İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, yüksek lisans öğrencileri, genç bilim adamları size çok minnettar olacaktır.

Moskova Devlet Hizmet Üniversitesi

Volga Bölgesi Teknolojik Hizmet Enstitüsü

"Ev REA servisi" bölümü

GÜNEŞ IŞIĞI. Tetenkin

öğretici

disipline göre

"Metroloji ve radyo ölçümleri"

tam zamanlı ve yarı zamanlı öğrenciler için

uzmanlık alanı 2302.00 "Ev elektronik cihaz servisi"

Enstitünün eğitim ve metodoloji konseyi tarafından onaylandı

Togliatti 2005

Radyo mühendisliğinde ölçümlerin metrolojik temelleri

1. Ölçüm kavramı. Terim Ö mantık ve tanımlar

Ölçümler, ölçülen değerin bir ölçüm birimi olarak alınan değerinin bir kısmı ile ampirik olarak karşılaştırılmasından oluşan bilişsel bir süreçtir. Bu süreç birkaç aşamaya ayrılabilir:

- bir fiziksel nicelik biriminin çoğaltılması (metre, Hertz, Ohm, vb.);

- ölçülen değerin dönüştürülmesi (örneğin, sıcaklığın ölçülmesi sırasında ölçümün çoğaltılmasının zor olduğu değerler için, aşağıdaki dönüşümler mümkündür: sıcaklık - direnç - voltaj);

- ölçülen değerin tekrarlanabilir ölçü birimi ile doğrudan karşılaştırılması;

- ölçüm sonucunu bir sayı olarak sabitleme.

Elektro-radyo ölçümleri, diğer ölçüm türleri gibi, metrolojiye dayanır - ölçüm bilimi, birliklerini sağlama araçları ve gerekli doğruluğu elde etmenin yolları. Rusya Federasyonu'nda, diğer ülkelerde olduğu gibi, ana görevleri çözen gelişmiş bir metrolojik hizmet var:

- yeni tip cihazların test edilmesi,

- ulusal ekonomideki ölçüm cihazlarının durumu ve doğru kullanımının denetimi.

Ölçüm teorisi ve pratiğinin ana terimleri ve tanımları GOST 16263-70 "Ölçümlerin tekdüzeliğini sağlamak için devlet sistemi. Metroloji. Terimler ve tanımlar".

Ölçüm cihazlarının metrolojik özellikleri, ölçüm cihazlarının sonuçları ve ölçüm hatalarını etkileyen özelliklerinin özellikleridir. Ölçüm cihazlarının standartlaştırılmış metrolojik özellikleri, cihaz hatası, ölçüm limitleri, en az anlamlı basamağın ölçek bölümleri veya birimleri, giriş direnci, çalışma frekansı aralığı vb. içerir. Normalleştirilmiş metrolojik özelliklere sahip teknik ölçüm cihazlarına ölçüm cihazları denir.

Amaca bağlı olarak, ölçü aletleri üç türe ayrılır:

Belirli bir boyutta fiziksel bir miktarı depolamak ve (veya) çoğaltmak için tasarlanmış bir vücut veya cihaz şeklindeki ölçüm aletlerine ölçü denir (örneğin, bir kuvars jeneratörü, elektriksel salınımların frekansının bir ölçüsüdür, normal bir voltaj elemanı, bir voltaj ölçüsüdür).

Bir ölçüm dönüştürücüsü, iletim, daha fazla dönüştürme veya depolama için uygun ancak bir gözlemci tarafından doğrudan algılanamayan bir biçimde bir ölçüm bilgisi sinyali üreten bir ölçüm cihazıdır.

Bir ölçüm cihazı, bir operatör tarafından doğrudan gözlem için mevcut olan bir formda ölçüm bilgisi sinyali üreten bir ölçüm cihazıdır.

Bu tanımlardan, ölçüm cihazı ile ölçüm dönüştürücü arasındaki temel farkın, bilgilerin görsel olarak görüntülenmesi için bir cihazın varlığı olduğu sonucu çıkmaktadır.

