ламповом диоде и магнитоэлектрического прибора. Основные преимущества ламповых вольтметров перед другими измерительными приборами:
1) большое входное сопротивление (10—50 Мом);
2) возможность измерения переменных напряжений с частотой до 100 Мгц.
Измерение напряжения при помощи магнитоэлектрических, электромагнитных, электродинамических и тепловых приборов представляет собой по существу измерение тока, причем через прибор течет только небольшая часть тока, текущего между двумя точками в схеме, а шкала прибора градуируется в вольтах Лишь электростатические и ламповые вольтметры реагируют непосредственно на напряжение и на ток Величина добавочного сопротивления выбирается такой, чтобы на выбранном пределе измерения напряжения стрелка миллиамперметра (микроамперметра) отклонялась на последнее деление шкалы. Поэтому величину добавочного сопротивления можно рассчитать по формуле где R_d — величина добавочного сопротивления; U_i — наибольшее значение измеряемого напряжения; I_p — ток полного отклонения прибора.
При подключении вольтметра к участку цепи он не должен заметно изменять режима схемы. Поэтому входное сопротивление вольтметра должно быть возможно больше по сравнению с участком цепи, на котором производится измерение.

Измерения сопротивлений с помощью омметра (17 билет)

Омметр представляет собой миллиамперметр с магнитоэлектрическим измерительным механизмом и включается последовательно с измеряемым сопротивлением R_x и добавочным резистором R_Д в цепь постоянного тока. При неизменных э. д. с. источника и сопротивления резистора R_Д ток в цепи зависит только от сопротивления R_x. Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Если выходные зажимы прибора замкнуты накоротко, то ток I в цепи максимален и стрелка прибора отклоняется вправо на наибольший угол; на шкале этому соответствует сопротивление, равное нулю. Если цепь прибора разомкнута, то I = 0 и стрелка находится в начале шкалы; этому положению соответствует сопротивление, равное бесконечности.

Питание прибора осуществляется от сухого гальванического элемента, который устанавливается в корпусе прибора. Прибор будет давать правильные показания только в том случае, если источник тока имеет неизменную э. д. с. (такую же, как и при градуировке шкалы прибора). В некоторых омметрах имеются два или несколько пределов измерения, например от 0 до 100 Ом и от 0 до 10 000 Ом. В зависимости от этого резистор с измеряемым сопротивлением R_x подключают к различным зажимам.

Измерение сопротивления методом амперметра и вольтметра (18 билет)

Сопротивление какой-либо электрической установки или участка электрической цепи можно определить с помощью амперметра и вольтметра, пользуясь законом Ома. При включении приборов по схеме рис. 339, а через амперметр проходит не только измеряемый ток I_x, но и ток I_v, протекающий через вольтметр. Поэтому сопротивление

R_x = U / (I – U/R _v ) (110)

где R_v — сопротивление вольтметра.

При включении приборов по схеме рис. 339, б вольтметр будет измерять не только падение напряжения Ux на определенном сопротивлении, но и падение напряжения в обмотке амперметра U_A = IR_А. Поэтому

R_x = U/I – R_А (111)

где R_А — сопротивление амперметра.

В тех случаях, когда сопротивления приборов неизвестны и, следовательно, не могут быть учтены, нужно при измерении малых сопротивлений пользоваться схемой рис. 339,а, а при измерении больших сопротивлений — схемой рис. 339, б. При этом погрешность измерений, определяемая в первой схеме током I_v, а во второй — падением напряжения UА, будет невелика по сравнению с током I_x и напряжением U_x.

Рис. 339. Схемы для измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра

19. Измерение сопротивления с помощью моста. (19 билет)

Принцип основан на уравновешивании сопротивлений. Измерение сопротивления мостом постоянного тока осуществляется следующим образом: к зажимам C и D присоединяется неизвестное сопротивление R_x. К зажимам B и D гальванометр, к A и C источник питания. Затем изменим сопротивление R₁ R₂ и R₃ и добьёмся равновесия моста, которое определяется по нулевому показателю гальванометра.

Измерение электрической энергии. (20 билет)

В качестве вращающего элемента однофазного счетчика используется индукционный измерительный механизм. Принцип действия механизма основан на взаимодействии двух или нескольких переменных магнитных потоков с токами, индуцированным ими в подвижном алюминиевом диске.

Вращающий момент

Ф₁ и Ф₂ – потоки, пересекающий алюминиевый диск.

f- частота изменения потоков Ф₁ и Ф₂

φ – угол фазового сдвига между потоками

1) Для создания вращающего момента необходимо не менее двух переменных потоков или двух составляющих одного потока, имеющих фазовый сдвиг и смещенных в пространстве.

