Итоговая государственная аттестация

ИТОГОВАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АТТЕСТАЦИЯ

140613 Техническое обслуживание и эксплуатация электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

по учебной работе

___________ Т.А.Федулина

«___»_____________2010г.

ПЕРЕЧЕНЬ

вопросов к экзамену по учебной дисциплине

«Измерительная техника»

1. Технические характеристики и схемы включения амперметров.

Амперме́тр— прибор для измерения силы тока в амперах

По конструкции амперметры делятся:

со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;

со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;

с цифровым индикатором.

Приборы с цифровым индикатором

В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момента стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента пружины.

В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.

В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно.Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано - чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000В) - в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока - магнитные усилители.

2. Технические характеристики и схемы включения вольтметров.

(от вольт и...метр) - прибор для измерения эдс или напряжения в электрич. цепях пост. и перем. тока; включается в цепь параллельно нагрузке или источнику электрич. энергии. Шкала В. градуируется в мкВ, мВ, В или кВ.

. Различают В. аналоговые (со стрелочным или световым указателем) и цифровые (см. Цифровой измерительный прибор). В цепях пост. тока применяются магнито-электрич. В.; в цепях переменного - электромагнитные (гл. обр. как стационарные на распределит. щитах электростанций, пром. предприятий), а также выпрямит., термоэлектрич. и электронные В. (гл. обр. в качестве лабораторных приборов). Выпрямит. В. служат для измерений в диапазоне низких частот, термоэлектрич. и электронные - на высоких частотах.

Классификация

По принципу действия вольтметры разделяются на:

электромеханические — магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;

электронные — аналоговые и цифровые

По назначению:

постоянного тока;

переменного тока;

импульсные;

фазочувствительные;

селективные;

универсальные

По конструкции и способу применения:

щитовые;

переносные;

стационарные

Схема включения вольтметра V: а - параллельно нагрузке 1: 6 - через трансформатор напряжения 2

3. Поверка электроизмерительных приборов.

Проверка нужно для подтверждения того, что полученные в процессе испытаний и измерений данные являются верными. Подтверждением того, что показания электроизмерительного прибора верны, является выданное свидетельство о поверке испытательного оборудования и средств измерения

4. Система калибровки средств измерения в отрасли.

КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ - совокупность операций, которые служат для установления при определенных условиях соотношения между показаниями измерительных приборов или измерительных систем или значениями величин, воспроизводимых материальной мерой или стандартным образцом, и соответствующими значениями величин, воспроизводимых эталоном...

Статья 23. Калибровка средств измерений

1. Средства измерений, не подлежащие обязательной поверке, калибруются при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при эксплуатации, прокате и продаже в порядке, устанавливаемом владельцем или потребителем этих средств.

Калибровка средств измерений производится метрологическими службами юридических лиц с использованием эталонов, соподчиненных государственным эталонам единиц величин.

Результаты калибровки средств измерений удостоверяются калибровочным знаком, наносимым на средства измерений, или свидетельством (сертификатом) о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах.

2. На основе договоров, заключаемых с органами Государственной метрологической службы или государственными научными метрологическими центрами, заинтересованные метрологические службы юридических лиц могут быть аккредитованы на право проведения калибровочных работ.

В этих случаях аккредитованным метрологическим службам юридических лиц предоставляется право выдавать свидетельства (сертификаты) о калибровке от имени органов и организаций, которые их аккредитовали...

5. Основные технические характеристики ГНЧ и сфера применения.

Данный генератор уже на протяжении многих лет используется для проверки и настройки различной бытовой аппаратуры. Генератор вырабатывает переменное напряжение симметричной прямоугольной, треугольной и синусоидальной форм и предназначен для проверки и настройки различной низкочастотной аппаратуры.

Устройство состоит из генератора напряжения треугольной формы, выполненного на микросхемах DA1...DA3, преобразователя этого напряжения в синусоидальное на транзисторах VT1, VT2, каскада, компенсирующего вносимое преобразователем ослабление сигнала на микросхеме DA4, и оконечного усилителя на микросхеме DA5. Генератор напряжения треугольной формы состоит из компаратора на операционном усилителе (ОУ) DA1, интегратора на ОУ DA2 и усилительного каскада на ОУ DA3. Напряжение такой формы получается в результате заряда-разряда конденсаторов СЗ...С6 неизменным током, определяемым напряжением в точке "а" и сопротивлением резистора R4 или R5 (в зависимости от положения переключателя SA1).

Основные технические характеристики:

Частота генерируемых колебаний

(регулируется ступенями и плавно), Гц............ 0,1...10000

Выходное напряжение, В............................ 1...10

Коэффициент гармоник синусоидального

напряжения на частотах ниже 5 кГц, не более, %... 1,5

Для питания генератора необходим двухполярный источник, обеспечивающий при напряжении ±12 В ток не менее 25 мА. При монтаже между выводами питания усилителей Al, A5 и общим проводом необходимо включить керамические конденсаторы емкостью 0,1—0,5 мкФ.