Ölçü aletlerinin "doğrulama" ve "doğrulama" kavramları arasında ayrım yapmak gerekir. İlk terim, cihazların performansları (çıkış sinyallerinin mevcudiyeti, ayarlanma olasılıkları, AGC'nin kalitesi vb.) açısından bir değerlendirmesini sağlar, ikincisi - cihazların metrolojik özelliklerini değerlendirmenizi sağlar. ve beraberindeki teknik belgelerin uygunluğu (doğruluk sınıfı, ölçüm hatası, aralık ayarlamaları, giriş direnci vb.).

Metrolojik fonksiyonlara bağlı olarak, ölçüm cihazları standartlar, örnek ölçüm cihazları ve çalışan ölçüm cihazları olarak ayrılabilir.

Fiziksel bir niceliğin standardı, bir birimin boyutunu doğrulama şemasında daha düşük ölçü aletlerine aktarmak için çoğaltılmasını ve saklanmasını sağlayan ve resmi olarak standart olarak onaylanmış bir ölçü aletidir.

Şunları ayırt edin: (birincil standart, ikincil standart, eyalet standardı, tanık standardı, kopya standardı, çalışma standardı.).

Örnek ölçü aletleri, onları kullanan diğer ölçü aletlerini doğrulamak için kullanılan ve örnek olarak onaylanan ölçü aletleridir.

Çalışan ölçü aletleri, doğrulama (birimlerin boyutunu aktarma) ile ilgili olmayan ölçü aletleridir. Bunlar, günlük uygulamada kullanılan tüm cihazları içerir.

Basitleştirilmiş bir doğrulama şeması Şekil 1'de gösterilmektedir.

Örnek önlemler

Standart tanık

Referans kopyası

çalışma standardı

1. kategori

2. kategori

3. kategori

4. kategori

Birincil standart

ikincil standart

En yüksek hassasiyet

En yüksek hassasiyet

Yüksek hassasiyet

Orta hassasiyet

En düşük hassasiyet

İş önlemleri ve araçları

Pratik çalışmanın bir sonucu olarak, aşağıdaki ölçüm türleri ile karşılaşılır:

Miktarın istenen değerinin doğrudan deneysel verilerden bulunduğu doğrudan ölçümler. Örneğin, voltaj veya akımı ölçmek.

Dolaylı ölçümler, ölçülen büyüklüğün diğer doğrudan ölçümlerin sonuçlarının bir fonksiyonu olarak belirlendiği ölçümlerdir. Örneğin, kazanç, güç, giriş empedansı, kapasitans ölçümleri.

Toplam ölçümler - burada ölçülen değer, belirli ölçüm sonuçlarından derlenen bir denklem sisteminin çözümü ile aynı fiziksel niceliğin çeşitli kombinasyonlarının tekrarlanan ölçümleriyle belirlenir. Örneğin, toplam endüktanslarının iki katı ölçülerek bobinler arasındaki karşılıklı endüktansın belirlenmesi.

Ortak ölçümler, aralarındaki ilişkiyi belirlemek için çeşitli homojen olmayan niceliklerin ölçümleridir.

Örneğin, bir termistörün sıcaklık katsayılarının belirlenmesi

direnç ve sıcaklık ölçümü sağlar.

Pratikte ilk iki tür ölçümle en sık karşılaşıldığına dikkat edilmelidir.

Ölçüm yöntemi - ilkeleri (bu ölçümün dayandığı fiziksel olaylar) ve ölçüm araçlarını kullanmak için bir dizi teknik.

Ölçüm yöntemlerinin sınıflandırılması

Doğrudan değerlendirme yöntemi - ölçülen fiziksel miktarın boyutu, tekrarlanabilir bir ölçü ile doğrudan karşılaştırma yoluyla belirlenir.

Karşılaştırma yöntemi. Bu yöntem aşağıdaki sistemler tarafından uygulanmaktadır:

Diferansiyel yöntem - ölçülen değer, ölçülen değer ile ölçü (dengesiz köprüler) arasındaki farkla belirlenir.

Sıfır yöntemi (telafi yöntemi) - sonuçta ortaya çıkan karşılaştırma etkisi, ölçü tarafından üretilen miktarın boyutunda karşılık gelen bir değişiklik (dengeleme köprüleri) ile sıfıra getirilir.

İkame yöntemi - ölçülen değer, ölçülen devredeki modu koruyarak (teyp kaydedicinin manyetik kafasının direncini ölçerek) belirlenen ölçülen değere eşit tekrarlanabilir bir ölçü ile değiştirilir.

