Курс «Измерение электрических и неэлектрических величин» презентация

Курс «измерение электрических и неэлектрических величин» Рекомендуемая литература: 1. Раннев Г.Г. Тарасенко А.П. Методы и средства измерений. 2. В.Д.Кукуш Электрорадиоизмерения. 3. Ф.П. Кушнир Электрорадиоизмерения. 4. Кушнир Ф.П. Савенко В.Г. Электрорадиоизмерения. 5. Карпов Р.Г. Карпов Н.Р. Электрорадиоизмерения.

Измерение электрических величин

Особенности радиоизмерений. Схемы замещения параметров цепей на НЧ и ВЧ

Особенности радиоизмерений. Место подключения СИ в ВЧ - цепях

Особенности радиоизмерений. Режимы работы реактивных параметров на ВЧ

Виды измерений

Совокупные измерения

Методы и средства измерений Классификация методов измерений : Прямые: Метод непосредственной оценки. Методы сравнения с мерой: а) дифференциальный, б)нулевой, в) замещения, г) метод совпадения отметок или сигналов.

Метод сравнения

Устройство, принцип работы, характеристики, аналоговых CИ

Устройство, принцип работы, характеристики, аналоговых средств измерений .

Устройство, уравнение шкалы и характеристики приборов магнитоэлектрической системы

Логометры магнитоэлектрической системы

Устройство, уравнение шкалы и основные характеристики приборов электромагнитной системы

Устройство, уравнение шкалы и основные характеристики приборов электродинамической системы Wэм =

Электродинамический ваттметр Уравнение шкалы

Счётчик активной энергии В последовательном электромагните – ток потребителей энергии . Магнитный поток Фмi в сердечнике пропорционален току I, В параллельном электромагните – ток IU Магнитный поток ФмU в сердечнике пропорционален напряжению U Два магнитных потока в диске создают Мвр = К Фм ФмU i sin   = 90o Мвр = К1IUcos  = К1 P Тормозной момент создаётся потоком ФТ тормозного магнита МТ = К2Iв ФТ Iв –вихревые токи в диске пропорциональны Ев и скорости вращения диска n об/мин Iв = Ев / rd

Устройство, уравнение шкалы, применение приборов индукционной системы Принцип действия

Счётчик эл. энергии

Схема включения счётчика активной энергии

Измерение тока и напряжения аналоговыми приборами

Измерительные преобразователи амперметров и вольтметров

Виды измерительных сигналов.

Виды измерительных сигналов.

Таблица интегральных характеристик сигналов

Структурные схемы вольтметров

Электронные вольтметры переменного напряжения структурные схемы электронных вольтметров вольтметр типа входное устройство - детектор – усилитель - измеритель;

Вольтметры переменного тока (В3)

Активные преобразователи средневыпрямленного значения напряжения

детекторы амплитудных вольтметров.

Амплитудный детектор с закрытым входом

Автокомпенсационные вольтметры

Принцип автокомпенсации Измеряемое напряжение преобразуется компенсирующее Входной импульс через диод заряжает конденсатор С1 до значения Uc1 ~Uпик за счёт малой 3 = Rd C1 ~ имп Переменная составляющая Uс усиливается и через диод заряжает конденсатор С2, которое через резистор R поступает на конденсатор С1 в качестве компенсирующего. При этом уменьшается до нуля переменная составляющая. Напряжение Uc2 - измеряется

Преобразователи переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения (ПСКЗ).

Виды преобразователей СКЗ с квадратичной ФП.

Квадраторы с линейной сегментной (кусочной ) аппроксимацией

Линейный преобразователь СКЗ

С промежуточным преобразованием электрической энергии в тепловую

Цифровые электронные вольтметры

Цифровые электронные вольтметры

Схема двухкомпараторного АЦП.

Цифровые электронные вольтметры

Измерение параметров цепей

Метод амперметра - вольтметра IA=Iv+IR

Метод непосредственного измерения cопротивления

Омметр на основе логометра

Электронные омметры

Мосты постоянного тока

Мосты переменного тока

Измерение ёмкости и угла потерь.

Резонансный метод измерения параметров цепей

Измерение сопротивления изоляции

Измерение сопротивления изоляции кабеля

Схема прохождения токов в земле между двумя электродами

Измерение сопротивлений заземлителей

метод измерения сопротивления заземления с помощью прибора на основе логометра типа МС-07

Метод логометра

Измерение сопротивления заземлений методом трёх электродов

Определение места повреждения изоляции мостовым методом

Определение места повреждения изоляции мостовым методом

Методы измерения частоты Основные соотношения f=C/λ; f=1/T, где f – частота (Гц), С – скорость распространения электромагнитных колебаний в вакууме (С ≈ 2,9976·108 м/c), λ – длина волны, (м) – расстояние между ближайшими точками колебательного процесса, находящимися в одинаковой фазе колебаний, Т – период колебаний,( с) – интервал времени, за который происходит полная смена фазы колебаний в одной точке пространства.

Методы измерения частоты Основные соотношения f=C/λ; f=1/T, где f – частота (Гц), С – скорость распространения электромагнитных колебаний в вакууме (С ≈ 2,9976·108 м/c), λ – длина волны, (м) – расстояние между ближайшими точками колебательного процесса, находящимися в одинаковой фазе колебаний, Т – период колебаний,( с) – интервал времени, за который происходит полная смена фазы колебаний в одной точке пространства.