6. Основные технические характеристики ГСЧ и сфера применения.

Аппаратный генератор случайных чисел — устройство, которое генерирует последовательности случайных чисел на основе измеряемых параметров протекающего физического процесса. Работа таких устройств часто основана на процессах уровня элементарных частиц, таких как тепловой шум, фотоэлектрический эффект, другие квантовые явления. Эти процессы, в теории, абсолютно непредсказуемы. Аппаратные генераторы случайных чисел, основанные на квантовых процессах, обычно состоят из специального усилителя и преобразователя. Усилитель усиливает очень слабые сигналы, получаемые в результате проходящих физических явлений, до приемлемых размеров, которые преобразуются преобразователем к цифровому виду.

Аппаратные генераторы случайных чисел относительно медленны и могут производить смещенные последовательности (когда определенная последовательность чисел повторяется чаще). Использование подобных генераторов зависит от потребностей конкретной предметной области и от устройства самого генератора.

Применение аппаратных генераторов случайных чисел

Рассмотрим конкретный пример применения таких генераторов в случае потребности в управлении ракетой. Предположим что нужно реализовать алгоритм непредсказуемого ее движения. В этом случае установив в системе упраления курсом 2 генератора случайных чисел, привяжем величину отклонения курса ракеты влево к первому из них, а вправо - ко второму. Понятно, что на достаточно большом промежутке времени суммы величин случайных чисел, полученных с обоих генераторов, будут довольно точно равны между собой, что означает выход ракеты на цель с достаточной точностью (особенно если частота дискретизации будет большой а шаг отклонения - выбран достаточно малым). В то же время сама траектория полета её не будет прямой, а представлять собой непредсказуемую никакими математическими методами ломаную линию.

7. Основные технические характеристики ГВЧ и сфера применения.

Высокочастотные генераторы предназначены для получения электрических колебаний в диапазоне частот от десятков кГц до десятков и даже сотен МГц. Такие генераторы, как правило, выполняют с использованием LC-колебательных контуров или кварцевых резонаторов, являющихся частотозадающими элементами.

Такие генераторы широко используют для настройки различных радиоэлектронных схем

Во многих схемах генераторов выходной сигнал может сниматься непосредственно с колебательного контура через конденсатор небольшой емкости или через согласующую катушку индуктивной связи, а также с неза- земленных по переменному току электродов активного элемента (транзистора). При этом следует учитывать, что дополнительная нагрузка колебательного контура меняет его характеристики и рабочую частоту. Иногда это свойство используют «во благо» — для целей измерения различных физико-химических величин, контроля технологических параметров.

Генераторы, выполненные на полевых транзисторах обладают лучшими характеристиками.

Основные нормируемые характеристики:

1. Диапазон воспроизводимых частот;

2. Точность установки частоты и ее нестабильность;

3. Диапазон установки выходных уровней (напряжения или мощности);

4. Точность установки выходного уровня, погрешность аттенюатора;

5. В зависимости от вида генератора могут быть дополнительные параметры -- характеристики модуляции, временные характеристики импульсов и т.д.

8. Приборы и методы измерения напряжения.

Видовые наименования

Нановольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мкВ)

Микровольтметр — вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мВ)

Милливольтметр — вольтметр для измерения малых напряжений (единицы — сотни милливольт)

Киловольтметр — вольтметр для измерения больших напряжений (более 1 кВ)

Векторметр — фазочувствительный вольтметр

Диодно-компенсационные вольтметры переменного тока [править]

Принцип действия диодно-компенсационных вольтметров состоит в сравнении с помощью вакуумного диода пикового значения измеряемого напряжения с эталонным напряжением постоянного тока с внутреннего регулируемого источника вольтметра. Преимущество такого метода состоит в очень широком рабочем диапазоне частот (от единиц герц до сотен мегагерц), с весьма хорошей точностью измерения, недостатком является высокая критичность к отклонению формы сигнала от синусоиды.

Селективные вольтметры [править]

Селективный вольтметр способен выделять отдельные гармонические составляющие сигнала сложной формы и определять среднеквадратичное значение их напряжения. По устройству и принципу действия этот вольтметр аналогичен супергетеродинному радиоприёмнику без системы АРУ, в качестве низкочастотных цепей которого используется электронный вольтметр постоянного тока. В комплекте с измерительными антеннами селективный вольтметр можно применять как измерительный приёмник.

Другие средства измерения напряжений и ЭДС

Для измерения абсолютного значения:

Потенциометр — точные измерения компенсационным методом

Мультиметр (тестер) — комбинированный прибор для измерения напряжения, силы тока и сопротивления

Осциллограф — измерение мгновенных значений напряжения сигнала, изменяющегося во времени

Электрометр — прибор, служащий для измерения электрического потенциала

Для измерения относительного значения:

Измерители отношений напряжений

Измерители нестабильности напряжений

Преобразователи:

Электронные преобразователи напряжений

измерительные трансформаторы напряжения

Меры:

Нормальный элемент — однозначная мера

Калибраторы напряжения — многозначные мер

9. Приборы и методы измерения тока.