Tesadüf yöntemi - ölçülen büyüklüğün değeri, ölçülen ve bilinen değerlerle (ölçek işaretleri, sinyaller ve diğer özellikler) ilgili özelliklerin tesadüfü ile belirlenir.

2. Ölçü birimleri

Bir ölçü birimi, 1'e eşit sayısal bir değer atanan fiziksel bir niceliğin değeridir.

1 Ocak 1980'den beri SSCB'de. ST SEV 1052 - 78 Uluslararası Birimler Sistemi SI'nin (SI - 1960 yılında XI Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Kurulu tarafından kabul edilen) zorunlu kullanımını belirleyen "Metroloji. Fiziksel büyüklük birimleri" yürürlüğe girdi.

SI birim sistemi 7 temel birime dayanmaktadır.

		Kilogram
		İkinci
Mevcut güç
termodinamik sıcaklık		Kelvin
Işığın gücü		kandela
Madde miktarı
ve 2 ek:
Düz açı
katı açı		steradyan

Radyo mühendisliğinde, sistemik olmayan boyutsuz logaritmik birimler de yaygın olarak kullanılmaktadır. Radyo cihazlarının kazancını, zayıflamasını, yansımasını ve diğer özelliklerini değerlendirmek için kullanılırlar.

Ondalık logaritmayı (lg) temel alan birime desibel, doğal logaritmayı (ln) temel alan birime Napier denir.

Gücü ölçerken

gerilimleri ölçerken

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Radyo ölçümlerinde aşağıdaki sinyal seviyesi türleri kullanılır:

Mutlak sıfır seviyeleri, orijin olarak alınan seviyelerdir. Kesinlikle sıfır güç seviyesi için, R0 = 600 Ohm direncinde 1 mW alınır. P'nin I ve U'ya bağımlılığını kullanarak, kesinlikle sıfır akım ve voltaj seviyelerini belirlemek mümkündür:

Böylece ve'de direnç üzerinde kesinlikle sıfır bir seviye sağlanır.

Mutlak seviyeler, mutlak sıfır seviyelerine göre zincirin herhangi bir noktasındaki seviyelerdir.

Göreceli düzeyler, başlangıç ​​olarak alınan ilk düzeylerden itibaren sayılan düzeylerdir. Örneğin, voltaj yükseltici aşaması 40 dB'dir ve bu da bir kazanç sağlar.

Diğer bir deyişle

Ölçüm seviyeleri, girişine sıfır gerilim uygulandığında devrenin herhangi bir noktasındaki mutlak seviyedir.

3. Elektroradyoizmin özellikleri e renyum

Elektrikli radyo ölçümünün (elektronik ölçüm) adı iki durumu yansıtır:

Amaç - elektronik ve elektronik cihaz ve sistemleri kullanan diğer alanlarda ölçümler:

Elektronik mühendisliği ve radyo mühendisliği yöntemlerine dayalı ölçümler yapmak, elektronik bileşenlere dayalı ölçüm cihazlarının yapımı.

Elektronik ekipmanların üretimi ve onarımı sırasındaki ölçümler aşağıdaki ana gruplara ayrılabilir:

Sinyal parametrelerinin ölçümleri

Sinyal iletim koşullarını karakterize eden niceliklerin ölçümleri

Elektronik ekipmanın ayrı elemanlarının parametrelerinin ölçümleri

Ekipmanın özelliklerini ve yollarını belirleyen özelliklerin ölçümü

Ölçüm cihazlarının doğrulanması

Hasarın niteliğinin ve yerinin belirlenmesi.

Elektro-radyo ölçümleri, diğer ölçüm türlerine kıyasla bir dizi önemli özelliğe sahiptir:

Çok sayıda ölçülen parametre,

Kullanılan çok çeşitli frekanslar (10-3 - jeoloji, tıptan 1010 - uydu TV'ye kadar);

Çok çeşitli ölçülen değerler (kapasitans 10-12-102F, direnç 10-3-1014 Ohm);

Yüksek doğruluk ve hız;

Ölçüm nesnesinden küçük PTO;

Ölçümlerin kalitesini artırmak için görsel okuma kolaylığı ve bilgisayar teknolojisinin göreceli kullanım kolaylığı.