Измерение частоты

Измерение частоты Классификация, наименование и обозначение, приборов для измерения частоты Ч1 – стандарты частоты и времени, Ч2 - частотомеры резонансные, Ч3 – частотомеры электронносчётные, Ч4 – частотомеры гетеродинные, емкостные, мостовые, Ч5 – синхронизаторы частоты, Ч6 – синтезаторы частоты, Ч7 – приёмники сигналов эталонных частот, Ч9 – преобразователи частоты.

Методы измерения частоты

Методы измерения частоты Методы сравнения Функциональные методы Методы дискретного счёта Генераторные методы Метод сравнения с известной частотой. Метод нулевых (звуковых) биений

Нулевые биения

Гетеродинный метод при m = n = 1 , F = fx – f0 , fx = f0 + F, где F – частота биений

Осциллографический метод

Метод круговой развёртки и яркостной модуляции

Резонансный метод измерения частоты

Генераторные методы

ГЕНЕРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Цифровой метод (метод дискретного счёта)

ЭСЧ в режиме измерения частоты

ЭСЧ в режиме измерения периода

Методы измерения фазовых сдвигов Для двух гармонических сигналов при одинаковой частоте u1 = Um sin(t1+1), u2 = Um sin(t2 +2) 1 = 2 = , приняв 2 = 0, получим t1+ - t2 = ,  = (t1 – t2) = 2/Т∙ (t1 – t2).  = 2 t /Т методы измерения фазовых сдвигов осциллографический, с преобразованием во временной интервал, цифровой компенсационный,

Измерение фазы

Логометрический фазометр

Осциллографический метод Разновидности: Метод эллипса, Метод двухканального осциллографа, Метод круговой развёртки и яркостной модуляции Метод эллипса

Измерение фазы

Метод яркостной модуляции и круговой развёртки

Электронные методы измерения фазовых сдвигов Метод суммы и разности напряжений

Измерение фазы методом сложения импульсов.

Временные диаграммы метода суммы и разности напряжений

Схема суммирования на операционном усилителе

Метод балансного фазового детектора.

Компенсационный метод измерения сдвига фаз

Компенсационный метод.

Фазометры прямого преобразования.

временная диаграмма сигналов

длительность прямоугольных импульсов

измеряется период Т.

Фазометры с измерением за много периодов.

временная диаграмма сигналов

на счётчик поступают пачки импульсов

общее количество импульсов Nц, прошедших на счётчик

Цифровой двухканальный фазометр.

. Измерение временных интервалов с преобразованием в напряжение

метода масштабного преобразования временного интервала

Измерение мощности

Единицы измерения мощности Виды измеряемой мощности Активная

Единицы измерения уровней мощности

Принципы оценки мощности

Активная, реактивная и полная мощностьмощность

Принципы оценки мощности

Принципы оценки мощности

Классификация методов измерения мощности

Классификация методов измерения мощности

Преобразователи с модуляцией сигнала

Гальваномагнитный датчик мощности

Преобразователи мощности Электромеханические

Измерение мощности трёхфазного тока Вид электрической цепи

Измерение мощности трёхфазного тока

Схемы измерения активной мощности

Метод двух ваттметров

Схема включения ваттметра с трансформатором тока

Счётчики эл. энергии

Принцип работы электронного электросчетчика

Терморезистивный метод измерения СВЧ мощности Термистор

Измерение ВЧ мощности

Термисторный мост ваттметра

Мостовые методы измерения мощности

Автобалансный термисторный мост

Термоэлектрический преобразователь

Диодные ваттметры

Измерительные генераторы

Измерительные генераторы Генераторы измерительных сигналов низкой частоты Диапазон частот 20 Гц – 20 кГц и 20 Гц – 200 кГц Структурная схема генератора НЧ

RC - генераторы

Условия генерации

Электронно-лучевой осциллограф

Электронно-лучевой осциллограф Структурная схема

Электронно-лучевой осциллограф Принцип получения изображения

Круговая развёртка

Синхронизация

Безвременное осциллографирование

Измерение неэлектрических величин

Структурная схема ИП

Преобразователи деформации

Физические основы получения информации

Плоские упругие элементы

Манометрические упругие элементы

Проволочные тензорезисторы

Конструкция тензодатчиков

Полупроводниковые тензорезисторы

Измерительные схемы тензопреобразователей

Тепловые преобразователи

Методы измерения температуры

ПЕРВИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ КОНТАКТНЫХ ТЕРМОМЕТРОВ Термометры сопротивления

Термометры сопротивления

Термометры сопротивления

Термисторы

Конструктивное выполнение термисторов

схемы измерения температуры терморезисторами

Автоматические регистрирующие схемы

Термоэлектрическая пирометрия

Измерительные схемы термопар

Оптическая пирометрия

Основные методы измерения температур

Автоматический оптический пирометр

Пирометр спектрального отношения

фотодетектор ФДПК-1Т

Методы измерения расхода

Расходомеры постоянного перепада давления.

Расходомеры переменного перепада давления.

Электромагнитные расходомеры токопроводящей жидкости.

Ультразвуковые расходомеры

Тепловые преобразователи расхода газа

Объёмные счётчики

Измерение расхода тепловой энергии

Измерение уровня раздела сред.

Вторичные преобразователи гидростатических уровнемеров

Вторичные преобразователи гидростатических уровнемеров

Измерение уровня раздела сред. Гидростатические уровнемеры.

Электрофизические уровнемеры

Емкостные преобразователи уровня

Ультразвуковые уровнемеры

Измерение ускорения, вибрации и удара Схема измерения относительной вибрации в назначенной инерциальной системе отсчёта

Вторичные преобразователи акселерометров

Электродинамический датчик виброскорости