Лекции по Метрологии (стр. 5 из 6)
rg– манганин
На малые пределы измерения:
 |
r1 – из меди
r2 – из манганина
Кроме изменения сопротивления при изменении температуры среды в выпрямительном приборе действует также изменение КВ (уменьшается при возрастании температуры)
Для вольтметров с большим пределом измерения больше влияет изменение КВ:
Þ
 |
rg, r2 – манганин
r1 – медь
C, L – частотная компенсация.
(хотя полной компенсации найти не удастся)
Достоинства приборов:
1. Высокая чувствительность
2. Малое собственное потребление
3. Возможность работать на повышенных частотах (до 50 КГц)
Недостатки:
1. Относительно не высокая точность
2. Зависимость показаний от формы сигнала.
Электромагнитные приборы.
Принцип: взаимодействие катушки с током и ферромагнитного сердечника.2 типа: с плоской катушкой и с круглой катушкой.
(Большая перегрузочная способность)
Катушка медная. Сердечник – высокая m и узкая петля гистерезиса.
От mзависит вращающий момент, а ширина петли определяет погрешность гистерезиса. В щитовых приборах (электротехническая сталь).
Узкая петля – пермоллой.
При наличии тока в катушке она намагничивается и сердечник втягивается в зазор.
При изменении направления тока сердечник перемагничивается, но втягивается как при + так и при -, т. к. собственное поле (ширина гистерезиса) мало.
Существенный недостаток – сильное влияние внешних магнитных полей.
Для защиты:
1. Экранирование
2. Астазирование
 |
При астазировании используются 2 катушки и 2 сердечника, укреплённых на 1-й оси:
Уменьшает поток первой катушки, но
увеличивает в то же кол-во раз поток
в другой катушке.
Вращающий момент:
Мгновенное значение вращающего момента имеет:
1. постоянную составляющую.
2. Гармоническую составляющую.
Из-за инерции подвижная часть реализует только на среднее значение.
Лекция N 11 (26.04.02)
Квантование по времени и уровню.
Всегда есть дискретизация по времени (квантование)
Цифровой прибор не может выдать мгновенно изменение кода.
 |
КП - кодирующий преобразователь.
ОУ – отсчетное устройство.
Квантование по уровню – замена непрерывно изменяющейся величины дискретными уровнями, ближайшими к значениям непрерывной величины.
Оно определяется конечной ёмкостью отсчётного устройства.
 |
ОУ имеет 3 цифры (max 999)®бесконечное множество измерений величины может быть представлено тысячью значений (уровней квантования). Квантование связано с погрешностью дискретности, не превышающей шага квантования (Dх).
 |
На вертикальной линии и на ближайшей
горизонтальной.
Кодирующий преобразователь производит квантование по уровню и подбирает каждому уровню определённый сигнал. По найденному уровню КП производит кодирование (код) может быть в различной системе исчисления (ответ обязательно в десятичной) хотя работать может в любой (даже в двоичной).
1001®9 1001®9 1001®9
Классификация цифровых приборов.
В зависимости от способа преобразования измеряемой величины в код различают:
1. Цифровые приборы последовательного кода.
2. Сравнения, вычитания.
3. Считывания.
1.
 |
Образование кода – путём сравнения измеряемой неизвестной величины с известной, квантованной по уровню величиной, изменяющейся по ступенчатому закону, причём величина ступени равна шагу квантования.
2.
 |
Образование кода – путём последовательного сравнения измеряемой величины с мерами из набора, образованного по определённым правилам.
3. Образование кода – путём одновременного сравнения измеряемой величины с набором мер, образованных по определённым правилам. (пружинные весы)
По измеряемой величине ЦП делятся на:
Вольтметры, фазометры, частотомеры, омметры, комбинированные. Но нет амперметра из-за высокого сопротивления входа ЦП.
По техническим средствам:
Бесконтактные и контактные.
По точности:
Самый худший 1, лучший 0.005.
Недостаток – сложность, меньшая надёжность, цена.
Погрешности ЦП
Основная погрешность складывается из 3-х составляющих:
1. Погрешность дискретности.
2. Погрешность реализации дискретных уровней (Dp).
3. Погрешность чувствительности (Dr)
1.®методическая погрешность, т. е. используя цифровой отсчёт – сразу попадаем в погрешность дискретности.
2 и 3®инструментальные составляющие погрешности.
Dp- возникает от несоответствия принятых значений уровней квантования и их реальных значений (ОУ показывает номер уровня, независимо от того, чему он соответствует).
Dr- возникает в сравнении измеряемой и компенсирующей величины.
Пример:
Рассмотрим погрешность дискретности ЦП, в котором происходит сравнение Xи Xk с помощью сравнивающего устройства, причём Dp=0, Dr=0, и будем считать, что изменения показаний прибора происходит при равенстве Xи Xk.
При сдвиге:  |
 |
Реально:
Времяимпульсный Цифровой Вольтметр.
СУ- сравнивающее устройство. ГЛИН- генератор линейно-изменяющегося напряжения. ГИСЧ- генератор импульсов стабильной частоты. К- ключ. ПУ- пересчётное устройство (счётчик импульсов с преобразованием кода). ОУ- отсчетное устройство. Т- триггер (устройство с двумя устойчивыми состояниями).
По сигналу «пуск» сбрасывается предыдущее значение в ПУ, запускается ГЛИН и переключается триггер так, что его выходной сигнал открывает ключ К и импульсы ГИСЧ проходят на ПУ.
При достижении напряжения ГЛИН Uk
значения Ux, СУ вырабатывает импульс СТОП
К- коэффициент, характеризующий скорость изменения напряжения Uk (наклон).Число импульсов, прошедших на ПУ
, где T0 – период ГИСЧ.Þ
Погрешности: 1. Dg- зависит от f0 и txmax(чем больше f0, тем меньше Dg и txmax)
2. Dp- зависит от стабильности ГЛИН.
4. Dr- находится в СУ (из-за порога чувствительности СУ).
Проблема быстродействия:
Tmax=2nT0, n- число двоичных разделов.
Лекция №12
Компенсаторы постоянного тока.
Уравновешение измеряемого ЭДС постоянного тока известным напряжением.
Компенсатор:eн – ЭДС эталонного источника- нормальный элемент.
Евсп – вспомогательная ЭДС.
Rвсп – вспомогательный реостат.
П – переключатель.
Г – гальвонометр (индикатор равновесия)
Ен – значение ЭДС его достаточно точно из-
вестно:
Енt=Ен20-0.0004(t-20)-0.000001(t-20)2
Ен20=1.01850
1 этап – установка рабочего тока. П положение 1, изменяя Rвсп, добиваемся 0-го отклонения гальванометра: Ен=Iprн.
2 этап: П положение 2; изменяя положение движка реостата r (т. е. rx) добиваемся 0-го отклонения Г, при этом
Ex=Iprx, т. е. 
 |
Именно этот прибор может измерять ЭДС. В чём отличие? (компенсатор - ЭДС, вольтметр - напряжение) В компенсаторе нет тока при измерении ЭДС, а в вольтметре есть внутреннее сопротивление Þ возникает ток.
Компенсаторы переменного тока.
Принцип: уравновешивание измеряемого ЭДС переменного тока и известного напряжения.