Elektronik ekipmanın üretimi ve onarımı sırasındaki tüm ölçümler şartlı olarak aşağıdakilere ayrılabilir:

Laboratuvar ölçümleri (yeni süreçlerin ve cihazların geliştirilmesi ve araştırılmasında)

İşletme ve kabul (fabrikalarda) ölçümleri

Elektronik ekipmanın onarımı sürecinde ölçümler

Ölçü aletlerinin ve ölçülerinin doğrulanması.

Ölçüm hataları

1. Hataların sınıflandırılması

Ölçüm sonucunun gerçek değerden sapmasına ölçüm hatası denir.

Ölçüm hataları çeşitli kriterlere göre sınıflandırılabilir.

Ölçüm sürecinin şartlarına göre, aşağıdakiler arasında bir ayrım yapılır:

- ölçünün çoğaltılması hatası,

- üreme hatası,

- karşılaştırma hatası,

- sonucu düzeltmede hata.

Oluşma kaynağına bağlı olarak, ölçüm hataları şu şekilde ayrılır:

- metodik hata - ölçüm yönteminin kusurlu olması nedeniyle (bir voltaj bölücü kullanarak direncin ölçülmesi)

- donanım (enstrümantal) hatası - kullanılan ölçüm cihazlarının etkisinden dolayı. Anahtarlama devresine ve ölçüm cihazlarının (dönüştürücüler) kalitesine bağlıdır

- harici hata - cihazla ilgili harici etkiler nedeniyle

- öznel hata - deneycinin özelliklerine bağlıdır

Ölçüm cihazlarının kullanım koşullarına göre, bunlar aşağıdakilere ayrılır:

- GOST'ta belirtilen normal çalışma koşulları altında veya bir ölçüm cihazı için teknik koşullarda (TU) meydana gelen ana hata.

- ölçüm cihazlarının çalışma koşulları TU veya GOST'a karşılık gelen normal koşullardan saptığında ortaya çıkan ek bir hata.

Görünüm modeline göre ayırt edilirler:

Sistematik bir hata, aynı miktarın tekrarlanan ölçümleri sırasında sabit kalan (büyüklük ve işaret olarak) veya belirli bir modelle kendini gösteren bir hatadır. Sistematik hatayla başa çıkmanın yolu, hatanın kaynağını ortadan kaldırmak, onları önceden incelemek ve düzeltmeler yapmaktır. Düzeltme, ters işaretli hatanın büyüklüğüdür.

- rastgele hatalar, fiziksel bir miktarın aynı değerinin tekrarlanan ölçümleri sırasında rastgele değişen hatalardır. Olasılık özellikleri ile karakterize edilirler. Mücadele yöntemi, örneğin ortalama alma gibi ölçüm sonuçlarının istatistiksel olarak işlenmesidir.

- büyük hatalar (gaflar) - atılır ve dikkate alınmaz. Savaşmanın yolu "3u Yasası" nın uygulanmasıdır.

İfade yoluyla, aşağıdaki ölçüm hataları türleri ayırt edilir:

- mutlak ölçüm hatası

ölçülen değer nerede, ölçülen değerin gerçek değeridir.

- bağıl ölçüm hatası

2. Hatalar elektrik ve tel cihazları

Ölçü aletlerindeki ifade şekline göre mutlak, bağıl ve azaltılmış hatalar arasında ayrım yaparlar. İlk iki hata yukarıda tartışılanlara benzer:

- D = Xp -X cihazının mutlak hatası. İşte cihazın okuması, X ölçülen değerin gerçek değeridir;

Göreceli hata şu şekilde tanımlanır:

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Gerçek değer genellikle bilinmediğinden, genellikle daha uygun bir gösterim kullanılır.

Azaltılmış hata, mutlak hatanın yüzde olarak ifade edilen L normalleştirme değerine oranıdır (L seçimi GOST 13600-68 tarafından düzenlenir):

Kenarında veya ölçeğin dışında sıfır işareti olan cihazlar için normalleştirme değeri L, ölçüm aralığı Xk'nin son değerine eşittir. Sıfır işareti ölçeğin ortasındaysa, L, işareti dikkate almadan ölçeğin bitiş değerlerinin aritmetik toplamına eşittir.