2) Вращающий момент достигает своего максимального значения, когда фазовый сдвиг между потоками Ф₁ и Ф₂ равен 90^О

3) Вращательный момент зависит от частоты изменения потоков Ф₁ и Ф₂

Для создания тормозного момента и обеспечения равномерной угловой скорости диска при каждой данной нагрузке служит постоянный магнит. При пересечении, вращающимся диском потока постоянного магнита Ф_м в диске ЭДС возникают токи I_m, пропорциональные потоку Ф_м и угловой скорости диска ώ

От взаимодействия тока I_m с потоком Ф_м возникает тормозной момент M_T

Подставим значение I_M, получим:

Измерение мощности с помощью ваттметра. (21 билет)

Измерение мощности. В цепях постоянного тока мощность измеряют электро- или ферродинамическим ваттметром. Мощность может быть также подсчитана перемножением значений тока и напряжения, измеренных амперметром и вольтметром.

В цепях однофазного тока измерение мощности может быть осуществлено электродинамическим, ферродинамическим или индукционным ваттметром. Ваттметр 4 (рис. 336) имеет две катушки: токовую 2, которая включается в цепь последовательно, и напряжения 3, которая включается в цепь параллельно.

Ваттметр является прибором, требующим при включении соблюдения правильной полярности, поэтому его генераторные зажимы (зажимы, к которым присоединяют проводники, идущие со стороны источника 1) обозначают звездочками.

Для расширения пределов измерения ваттметров их токовые катушки включают в цепь при помощи шунтов или измерительных трансформаторов тока, а катушки напряжения — через добавочные резисторы или измерительные трансформаторы напряжения.

Датчики. Назначение, устройство, принцип работы. (23 билет)

Датчик — понятие в системах управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура,расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры.

Пример устройства датчика:

Это датчик, работающий на эффекте Холла, суть которого заключается в том, что при при помещении в магнитное поле некоторого проводника с постоянным током, в этом проводнике возникает поперечная разность потенциалов. Также называет холловским напряжением.

Устройство датчика Холла:
1 — постоянный магнит;
2 — лопасть ротора;
3 — магнитопроводы;
4 — пластмассовый корпус;
5 — микросхема;
6 — выводы.

Измерение уровня жидкости (24 билет)

Электрические уровнемеры. Для измерения объема или уровня жидкости в баках и резервуарах применяют различного рода электрические уровнемеры. В качестве примера рассмотрим схему электрического уровнемера с реостатным датчиком (рис. 348,а). В баке с измеряемой жидкостью помещен поплавок 1, положение которого определяется объемом или уровнем жидкости. Изменение положения поплавка вызывает изменение сопротивлений R1 и R2 реостатного датчика 3, включенных в два плеча моста постоян-ного тока, два других плеча которого образованы резисторами сопротивлениями R3 и R4. Изменение сопротивлений R1 и R2 изменяет ток в измерительной диагонали моста, в которую включены катушки логометра 2, служащего указателем. Шкала логометра градуируется в единицах объема, занимаемого жидкостью, или единицах уровня жидкости.

Рис. 348. Принципиальные схемы электрических уровнемера (а) и манометра (б) с реостатными датчиками

Измерение линейных размеров (25 билет)

Измерение температуры (26 билет)

Среди множества методов измерения температуры одним из самых распространенных, особенно в промышленности, является метод измерения с помощью термопары.

Термопара - это датчик температуры, состоящий из двух соединённых между собой разнородных электропроводящих элементов, обычно металлических проводников, реже полупроводников.

В сочетании с электроизмерительными приборами термопара образует термоэлектрический термометр, шкала которого градуируется непосредственно в градусах Кельвина или Цельсия.

Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединенными проводниками имеется контактная разность потенциалов. Если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различной. Помещая спай из металлов с отличными коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т1, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т2, которое будет пропорционально разности температур Т1 и Т2.

Главные преимущества термопар:

- широкий диапазон рабочих температур, это самый высокотемпературный из контактных датчиков.

- спай термопары может быть непосредственно заземлен или приведен в прямой контакт с измеряемым объектом.

- простота изготовления, надежность и прочность конструкции.

Главным недостатком является очень малый уровень выходного сигнала, требующий усиления или применения цифровых преобразователей высокой разрядности для обработки сигнала.

Термопары можно классифицировать по назначению: промышленные, для научно-исследовательских целей, для измерения температуры пищевых продуктов, для медицинских исследований и т.д. Термопары обычно встраиваются в пробники (щупы).

В зависимости от конструкции и назначения различают термопары, погружаемые и поверхностные; с обыкновенной, взрывобезопасной, влагонепроницаемой или иной оболочкой, а также без оболочки; обыкновенные, вибротряскоустойчивые и т.д.

При выборе термопары необходимо учитывать тип термопары, изоляцию и конструкцию пробника, поскольку от этих факторов зависят диапазон измеряемых температур, точность и достоверность измеренных значений.

