Часы-браслет Pandora    + серьги Dior

Часы-браслет Pandora + серьги Dior

Заработок для студента

Заработок для студента

 Заказать диплом

Заказать диплом

 Cкачать контрольную

Cкачать контрольную

 Курсовые работы

Курсовые работы

Репетиторы онлайн по любым предметам

Репетиторы онлайн по любым предметам

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Магазин студенческих работ

Магазин студенческих работ

Диссертации на заказ

Диссертации на заказ

Заказать курсовую работу или скачать?

Заказать курсовую работу или скачать?

Эссе на заказ

Эссе на заказ

Банк рефератов и курсовых

Банк рефератов и курсовых

Электротехника и электроника Комплексный метод расчета цепей Биполярные транзисторы Индикаторные приборы Мультивибраторы Электронные ключи Однофазные выпрямители Расчёты в трёхфазных цепях Микропроцессор

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Основные понятия и определения в метрологии

Все отрасли человеческой деятельности не могут существовать и развиваться без развернутой системы измерений, которые определяют не только уровень контроля и управления технологическими процессами, но и качество производимой продукции. Получение и переработка сельскохозяйственной продукции сопровождается биологическим, агрохимическим и технологическим контролем производства на всех этапах. Большая роль принадлежит измерениям при создании новых сельскохозяйственных машин, производстве с применением современных технологий и особенно при автоматизированном производстве.

Из всего многообразия средств измерений наибольшее распространение получают электрические средства. Они позволяют измерять различные параметры в широком диапазоне, имеют высокую чувствительность, их применение упрощает процессы автоматизации получения, обработки и хранения результатов измерений.

В сельском хозяйстве страны используется большое число разнообразных измерительных приборов. В этих условиях особое значение приобретает вопрос об обеспечении единообразия (или единства) измерений во всех отраслях.

Роль электрических измерений в структуре агропромышленного производства – обеспечивать тесную взаимосвязь с другими отраслями, являться средством улучшения организации производства сельскохозяйственной продукции и экологической безопасности. Это требует от инженеров, работающих в различных отраслях агропромышленного производства, знания основ электрических измерений различных величин. 

 Измерение – познавательный процесс, под которым понимают получение информации о количественном значении исследуемой физической величины. Все вопросы, связанные с измерениями различных величин, исследуются отраслью знаний, называемой метрологией. Основные термины и определения в области метрологии установлены ГОСТ 16263-70, в котором записано, что метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и достижения требуемой точности. Измерение – это определение значения физической величины опытным путем при помощи специальных технических средств.

 Техническими средствами измерений являются измерительные приборы. Измерительный прибор (прибор) – это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы в зависимости от назначения и физических явлений, положенных в основу их действия, различны. 

 Средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, последующего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем, называется измерительным преобразователем (преобразователем). В зависимости от назначения преобразователи бывают первичные, промежуточные, передающие и масштабные.

  При измерениях используют различные вспомогательные средства, которые, как и средства измерения, влияют на метрологические свойства другого средства измерений при его применении или поверке.

 Развитие средств автоматизации технологических процессов производства и автоматизированных систем управления способствует созданию информационных измерительных систем. Информационная измерительная система представляет собой совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов и измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи и предназначенных для автоматического получения сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.

 18.2. Меры единиц электрических величин

 В соответствии с принятой системой единиц для технического обеспечения измерений используют различные меры. В зависимости от назначения и точности меры делят на эталоны, образцовые и рабочие.

 Эталон, который обеспечивает воспроизведение единицы физической величины с наивысшей в стране точностью, называется первичным, а значение, которое устанавливают по первичному эталону – вторичным. Вторичные эталоны обычно используют для поверки образцовых средств измерений.

 Образцовую меру используют для поверки рабочих мер и измерительных приборов. В некоторых случаях образцовые меры применяют непосредственно при измерениях.

 Рабочую меру применяют для измерений и для поверки измерительных приборов. Рабочие меры часто выполняют многозначными для воспроизведения ряда одноименных физических величин различного размера.

 В качестве мер электрических величин применяют меры электродвижущей силы (ЭДС), тока, электрического сопротивления, индуктивности и взаимной индуктивности и электрической емкости.

 Мера ЭДС. Образцовыми и рабочими мерами ЭДС являются нормальные элементы – гальванические элементы с известным значением ЭДС. В зависимости от погрешности воспроизведения ЭДС нормальные элементы с насыщенным раствором бывают 0,001; 0,002 и 0,005 классов точности. Так, например, ЭДС нормального элемента класса точности 0,005 при температуре 20 °С в должна быть не менее 1,0185 и не более 1,0187 В.

 Мерой тока являются токовые весы, воспроизводящие ток 1 А.

  Мера электрического сопротивления. Образцовые и рабочие меры сопротивления изготовляют в виде катушек. Несколько катушек комплектуют в магазины сопротивлений (многозначные меры). Для уменьшения влияний температуры на значение воспроизводимого сопротивления катушки наматывают из манганинового провода или ленты. Номинальное сопротивление мер сопротивления выбирают из условия R = 10n, где n – целое (положительное или отрицательное число). Меры изготовляют для воспроизведения сопротивлений от 10–5 до 1010 Ом в следующих классов точности: 0,0005; 0,001; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1.