Gerçek cihazlarda, mutlak hatanın ölçülen değer X'e bağımlılığı, belirli bir belirsizlik bandı ile temsil edilebilir. Bu bant, rastgele bir hatadan ve etkileyen miktarların ve eskime işlemlerinin etkisinin bir sonucu olarak cihazların özelliklerindeki bir değişiklikten kaynaklanır.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Bu nedenle, mutlak hatanın değeri, apsis ekseni etrafında simetrik iki düz çizgi ile sınırlandırılır, aralarındaki mesafe ölçülen X değerinin büyümesiyle artar.

Düz çizgi 1'in denklemi şu şekilde yazılabilir:

a, toplamsal hatanın sınırlayıcı değeri olduğunda, bx, çarpımsal hatanın sınırlayıcı değeridir.

Toplamsal hatanın mutlak değerleri, ölçülen X değerine bağlı değildir ve çarpımsal değerler, X değeri ile doğru orantılıdır.

Ek hata kaynakları, desteklerdeki sürtünme, okumaların yanlışlığı, gürültü, pikaplar, titreşimlerdir. Cihaz tarafından ölçülebilen miktarın en küçük değeri bu hataya bağlıdır. Çarpımsal hatanın nedenleri, dış faktörlerin etkisi ve elemanların ve alet düzeneklerinin yaşlanmasıdır.

Cihazın bağıl hatasının sınırlayıcı değeri, bağımlılığa göre mutlak hatanın sınırlayıcı değeri ile ilişkilidir.

GOST'a göre, azaltılmış hatanın değerine göre, ölçüm cihazlarına doğruluk sınıfları atanır.

Doğruluk sınıfı, izin verilen temel ve ek hataların sınırları ile belirlenen, cihazın genelleştirilmiş bir özelliğidir.

Toplama hatası, çarpımsal hata üzerinde keskin bir şekilde baskın olan cihazlar için, tüm hata değerleri, Şekil 2'deki X eksenine paralel iki düz çizgi (düz çizgiler 2) içindedir.

Sonuç olarak, cihazın izin verilen mutlak ve azaltılmış hataları, ölçeğinde herhangi bir noktada sabittir. Bu tür cihazlar için doğruluk sınıfı, yüzde olarak ifade edilen ve bir dizi sayıdan en yakın daha büyük değere yuvarlanan azaltılmış hatanın maksimum değerine eşittir: ;; ; ; ; ; , burada Örneğin, GOST 8711-78 tarafından belirlenen ampermetre ve voltmetreler için doğruluk sınıfları: 0.05; 0.1; 0.2; 0,5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0 ve 5.0.

Doğruluk sınıfı bir sayı ile ifade edilen aletler için, % olarak ifade edilen temel azaltılmış hata, karşılık gelen doğruluk sınıfının değerini aşmaz.

Temel hatanın toplamsal ve çarpımsal bileşenlerinin orantılı olduğu cihazların doğruluk sınıfı, bir eğik çizgi ile ayrılmış iki sayı olarak gösterilir, örneğin 0.1 / 0.05. Doğruluk sınıfı bir kesir ile ifade edilen enstrümanlar, dijital enstrümanları, karşılaştırma köprülerini vb. içerir.

Yüzde olarak ifade edilen cihazın temel bağıl hatasının sınır değeri, bu durumda aşağıdaki formülle belirlenebilir:

Burada Ak, ölçüm aralığının bitiş değeridir (ölçüm limiti), Ax ölçülen değerdir.

3. Rastgele hatalar

Rastgele hatalar, aynı miktarda tekrarlanan ölçümlerde rastgele değişen hatalardır. Ampirik olarak dışlanamazlar, çünkü bir dizi rastgele değişkenin (dış etkiler) ölçüm sonucu üzerindeki eşzamanlı etkisinden gelirler. Ayrıca ölçü aletlerinin rastgele hataları da rastgele hataya dahildir.

Rastgele hataların ölçüm sonucu üzerindeki etkisinin azaltılması, aynı koşullar altında değerin birden fazla ölçümünün ortalaması alınarak elde edilir.