Комбинированные измерительные приборы. (Билет 27)

КОМБИНИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР(К.э.п) - средство для измерения нескольких разнородных электрических величин (тока, напряжения, сопротивления, ёмкости и др.). К. э. п. состоит из нескольких цепей, преобразующих разнородные электрические величины в одну определённую электрическую величину, воспринимаемую измерит. механизмом или аналого-цифровым преобразователем. Чувствительность цепи для каждой из измеряемых электрических величин регулируется в широких пределах, что позволяет охватывать широкий диапазон значений каждой величины.

Наибольшую группу К. э. п. составляют малогабаритные переносные стрелочные ампервольтомметры средней точности с магнитоэлектрическим измерительным механизмом, предназначенные для измерений силы тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока и активного электрического сопротивления цепей. Выпускаются модификации таких приборов, позволяющие измерять также ёмкость, отношение напряжений, параметры ПП элементов и др. Такие К. э. п. снабжаются защитой от перегрузок и от ошибочного включения. Охватываемые диапазоны значений измеряемых электрич. величин (верх. пределы измерений): на пост. токе 15 мкА — 10 А, 75 мВ — 1500 В; на переменном токе 0,3 мА — 7,5 А, 0,3—1000 В в частотном диапазоне до 20 кГц; сопротивление 10 Ом — 200 МОм. Осн. погрешность от верхнего предела измерений 0,5—2,5%. Промышленностью выпускаются также цифровые К. э. п. данной группы. Цифровые настольные лабораторные К. э. п. обладают повышенной точностью и универсальностью (в зарубежной литературе их называют также мультиметрами). К. э. п. такой группы совмещают измерения напряжения и силы постоянного и переменного тока, сопротивления, ёмкости, индуктивности, частоты, интервала времени, кол-ва импульсов. Основная погрешность от верхерхнего предела диапазона измерений составляет от 0,05 до 1%.

Измерение токов и напряжений с помощью комбинированных приборов.(билет 28)

Ознакомившись общим видом лицевой панели прибора, можно приступить к измерениям электрических параметров любых цепей. Особое внимание необходимо обращать на правильность выбора сектора и предела измерения – невнимание или забывчивость могут привести к поломке прибора. Итак, источник питания установлен в прибор и можно начинать измерения. Общая последовательность действий выглядит следующим образом:

1.Вставляем соединительные провода щупов в соответствующие гнезда;

2.Переключатель выбора режима работы устанавливаем в положение, соответствующее виду измерения и роду тока, т.е. в нужный сектор;

3.В секторе выбираем предел измерения близкий к ожидаемому значению измеряемой величины. Если оно неизвестно – устанавливаем переключатель в положение максимального предела измерения;

4.Подключаем прибор к измеряемому объекту с помощью соединительных проводов щупов;

5.Фиксируем показания прибора;

6.Отключаем прибор от измеряемого объекта;

7.Устанавливаем переключатель выбора режима в положение «OFF», что предотвратит прибор от повреждений при последующих измерениях.

! Вставляем соединительные провода со щупами в два нижних гнезда. Принято, что черный провод вставляется в нижнее гнездо, а красный в верхнее. В этих гнездах они остаются на время измерений всех параметров, за исключением измерения величины постоянного тока более200 мА – в этом случае красный провод вставляется в верхнее гнездо.

Измерение реактивной мощности. (29 билет)

Измерение реактивной мощности осуществляется с помощью специального прибора варметра, также можно определить косвенным методом с помощью ряда приборов вольтметра, амперметра, фазометра.

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электрооборудование изменениями энергии электромагнитного поля в цепях переменного тока:

Q = UIsin φ

Единица измерения реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (вар).. Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери и падение напряжения. В электра установках специального назначения (индукционные печи) реактивная мощность значительно больше активной. Это приводит к увеличению реактивной составляющей тока и вызывает перегрузку источников электроснабжения. Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

Чтобы правильно определить необходимое значение мощности установки компенсации реактивной мощности надо произвести измерения в электросети.

Применение современных электрических измерительных приборов на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии в сети.

Измерение магнитной индукции с помощью тесламетра (30 билет)

При вращении рамки, в постоянном магнитном поле, в ней возникает эдс, и следовательно эл. ток измерив которые, при известной индуктивности, можно узнать силу магнитную индукцию.

Эффект холла. Применение эффекта для измерения магнитной индукции.( 31 билет)

При пропускании постоянного эл. тока через тонкую металлическую пластину находящуюся в МП электроны отклоняются (под воздействием силы Лоренса) и на рёбрах пластины возникает разность потенциалов которую можно измерить вольтметром.

ЕДС Холла -

где j – плотность тока, А/м², n – концентрация электронов, м^-3 а – ширина пластинки, q- заряд, В - индукция магнитного поля.

- коэффициент Холла, м³/Кл.

Дата добавления: 2015-08-29