- •Рецензенты:
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Основныепонятияи определения измерительной техники
- •Основные понятия и определения метрологии
- •Единицы физических величин
- •Классификация и методы измерений
- •Классификация средств измерений
- •Метрологические характеристики средств измерений
- •Классификация погрешностей
- •Модели измерительного процесса
- •Систематические погрешности
- •Случайные погрешности
- •Обработка результатов измерений
- •Суммирование погрешностей
- •Формы записи результатов измерений
- •Глава 2. Технические средства измерений электрических величин
- •Электромеханические измерительные приборы
- •Электромагнитные измерительные приборы
- •Электродинамические измерительные приборы
- •Ферродинамические измерительные приборы
- •Электростатические измерительные приборы
- •Индукционные измерительные приборы
- •Электромеханические приборы с преобразователями
- •Измерительные трансформаторы тока и напряжения
- •Измерительные трансформаторы переменного тока
- •Измерительные трансформаторы напряжения
- •Основными параметрами трансформатора напряжения
- •Электронные измерительные приборы
- •Электронные вольтметры постоянного тока
- •Электронные вольтметры переменного тока
- •Электронный вольтметр среднего значения
- •Амплитудный электронный вольтметр (диодно- конденсаторный)
- •Электронный вольтметр действующего значения.
- •Электронный омметр
- •Цифровые измерительные приборы
- •Измерительные мосты и компенсаторы
- •Компенсаторы постоянного тока
- •Компенсаторы переменного тока
- •Автоматические компенсаторы постоянного тока
- •Мосты переменного тока
- •Глава 3. Общие сведения об измерении неэлектрических величин
- •Схемы включения преобразователей в мостовые схемы
- •Динамические свойства преобразователей
- •Классификация измерительных преобразователей
- •Глава 4. Параметрические преобразователи
- •Фотоэлектрические преобразователи
- •Емкостные преобразователи
- •Тепловые преобразователи
- •Погрешности термоанемометра
- •Погрешности газоанализатора.
- •Ионизационные преобразователи
- •Реостатные преобразователи
- •Тензорезистивные преобразователи
- •Индуктивные преобразователи
- •Магнитоупругие преобразователи
- •Погрешности магнитоупругих преобразователей
- •Применение магнитоупругих преобразователей
- •Генераторные преобразователи
- •Гальванические преобразователи
- •Глава 5. Классификация ацп, методыпреобразования и построения ацп
- •Аналого-цифровое преобразование сигналов
- •Классификация ацп
- •Классификация ацп по методам преобразования
- •Метод последовательного счета
- •Метод поразрядного уравновешивания
- •Метод одновременного считывания
- •Построение ацп
- •Сравнительные характеристики ацп различной архитек- туры
- •Параметры ацп и режимы их работы
- •Максимальная потребляемая или рассеиваемая мощность
- •Глава 6. Измерительные информационные системы
- •Стадии проектирования иис:
- •Роль информационных процессов
- •Виды и структуры измерительных информационных систем
- •Основные компоненты измерительных информационных систем
- •Математические модели и алгоритмы измерений для измерительных информационных систем
- •Нет Корректировка алгоритма измерения Измерение
- •Разновидности измерительных информационных систем
- •Многоточечные (последовательно-параллельного дей- ствия) ис
- •Аппроксимирующие измерительные системы (аис).
- •Телеизмерительные системы
- •Системы автоматического контроля
- •Системы технической диагностики
- •Системы распознавания образов
- •Особенности проектирования измерительных информационных систем
- •Интерфейсы информационно-измерительных систем
- •Заключение
- •Список литературы
- •Основные и производные единицы Основные единицы измерения
- •Приборы для измерения электрической мощности и количества электричества
- •Приборы для измерения электрического сопротивления, емкости, индуктивности и взаимной индуктивности
- •И угла сдвига фаз
- •Прочие электроизмерительные приборы
- •Электронные измерительные приборы и устройства
- •Средства измерений и автоматизации
- •ГосТы, осТы и нормативные документы иис
Электронный вольтметр действующего значения.
В схеме такого ЭВ выпрямитель состоит из полупроводнико- вых диодов, использующих квадратичный участок вольт- амперной характеристики. Для увеличения протяженности этого участка используются преобразователи на диодных цепочках Ос-
новное достоинство этих преобразователей заключается в незави- симости показаний на выходе от формы кривой измеряемого напряжения. Для расширения пределов измерения ЭВ на пере- менном токе используются емкостные делители напряжения.
Д о с т о и н с т в а : высокая чувствительность (за счет усили- тельных свойств); малое потребление энергии; диапазон измере- ний по частоте от 20 Гц до 50 МГц, по напряжению от 1 мВ до 1000 В, классы точности – 2,5; 4,0; 10,0; 15,0.
Н е д о с т а т к и : высокая стоимость; ограниченная точность: необходимость переградуировки при замене элементной базы.