Rastgele değişkenlerin en eksiksiz şekilde olasılık dağılımı yasalarıyla tanımlandığı, olasılık teorisinden bilinmektedir. Elektriksel ölçüm uygulamalarında en yaygın yasalardan biri normal yasadır (Gauss dağılımı).

Normal yasa için dağılım fonksiyonu (Şekil 3) bağımlılık ile ifade edilir.

rastgele hatanın olasılık yoğunluğunun dağılım fonksiyonu nerede

y standart sapmadır,

D = y2 - dağıtım merkezine göre rastgele bir hatanın dağılımını karakterize eden varyans.

Grafik, y ne kadar küçük olursa, küçük hataların o kadar sık ​​meydana geldiğini gösterir (ölçümler o kadar doğru yapılır).

Genel durumda, değere sahip bir hatanın meydana gelme olasılığı, Şekil 3'teki gölgeli alanın alanı ile belirlenir ve aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

Bu fonksiyonun normalize edildiğine dikkat edilmelidir, yani.

bu nedenle, y1 ve y2 eğrileri her zaman bu eğrilerin altındaki alanların 1'e eşit olmasını sağlayan bir şekle sahiptir.

ile arasındaki aralığa güven düzeyi, karşılık gelen olasılığa da güven düzeyi adı verilir. Sonuç olarak, güven aralığı, güven düzeyi adı verilen bir olasılıkla istenen değerin içinde bulunduğu aralıktır.

Normalleştirilmiş bir rasgele değişken eklersek, sağ taraf genellikle olasılığın integrali olarak adlandırılan Laplace işlevine dönüştürülür:

Tablo haline getirilmiş ve grafiği Şekil 4'te gösterilmiştir.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Belirli bir olasılık verilirse, bulduktan sonra hatayı formülle belirlemek mümkündür. Bu hata, güven aralığının değerini belirleyecektir.

Fonksiyonun tablolaştırılmış değerleri, ila aralığında bir D hatasının oluşma olasılığının 0.9973 olduğunu göstermektedir. Bir hatanın meydana gelme olasılığı eşittir (1 - 0.9973) = 0.0027? 1/370. Bu, 370 hatadan yalnızca birinin (yani sayılarının yaklaşık %0,3'ü) mutlak değerde daha büyük olacağı anlamına gelir.

Hata maksimum hata olarak alınır. Hatalar daha büyüktür, kayıp olarak kabul edilir ve ölçüm sonuçları işlenirken dikkate alınmaz (atılır). Bu duruma genellikle "3y yasası" denir, yani. koşul karşılanırsa

o zaman bu durumda ölçüm sonuçlarında bir kayıp olmadığı kabul edilir (%0,3 olasılıkla).

Ölçüm sonuçlarının istatistiksel olarak işlenmesi

Hataların sayısal olasılıksal özellikleri sonsuz sayıda deneyle belirlenir. Ölçüm uygulamasında n her zaman sonludur, bu nedenle performans tahminleri olarak adlandırılan istatistiksel sayısal özellikleri kullanırlar. Olasılık karakteristiklerinin formülleri ile tahminleri arasındaki farkı vurgulamak için, ikincisi bir "?" ile işaretlenmiştir.

Birçok sorunu çözmek için, olasılık dağılımının işlevi ve yoğunluğu hakkında bilgi gerekli değildir ve en basit sayısal özellikleri, rastgele hataların oldukça yeterli özellikleridir: matematiksel beklenti m (gerçek değer) ve karakterize eden standart sapma (varyans). ölçüm doğruluğu. Hata dağılımının Gauss olduğu biliniyorsa, bu miktarlar ayrıntılı özelliklerdir.

Belirli bir fiziksel niceliğin (örneğin voltaj, akım, direnç vb.) ölçüm sonuçlarının istatistiksel olarak işlenmesi için bir algoritma düşünelim.

N tekli eşit doğruluklu ölçümler yapılır, bunun sonucunda bir dizi rastgele değer x1, x2, ..., xi, .., xn elde edilir. Ölçülen değerin gerçek değerinin sınırlarının belirlenmesi gerekmektedir.

1. Matematiksel beklentinin (gerçek değer) değerlendirilmesi için aritmetik ortalama değeri alın:

2. Ölçümlerin her birinin mutlak sapmalarının standart sapması tahmini aşağıdaki formülle belirlenir:

ayrı bir i-inci ölçümün mutlak sapması (hatası) nerede.