 Мера индуктивности и взаимной индуктивности. Образцовые и рабочие меры индуктивности и взаимной индуктивности выполняют в виде катушек или магазинов. Основные требования, предъявляемые к мерам – неизменность индуктивности во времени и минимальное активное сопротивление в цепи переменного тока, а также минимальное влияние тока цепи и температуры на воспроизводимую индуктивность. Меры индуктивности изготовляют на номинальные значения: 0,0001; 0,001; 0,01; 0,1 и 1,0 Гн.

  Выпускаемые меры взаимной индуктивности отличаются от мер индуктивности наличием двух катушек, жестко укрепленных на общем каркасе.

 Мера емкости. Образцовыми и рабочими мерами емкости являются конденсаторы переменной и постоянной емкости с воздушным или слюдяным диэлектриком. Основные требования, предъявляемые к мерам емкости: минимальные изменения воспроизводимой емкости от колебаний частоты и температуры, а также минимальные диэлектрические потери, во многом определяемые видом и состоянием диэлектрика. Широкое распространение получили многозначные меры емкости, выполненные в виде магазинов и позволяющие воспроизводить емкость в пределах от 0,0001 до 1000 и более микрофарад.

 18.3. Общие свойства электрических средств измерений

 Все эксплуатационные свойства измерительных приборов определяются их метрологическими характеристиками, которые указывают в документации прибора. Метрологические характеристики нормируются стандартами. Основные из них: погрешности, диапазон измерений и др.

 Погрешности прибора показывают степень расхождения показаний прибора и истинного значения измеряемой величины. Погрешности приборов рассчитывают как абсолютные, относительные и приведенные.

  Абсолютная погрешность прибора представляет собой разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины. Ее рассчитывают по формуле

 , (18.1)

где  – показание прибора;  – истинное значение измеряемой величины.

  Относительную погрешность прибора рассчитывают как отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины

 . (18.2)

Относительную погрешность обычно выражают в процентах.

 Приведенная погрешность прибора – это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению

  . (18.3)

Нормирующим значением Х является условно принятое значение, могущее быть равным верхней границе диапазона измерений, диапазону измерений, длине шкалы и др.

 Так как истинное значение измеряемой величины неизвестно, для расчета погрешностей приборов используют ее действительное значение.

 Стандартом всем измерительным приборам присваивается соответствующий класс точности. Класс точности является обобщенной характеристикой, определяемой пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей. Пределы допускаемой основной погрешности выражают в абсолютной, относительной и приведенной формах в зависимости от характера изменения погрешности в диапазоне измерений, а также от условий применения прибора. В случае равенства абсолютной (соответственно и приведенной) погрешности прибора во всем диапазоне измерений в соответствии с ГОСТ 8.401-80 прибору присваивают класс точности из следующего ряда чисел: 1·10n; 1,5·10n; 2·10n; 2,5·10n; 4·10n; 5·10n; 6·10n, где n = 1; 0; –1; –2; –3…. Класс точности в этом случае выражают одним числом, соответствующим основной приведенной погрешности во всем диапазоне измерений прибора.

 Диапазон измерений прибора – это область значений измеряемой величины, для которой нормированы его допускаемые погрешности. Верхняя и нижняя границы диапазона измерений прибора – его наибольшее и наименьшее значение.

 Классификацию измерительных приборов проводят по ряду признаков: элементной базе, форме отсчета, методу преобразования, назначению и др.

 Поскольку термины «электромеханические» и «электронные» приборы не определены нормативными документами, в дальнейшем будем считать электромеханическими приборами такие, в конструкции которых нет электронных (электровакуумных, ионных или полупроводниковых) элементов. А приборы, содержащие такие элементы – электронными приборами. Показывающие приборы предусматривают считывание показаний, а регистрирующие – регистрацию результатов измерений. В приборах прямого преобразования измеряемая величина преобразуется в одном направлении от входа к выходу. В приборах компенсационного преобразования измеряемая величина компенсируется величиной, преобразованной цепью обратного преобразования, т.е. в таких приборах вся цепь прямого преобразования охвачена общей отрицательной обратной связью. Приборы, в которых отрицательной обратной связью охвачена не вся цепь прямого преобразования, называют приборами смешанного преобразования.

По назначению приборы разделяют на приборы для измерения электрических (тока, напряжения, мощности, частоты и др.) и неэлектрических (механических, тепловых, химических и др.) величин. Большинство приборов называют в соответствии с единицами измеряемых величин (амперметр, вольтметр, частотомер, влагомер, уровнемер и др.) или их дольными и кратными значениями (микроамперметр, милливольтметр, килоомметр и др.). Приборы, предназначенные для измерения нескольких физических величин, называют комбинированными. Приборы, предназначенные для использования в цепях постоянного и переменного тока, называют универсальными.

Кроме перечисленных признаков, измерительные приборы разделяют по классу точности, защищенности от внешних воздействий, способу и месту монтажа, массе, габаритам и др.

  Общие технические требования ко всем электроизмерительным приборам нормированы стандартами.

Синусоидально изменяющийся ток Из всех возможных форм периодических токов наибольшее распространение получил синусоидальный ток. По сравнению с другими видами тока синусоидальный ток имеет то преимущество, что позволяет в общем случае наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии. Только при использовании синусоидального тока удается сохранить неизменными формы кривых напряжений и токов на всех участках сложной линейной цепи. Теория синусоидального тока является ключом к пониманию теории других цепей.
Расчет электротехнических цепей Лабораторные работы и решение задач