Магнитоэлектрические миллиамперметры и амперметры

10. Приборы и методы измерения мощности энергии.

Для измерения мощности в цепях постоянного и однофазного переменного тока применяют приборы, называемые ваттметрами, для которых используют электродинамические и ферродинамические измерительные механизмы.

.1 Электродинамические ваттметры

Электродинамические ваттметры выпускают в виде переносных приборов высоких классов точности (0,1-0,5) и используют для точных измерений мощности постоянного и переменного тока на промышленной и повышенной частоте (до 5000 Гц).

Ферродинамические ваттметры чаще всего встречаются в виде щитовых приборов относительно низкого класса точности (1,5-2,5). Применяют такие ваттметры главным образом на переменном токе промышленной частоты. На постоянном токе они имеют значительную погрешность, обусловленную гистерезисом сердечников.

Для измерения мощности на высоких частотах применяют термоэлектрические и электронные ваттметры, представляющие собой магнитоэлектрический измерительный механизм, снабженный преобразователем активной мощности в постоянный ток. В преобразователе мощности осуществляется операция умножения ui = р и получение сигнала на выходе, зависящего от произведения ui, т. е. от мощности.

11. Назначение универсальных и специальных электроизмерительных приборов.

12. Назначение осциллографов.

13. Влияние измерительных приборов на точность измерения.

14. Назначение и схемы включения приборов для измерения сопротивления.

15. Общие требования к установке стационарных электроизмерительных приборов.

16. Единицы электромагнитных величин.

17. Виды погрешностей.

18. Определение приборной погрешности на основании класса точности прибора.

19. Фазировка измерительных трансформаторов.

20. Назначение и технические характеристики измерительных трансформаторов тока и напряжения.

21. Понятие «Метрология» и «Метрологическое обеспечение производства».

ПЕРЕЧЕНЬ

Типовых задач по учебной дисциплине

«Измерительная техника»

ЗАДАЧА №1

1. Шкала амперметра с пределом измерения 1А разбита на 100 делений. Определить цену деления и ток в цепи, если показания амперметра 55делений.

ЗАДАЧА №2

2. По данным, приведённым в табл., определить неизвестные параметры электроизмерительных приборов, отмеченные знаком вопроса.

Вариант	Наименование прибора	Число делений	Верхний предел	Цена деления	Значение измеряемой величины	Показания прибора, дел.
1.	Вольтметр		?	0.1 в/дел	?

ЗАДАЧА №3

3. По данным, приведённым в табл., определить неизвестные параметры электроизмерительных приборов, отмеченные знаком вопроса.

Вариант	Наименование прибора	Число делений	Верхний предел	Цена деления	Значение измеряемой величины	Показания прибора, дел.
1.	Амперметр		1А	?	?

ЗАДАЧА №4

4. По данным, приведённым в табл., определить неизвестные параметры электроизмерительных приборов, отмеченные знаком вопроса.

Вариант	Наименование прибора	Число делений	Верхний предел	Цена деления	Значение измеряемой величины	Показания прибора, дел.
1.	Микроамперметр		?	0.001 мкА/дел	?	50; 75

ЗАДАЧА №5

5. По данным, приведённым в табл., определить неизвестные параметры электроизмерительных приборов, отмеченные знаком вопроса.

Вариант	Наименование прибора	Число делений	Верхний предел	Цена деления	Значение измеряемой величины	Показания прибора, дел.
1.	Вольтметр		3В	?	?	65; 95

ЗАДАЧА №6

6. По данным, приведённым в табл., определить неизвестные параметры электроизмерительных приборов, отмеченные знаком вопроса.

Вариант	Наименование прибора	Число делений	Верхний предел	Цена деления	Значение измеряемой величины	Показания прибора, дел.
1.	Ваттметр		150В 5А	?	?

ЗАДАЧА №7

7. Показания амперметра I₁=20A, его верхний предел I_н=50А. показания образцового прибора, включенного последовательно, I=20.5А. Определить относительную и приведённую относительную погрешности амперметра.

ЗАДАЧА №8

8. Амперметр с верхним пределом 5А включен в цепь через трансформатор тока 150/5, имеет шкалу 100 дел. Определить цену деления и величину первичного и вторичного тока если прибор показывает 32 дел..

ЗАДАЧА №9

9. Многопредельный Вольтметр на пределе с шкалой 150В показывает102 дел. Определить сколько делений будет показывать прибор если переключить предел шкалы на: - 75В

- 300В

Преподаватель Смольянинов С.Н.

Рассмотрено на заседании ЦМК спец.140613

Протокол №______ от _____________2010 г.

Председатель____________Г.Н. Вишневская

Дата добавления: 2015-08-29