Fejezetek
- Lineáris elektronikus elemek
- Diódák
- Diákmunka
- Elektrotechnikai mérések
- Elektrotechnikai mérések
- 1. fejezet
- 2. fejezet
- 3. fejezet
- 4. fejezet
- 5. fejezet
- 6. fejezet
- 7. fejezet
- 8. fejezet
- 9. fejezet
- 10. fejezet
- 11. fejezet
- 12. fejezet
- 13. fejezet
Ön itt van
Elektrotechnikai mérések
1. Az eszközök felosztása
A mérőeszközök felosztása a tényleges érték megközelítésével történhet a mérés pontosságát befolyásoló több tényező szempontjából. Az elektromos mérés során összehasonlítjuk a mért mennyiséget annak alapegységével. Az eredmény egy numerikus mennyiség. Az elektromos mérés a valós érték megközelítésének folyamata.
Pontossági tényezők: a mérőeszköz pontossága, a módszer pontossága, interferenciák.
Mérési tényezők: mért tárgy, mérőeszköz, kezelő
A mért mennyiségnek a műszeradatokból történő meghatározásának módja szerint a mérőműszerek két alapvető csoportját különböztetjük meg:
Abszolút mérőműszerek:lehetővé teszi a mért mennyiség meghatározását előzetes összehasonlítás nélkül egy másik műszerrel. Különleges és nagyon precíz eszközök. A mért mennyiség lehetővé teszi számunkra, hogy a mérőműszer egyes részeinek súlya alapján meghatározzuk őket, ezek a legpontosabbak és a legdrágábbak.
Másodlagos mérőműszerek: amelynél a mért mennyiséget egy pontosabb mérőeszköz segítségével meghatározott értékkel való összehasonlítással határozzuk meg. Ezek az eszközök magukban foglalják az összes általánosan használt mérőműszert.
A pontossági csoport szerint felismerjük:
Szabványok: a lehető legnagyobb pontossággal dolgoznak.
Alapmérő műszerek: amelyek a legpontosabb eszközként szolgálnak a laboratóriumi mérőeszközök ellenőrzéséhez és a nagyon pontos mérésekhez. Pontossági osztályuk általában 0,1.
Laboratóriumi eszközök: , kellően pontos laboratóriumi mérésekhez használják.
Működtető eszközök: a közös technikai igényekhez, a növények rutinszerű méréseihez.
A mért mennyiség típusa szerint ismerünk mérőeszközöket: ampermérők, voltmérők, wattmérők, galvanométerek, ohmmérők, villanyórák, oszcillátorok, fázismérők, nem elektromos mennyiségek mérésére szolgáló eszközök és mások.
A használt jelenlegi rendszer szerint felismerjük az eszközöket: egyirányú, váltakozó egyfázisú, váltakozó többfázisú.
A mérési módszer és a mért mennyiség adatai szerint felosztjuk:
a) analóg mérőműszerek:amelyek folyamatosan mérik és jelzik a mért mennyiség folyamatos változását.Az analóg mérőeszköz kimeneti mennyisége leggyakrabban a mutatóeszköz kézének elhajlása vagy a fénynyomás elhajlása a képernyőn.
b) Digitális mérőműszerek:amelyek a mért analóg mennyiséget diszkrét és folyamatos változásra változtatják, digitális formában vannak megadva. A digitális mérőeszközök a kimenetükön numerikus adatokat szolgáltatnak a bemenő mért mennyiség bizonyos intervallumát képviselve, amelyet kvantálási lépésnek nevezünk.
1.1 Mérés
A mérés a mért mennyiség kvantitatív paramétereivel kapcsolatos információk megszerzésének folyamata. A mérési folyamat, amelyben a mért tárgy, a mérőműszer és az operátor részt vesz, a mért mennyiség kísérleti összehasonlításából áll, annak egységenként kiválasztott értékének némelyikével, megfelelő technikai eszközök felhasználásával. A modern automatizált mérési folyamatokban az operátor feladata általában csak a mért eredmények és a megfigyelt folyamat menetének időnkénti ellenőrzése, még akkor is, ha vannak olyan természettudományi és technológiai területek, ahol a mért eredmények értékelése ember nélkül nem képzelhető el.
A mérés célja: A technológiai és a természettudományi mérés célja annak kiderítése, hogy a megfigyelt jelenség mely törvények szerint zajlik, ilyen új kvalitatív ismeretek megszerzéséhez más fokú pontosságot kell garantálni. .
Metrológia: Tudomány és a mérési ismeretek összefoglalása. Így a mérési módszerek (mérési módszerek) mellett a metrológia tárgya a mérés során felmerülő hibák, az értékelési módszerek, az eredmények archiválása és bemutatása, a mérési eszközök stb. .
Mérési módszerek:
a) Abszolút:fizikai-definíciós kapcsolatot használnak
b) Összehasonlító:az ismeretlen mennyiség értékét összehasonlítjuk az ismertével.
c) Eltérés:a mennyiséget a mérőműszer elhajlásából határozzuk meg
d) Nulla:az eszköz csak nulla indikátorként szolgál. A mennyiséget a halmazelemek értékeiből határozzuk meg
1.2 Alapfogalmak
Mérési tartomány: az M szimbólumot a mért mennyiség egységeiben adják meg, pl. volt (V), amper (A), milliamper (mA), watt (W) stb. Azt a maximális értéket képviseli, amelyet a mért mennyiség elérhet a mérés során. A műszer borítóin vagy közvetlenül a mérlegen van feltüntetve, egyes műszereknek csak egy, másoknak több tartománya van.