Hata olmadığından emin olmak için "3y1 yasasını" kullanıyoruz. Di'nin n değerlerinden en büyüğünü seçerek, (2) ilişkisinin yerine getirilip getirilmediğini kontrol ediyoruz. Oran karşılanmazsa, seçilen Di'ye karşılık gelen ölçüm sonucu/sonuçları hariç tutulur ve 1.2 maddeleri tekrarlanır.

3. n ölçümün ortalama sonucunun hatası daha düşük olacaktır, çünkü Di'nin bazı hataları ortadan kaldıracaktır. Aritmetik ortalamanın standart sapmasının bir tahmini ile karakterize edilir.

4. Güven olasılığını P belirledikten sonra, ölçülen miktarın gerçek değerinin içinde bulunduğu güven aralığını tanımlarız. Normal dağılım yasası için, belirli bir güven olasılığı için güven aralığı (ve tersi) olasılık integral tablosu Ф (Z) = P kullanılarak belirlenir. Güven aralığının sınırları, formül kullanılarak hesaplanabilir.

In = хср Д = хср z

Bu şekilde, güven aralığı yalnızca ölçüm sonuçlarının dağılımının Gauss doğası hakkında ön bilgi olduğunda hesaplanır. Az sayıda ölçümle n? 15, güven aralığı aracılığıyla değil, tnb aracılığıyla belirlenir - Öğrenci dağılımının parametresi. Bu dağılım yalnızca n ölçüm sayısına bağlıdır, ancak хср ve değerlerine bağlı değildir.

b güven düzeyi göz önüne alındığında ve tablolardan n'yi bilerek, katsayıyı belirleyebilirsiniz. Ayrıca, katsayı ve büyüklüğü kullanarak D güven aralığının genişliğini belirleyebilirsiniz:

Güven aralığının sınırları formülle belirlenir.

İçinde = хср Д = хср

Güven aralığını belirlemek için iki seçeneğin karşılaştırılmasından, az sayıda ölçümle Student dağılımının x'in gerçek değerinin olabileceği aralığı biraz genişlettiği görülebilir. n=15 ve üzeri için güven aralıklarının değerleri karşılaştırılır ve herhangi bir şekilde hesaplamalar yapılabilir.

4. Hataların toplamı

Çoğu zaman görev, birkaç bloktan oluşan bir cihazın toplam hatasını belirlemektir.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Blokların her birinin hem sistematik hem de rastgele bir hataya sahip olduğu en genel durumu düşünün.

Sistematik hatalar işaretleri dikkate alınarak cebirsel olarak toplanır, toplam hata ise elde edilen toplamın modülüdür.

Her bloğun bağımsız rastgele hatalarına sahip bloklardan oluşan bir ölçüm cihazının rastgele hatası, geometrik toplama ile bulunur.

Rastgele ve sistematik hataların varlığında toplam ölçüm hatası bunların geometrik toplamı olarak bulunur.

Toplam hatanın% 30'undan daha az bir değere sahip terim (ler) olarak adlandırılan ihmal edilebilir hatayı dikkate almaya izin verilir.

Akım ve voltajın ölçülmesi

1. Ölçülen miktarların özellikleri. Ölçüm yöntemleri e hayır

DC voltajı ve DC voltajı, büyüklük ve polarite ile karakterize edilir.

AC akımı ve güç frekansı voltajı sinüzoidaldir ve aşağıdaki değerlerle karakterize edilir:

Anlık değer.

Maksimum (genlik, tepe) değer.

Sabit bileşen.

Ortalama düzleştirilmiş değer ,.

Ortalama karekök (etkili, etkin) değeri,.

Akımın (voltajın) anlık değeri, sinyalin belirli bir andaki değeridir.Bir osiloskopta gözlemlenebilir ve osilogramdan zaman içinde her an için hesaplanabilir.

Maksimum gerilim (akım) değeri, T periyodundaki en yüksek anlık gerilim değeridir.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

"Yukarı" ve "aşağı" tepe sapması, belirli bir T periyodu boyunca sinyalin değişken bileşeninin sırasıyla en büyük ve en küçük anlık değerleridir.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Belirli bir süre boyunca maksimum ve minimum sinyal değerleri arasındaki farka "salınım" voltajı denir.

