1.1Аналоговые и цифровые ип – особенности, принципы работы

Измерительный прибор – техническое средство измерения с нормированными метрологическими характеристиками, имеющее отсчетное устройство.

Аналоговые и цифровые ИП – классификация по выходной информации

Метрологические характеристики ИП - характеристики, которые влияют на результат и погрешность измерений:

пределы измерений

цена деления, чувствительность (дел\В, в ЦИП – наим разряд)

погрешность ИП (точность)

∆=Х_А-А

ЭИП: класс точности Кп=(∆абс/Хпр)*100%

Предел измерения надо выбирать так, чтобы предел измерения оказался в последней трети шкалы

Для ЦифрВольтм: ∆=±[(с+d(Хпр/Х-1)], где с –число-аддитив, а d(Хпр/Х-1)-сод величину-мультикатив

Быстодействие (время установления показаний)

Сопротивление и емкость ИП

Частотный диапазон

Поверка ИП-совокупность операций, выполняемых органами госметрологич службы с целью подтверждения соответствия средств измерений установленным технических требованиям, метрологическим характеристикам. Эталон->Вторичный Эт->Образцовый ИП->Рабочий ИП

1.Цифровые. ЦифрИзмПрибор=Цип-результаты измерений формируются в виде десятичного числа(цифоровая форма)

Достоинства:

нет субъективной погрешности оператора

более высокая точность

могут сопрягаться со средствами ВычТехн

ИнформИзмеритСредства=ИИС-автоматически проводят вычисления, могут вычислять разность измерений. Используют принцип время-импульсного преобразования: X->aTx

Структурная схема ЦИП

Ву может содержать усилитель ДН – делитель напряжения, аттенюатор, детектор

ВС – электронный ключ – пропускает или не пропускает такт имп, вырабатываемые ГТИ, Тx ~NTo – метод дискретного счета, Х= Тх/К=NTo/k

ГТИ-ген такт имп, счетных имп, высвеч рез на цифр индикаторе

Аналоговый измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого или выходной сигнал являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины

2.Аналоговые ИП=стрелочные. Могут быть электроизмерительные (Магнитоэлектрические

Электромагнитные Электродинамические Электростатические Теплоэнергетические)­ и электронные

1.2 Электроизмерительные приборы – определение и принцип работы. Классификация эип: мэ, эм, эл, эс, тэ – особенности в области применения. Логометры.

Состоят из простейшей схемы преобразования измеряемой величины и измерительного механизма. Основой их является измерительный механизм(ИМ), имеющий неподвижную и подвижную части, и отсчетное устройство.

Электомех. приборы – измерительные приборы, принцип работы основан на преобразовании электромагнитной энергии из цепи в энергию механического перемещения подвижной части относительно подвижной.

Отсчет у-во: неподв. часть – шкала, подвиж. часть – стрелка. Угол отклонения стрелки пропорц. величине, воздейст. на ИП.

Измерительный Механизм(создает вращающий момент) – преобр. эл/м энергию в механич.; Измер. Преобр.(преобразует величину в ту, которая будет восприниматься ИМ) – преобр. механич. в эл/м.

Классификация: 1) МЭ (магнитоэлектрические); 2) ЭМ (электромагнитные); 3)ЭД (эдектродинамические); 4) ЭС (Электростатические); 5) ТЭ (термоэлектрические).

МЭ: Неподвижный магнит и подвижная катушка, по кот. течет ток.

α (угол поворота)=I(B*S*n)/W= k*I, где В-магн.инд-я, W-жесткость пружины, S-площадь, n-чистло витков.

α ~ I.

Плюсы: выс. чувствит., выс точность, равномерная шкала, низ. потребл. энергии;

Минусы: измер. только пост. ток, чувствительны к перегрузкам, сложная конструкция.

Используются: высокоточные лабораторные измерительные приборы, отсчетные у-ва для радиоизм. приборов, для измер. пост. I и U.

ЭМ: Взаимодействие подвижного магнита и неподвижной рамки, по кот. протекает ток.

В этом приборе (системе): α=(1/2W)*I²действ дL , где L-индукт., α-угол поворота, W-жесткоть пружины. дα

Плюсы: пригоден для пост. и перем. тока, устойчив к перегрузкам.

Минусы: низк. точность, чувств-ть., влияние внешних полей, частотный диапазон огранич. промышл. частотами (до 1 kГц).

С повыш. частоты прибор будет работать с больш. погрешн-ми.

Для считовых приборов.

ЭД: Принцип работы основан на взаимод-ии 2х катушек(подвиж. и неподв.), по кот. протек. ток.

α=1 *Iд1*Iд2*cosφ дM/дα , cosφ-угол между катушками, М-магн.инд-я, Iд-действ.

W ток.

Плюсы: высокая точность и чувств-ть; пост. и перем. ток; может строиться как ваттметр; можно измерять разность фаз.

Минусы: большое потребл. энергии, высокая стоимость.

ЭС: Принцип работы основан на взаимод-ии 2х пластин, к кот. приложено напряж-е, создающее вращающий момент.

α=U²д дС

2W дα, Uд-дейст напряж-е, α-угол поворота.

Строятся только вотьтметры, Rвх-велико.

Плюсы: Rвх-велико; высокие U- десятки, сотни kОм; постоянное и перем. U, широкий диапазон частот..

Минусы: мала сувств-ть и точность, класс точности=1.5 и хуже.

ТЭ: принцип основан на выделении тепла на спец. металлич. нити, по кот. течет ток.

Плюсы: большие I, десятки-сотни А;

Минусы: точность мала, значительное отребление энергии, малый срок службы, класс точности Кп=2.5 – большая погрешность.

Логометры:

Иногда вращающий момент и противодействующий момент сроятся на одном и том же принципе. Такие приборы называют логометры.

(Логометры — приборы магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем со сдвоенными измерительными механизмами. В них в отличие от других приборов не используется сила упругости  противодействующих пружин.)

Логометр - измерительный прибор, вращающий момент которого зависит от отношения двух токов, протекающих по двум подвижным катушкам.

I1-вращающий, I2-противодействующий.

I1=E/Rx; I2=E/R0.

Если Rx>R0, то I1<I2 – вправо.

Если Rx<R0, то I1>I2 – влево.

Мегометр – изм. спротивл. изоляции. Для больших R=10в8-й степени.

1.3 Вольтамперомметр- ип, в котором для измерения (неодновременного) двух и более величин используется один измерительный механизм либо несколько различных измерительных преобразователей с общим отсчётным устройством. Шкалу или отсчётное устройство градуируют в единицах тех величин, которые он измеряет. делитель напряжения-для изменения уровня выходного сигнала и согласующий трансформатор (Г. Г3), изменяющий выходное сопротивление Г. для согласования с сопротивлением нагрузки (в Г. Г3). Г. ВЧ имеют коаксиальный выход с постоянным сопротивлением 50 Ом.согласующий трансформатор (Г. Г3), изменяющий выходное сопротивление Г. для согласования с сопротивлением нагрузки (в Г. Г3). Г. ВЧ имеют коаксиальный выход с постоянным сопротивлением 50 Ом.

ОММЕТР:измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока.(-перед измерением,-колибровка-измерение)

Вольтметр:для расширения пределов измерения U_вкл добавочное сопротивление.I=U_o/R_p(Iмал,Rмало)