Электронный омметр
Он представляет собой электронный вольтметр постоянного тока, имеющий измерительную схему, преобразующую измеряе- мое сопротивление в пропорциональное ему постоянное напря- жение. Шкалу такого вольтметра градуируют в единицах измеря- емого сопротивления и применяют его в качестве омметра. Рас- ширение пределов измерения осуществляется с помощью образ- цовых резисторов.
Т е х н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и : большое входное со- противление; диапазон измерения от 10 Ом до 1000 МОм; по- грешность измерения 2..4%; возможно измерение очень больших сопротивлений (тераомметры) с погрешностью до 10%.
Цифровые измерительные приборы
Цифровые измерительные приборы (ЦИП) – многопредель- ные, универсальные приборы, предназначенные для измерения различных электрических величин: переменного и постоянного тока и напряжения, емкости, индуктивности, временных пара- метров сигнала (частоты, периода, длительности импульсов) и регистрации формы сигнала, его спектра и т.д.
В цифровых измерительных приборах осуществляется авто- матическое преобразование входной измеряемой аналоговой (не- прерывной) величины в соответствующую дискретную величину с последующим представлением результата измерения в цифро- вой форме.
По принципу действия и конструктивному исполнению циф- ровые приборы подразделяются на электромеханические и элек- тронные. Электромеханические приборы имеют высокую точ- ность, но малуюскоростьизмерений
В электронных приборах используется современная база элек- троники. Несмотря на схемные и конструктивные особенности принцип построения цифровых приборов одинаков.
Измеряемая величина Х поступает на входное устройство прибора, где происходит масштабное преобразование. С входно- го устройства сигнал поступает на аналого-цифровой преобразо- ватель (АЦП), где аналоговый сигнал преобразуется в соответ- ствующий код который отображается в виде числового значения на цифровом отсчетном устройстве (ЦОУ). Для получения всех управляющих сигналов в цифровом приборе предусмотрено устройство управления (УУ).
Входное устройство цифрового прибора устроено аналогично электронному прибору, а в некоторых конструкциях на его входе используется фильтр дляисключения помех.
В зависимости от принципа аналого-цифрового преобразова- ния (АЦП) цифровые измерительные приборы подразделяются на устройства прямого преобразования и компенсационные (с урав- новешивающим преобразованием).
Основными элементами цифровыхизмерительныхприборов являются триггеры, дешифраторы и знаковые индикаторы. Не- сколько знаковых индикаторов образуют цифровое отсчетное устройство.
К наиболее важным характеристикам ЦИП относятся: разре- шающая способность,входноесопротивление, быстродействие, точность измерений, помехозащищенность.
Разрешающая способность ЦИП определяется изменением цифрового отсчета, приходящегося на единицу младшего разря- да.
Входное сопротивление ЦИП характеризует мощность, по- требляемую им от объекта измерения.
Быстродействие ЦИП оценивается числом измерений в се- кунду. Точность измерений ЦИП отражает близость их результа- тов к истинному значению измеряемой величины. Класс точно- сти ЦИП определяется пределом допускаемой относительной по- грешности:
Xk
ОТН c dX
1,
где с и d – постоянные числа, характеризующие класс точности ЦИП соответственно в конце и в начале диапазона; Хк – конечное значение диапазона. Класс точности обозначается в виде дроби c/d например класс 0,02/0,01.
Помехоустойчивость ЦИП характеризует степень подавления помех на его входе. Количественно помехоустойчивость ЦИП характеризуется коэффициентом подавления помех:
ПОМ
,
U0
где ЕПOM – амплитудное значение помехи на входе прибора; U0 – эквивалентное входное постоянное напряжение, вызывающее такое же изменение показаний прибора, что иЕПOM.
Д о с т о и н с т в а : высокая чувствительность (по напряжению постоянного тока 1 нВ, по напряжению переменного тока 1 мкВ. постоянному току 1 нА, по переменному1 току 5 мкА, по сопро-
тивлению постоянному току 10 мкОм, по частоте от долей Гц). Высокая точность измерения (ЦИП подразделяются на восемь классов точности: 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0). Удоб- ство иобъективностьотсчета и регистрации; возможность ди- станционной передачи результата измерения в виде кодовых сиг- налов без потери точности; возможность сочетания ЦИП с вы- числительными машинами и высокая помехозащищенность;
Н е д о с т а т к и : сложность устройств и, следовательно, высо- кая их стоимость и невысокая надежность.
П е р с п е к т и в ы развития ЦИП: достигнутый уровень мет- рологических характеристик в целом удовлетворяет требованиям практики и приближается к характеристикам соответствующих эталонов, поэтому основные усилия разработчиков направлены на повышение надежности ЦИП и создание ЦИП с расширенны- ми функциональными возможностями, обеспечивающими потре- бителю максимум эксплуатационных удобств, что, естественно, связано с широким применением микроэлектроники и микропро- цессорной техники.
Применение микропроцессорных систем в измерительной технике способствует повышению точности приборов, расшире- нию их возможностей, упрощает управление процессом измере- ний, автоматизирует калибровку и поверку приборов, позволяет выполнять вычислительные операции и создавать полностью ав- томатизированные приборы с улучшенными метрологическими характеристиками.