Méret tartomány:D szimbólum, a (d) osztásokban megadva. Jelzi a skálaosztások számát, ill. a skála hossza osztásokban kifejezve.
Mérőállandó: a K szimbólumot a mért mennyiség egységenként adják meg. A mérőműszer állandója kifejezi a mért mennyiség értékét a skála 1 osztásánként. A mérőműszer állandóját a reláció mezője számítja ki:
K = M/D (egység/d; egység, d)
Mérő érzékenység:A C szimbólumot a mért mennyiség egységeire osztva adjuk meg. A mérőműszer érzékenységét a mért mennyiség egységenkénti skálaosztásának száma fejezi ki. A mérőműszer érzékenységét az összefüggési mező alapján kell kiszámítani:
C = 1/K = D/M (d/egység; d, egység)
Eltérés:α szimbólum, osztásokban megadva. Kifejezi az osztások számát, amelyet a mutató (kéz, fény nyom) mutat a mérés során. Az eltérést a lehető legpontosabban le kell olvasni .
Mért érték:általában az XN szimbólum, egy adott méréshez a mért mennyiség (U, I, P stb.) és a mért mennyiség egységének (V, A, W stb.) szimbólumát fogjuk használni. A mért értéket az összefüggés mezőjével kell kiszámítani: XN = K. α (egység; egység/d, d)
Példa egy mérőeszköz skálájának kezdetének elnyomására
ÁBRA. 1.1. Példa egy mérőeszköz skálájának kezdetének elnyomására
2. Mérési hibák és pontosság
Egy mérőeszköz és mérési módszer sem képes pontosan meghatározni a mért mennyiség pontos értékét. Méréssel megpróbáljuk a lehető legpontosabban meghatározni a mért mennyiség nagyságát. A mérés pontosságát közvetve adja meg a hiba nagysága.
Az előfordulás módja szerint a hibákat a következőkre osztjuk:
a) szisztematikus hibák: vannak olyan hibák, amelyek ugyanazon mérés megismétlésekor még mindig azonos nagyságúak.
b) véletlenszerű hibák: ismeretlen mintával fordulnak elő. Amikor az ismételt mérések különböző méretűek, előfordulásuk okát nem ismerjük.
Az ok szerint a hibákat a következőkre osztjuk:
a) a mérési módszer hibái:a mérés pontossága a választott mérési módszertől is függ. Szükséges a módszer kiválasztása annak pontosságával, amellyel mérni akarunk, pl. ha kevesebb pontosság elegendő, használhatunk egyszerűbb és gyorsabb módszert.
b) mérőműszerek hibái:lásd Pontossági osztály.
c) interferencia miatti hibák:a mérés során a mérőműszereket különféle hatások és azok adatai befolyásolhatják, ezek a hatások a következők:
-mechanikai hatások:súrlódás a csapágyakban, munkapozíció, rezgések
-hőfok:minden eszköznek a megengedett hőmérsékleti tartományban kell működnie, mert a hőmérsékletváltozás pl. ellenállás, méretek stb.
-külső elektromágneses mező: olyan erőket és pillanatokat indukál, amelyek adatváltozást okoznak, gyenge öntérrel rendelkező eszközökre hat, field mágneses árnyékolás.
- frekvencia:minden készüléket egy bizonyos frekvenciatartományban történő mérésre terveztek, amelyben a TP garantált, a frekvencia pl. reaktancia, egyes eszközöknél a rendszer nyomatéka közvetlenül függ a frekvenciától.
Mérési hibák: A mért mennyiségek eltérnek a mennyiség tényleges értékeitől. A mérés pontosságát közvetve adja meg a mérési hiba nagysága.
Hibaforrások szerint:
a) szubjektíven: az üzemeltető okozta
b) objektíven: objektív okok okozzák
A készülék korrekciója (korrekciója) és korrekciós görbéje: A korrekció negatív abszolút hiba: O = -∆A = S - N
A mérőeszköz szállítható, ill. ezenkívül mérje meg az úgynevezett korrekciós görbét.
A műszer pontossága: Az eszközök egyik legfontosabb paramétere, kifejezi pontosságát (minőségét). Ez egy szám az előírt pontossági tartományból: 0,05 - 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 1,5 - 2,5 - 5, amely osztályozza a műszer pontosságát.
3. Elektromechanikus mérőműszerek
Az elektromechanikus mérőműszerek analógak, amelyek a mért mennyiséget az indikátor adatává konvertálják. Az eltérés arányos a mért mennyiséggel, és változása folyamatos. A mechanikus pillanat eredetének mágneses ill. elektromos mezők. Az elhajlás létrehozásához szükséges energiát a mért tárgyból nyerik, ami egyrészt előny, mert az eszköznek nincs szüksége további forrásra, másrészt megterheli a mért tárgyat. Egyszerűek és megbízhatóak a kivitelezésben. Hátránya azonban az alacsonyabb pontosság (különösen a skála elején), a lassúság és egyes rendszerekben a keskeny frekvenciasáv és a jelentős belső ellenállás.
3.1. Az áram és a feszültség mérése elektromechanikus eszközökkel:
3.2 Jelek és szimbólumok a mérőműszereken
A mérőműszer összes jellemzőjét fel kell tüntetni a mérlegen a szabványban meghatározott jelölésekkel. Ezek általában a következő adatok: a gyártó jelölése, a mért mennyiség mértékegysége, sorozatszám, a mérés helyes helyzetének jelölése a mérés során, a mérőrendszer jele, az áram típusa, pontossági osztály, vizsgálati feszültség. a mérési tartományok névleges értékei, a tartozékok vagy más különálló alkatrészek jelölése, különféle figyelmeztetések a készülék használatakor stb.