Gerilimin (akım) sabit bileşeni (ortalama değeri), T periyodu boyunca anlık değerlerin aritmetik ortalamasıdır.

Periyot için sinyalin sabit bileşeninin değeri grafiksel olarak da bulunabilir. Bunu yapmak için apsisin altındaki alanı apsisin üstündeki alandan çıkarmak ve ortaya çıkan farkı periyoda bölmek gerekir. Aksi takdirde: zaman ekseni, apsis ekseninin üstündeki ve altındaki gerilme eğrisi tarafından işgal edilen alanlar eşit olacak şekilde hareket ettirilmelidir.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Bundan, apsis ekseni etrafında simetrik olan tüm elektrik sinyallerinin (örneğin, bir sinüzoidal sinyal) 0'a eşit bir sabit bileşene sahip olduğu sonucu çıkar.

Örnek 1. Şekilde gösterilen sinyalin (gerilim) DC bileşenini belirleyin

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

a) grafiksel bir yöntem kullanın: sinyal genliği salınımı olacaktır. "Sinüs" için salınım göz önüne alındığında,

Bu nedenle, sinyalin sabit bileşeni eşittir ve fonksiyon şu şekildedir:

b) hesaplama ile tanımlayın:

dan beri periyot boyunca herhangi bir açının sinüsünün integrali sıfıra eşittir, elde ederiz

Düzeltilmiş ortalama değer - anlık değerler modülünden aritmetik ortalama olarak belirlenir

Tek kutuplu voltajlarda, sabit bileşen, ortalama doğrultulmuş değere eşittir (bkz. f-ly 3 ve 4). Farklı polaritelerdeki voltajlar için bu iki parametre farklıdır. Bu yüzden harmonik voltaj için olduğu bilinmektedir. Böyle bir sinyal için hesaplayalım:

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Bu nedenle, tam dalga doğrultma ile harmonik bir sinyal için

Ortalama karekök (rms) voltaj değeri, anlık değerlerin karesinin ortalama değerinin karekökü

Formül (5)'e ikame ederek ve ikameyi kullanarak harmonik bir sinyal elde edebiliriz.

Anlık değerlerdeki herhangi bir değişiklik şekli için genlik (maksimum değer) ve rms değeri arasındaki ilişki formül ile belirlenir.

kret faktörü nerede. Sinüzoidal voltaj için.

RMS ve RMS voltajları arasında bir ilişki vardır

Form faktörü. Sinüzoidal voltaj için şunları alabilirsiniz:

Formül (6)'yı formül (7) ile değiştirerek, harmonik sinyalin genliği ve ortalama doğrultulmuş değerleri arasındaki ilişkiyi elde ederiz.

Sinüsoidal olmayan sinyaller için rms voltajını belirlerken, belirli bir voltaj dalga biçimini bir integral olarak değiştirerek aynı formülü (5) kullanın.

Bununla birlikte, rms değerini belirlemek için, verilen voltaj, her harmonik Ui'nin rms değerini ve U0 sabit bileşenini belirleyerek bir Fourier serisinde genişletilebilir. O zaman sinüsoidal olmayan gerilim Usc'nin karekök-ortalama değeri,

Düzeltilmiş ortalama değer formül (4) ile bulunur ve maksimum değer formül (6) ve (8) ile bulunur.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Sıklıkla meydana gelen bazı voltaj formları için değerleri bilinmektedir ve tablo halinde verilmiştir. Örneğin, bir testere dişi voltajı için u (t) = t'yi değiştirerek elde edebilirsiniz:

Örnek 2. Darbe gerilimleri için Usc değerlerinin tanımını düşünün:

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

darbelerin görev döngüsü nerede.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Um = Usc yerine koyarsak, elde ederiz

Bu nedenle, sabit bileşen eşittir veya

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Darbeli tek kutuplu sinyaller için

2. Elektromekaniğin genel özellikleri ve iCal cihazları

Herhangi bir elektromekanik cihaz 2 birimden oluşur - bir ölçüm dönüştürücüsü ve bir ölçüm mekanizması.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Ölçüm dönüştürücü, ölçülen X değerini, bilinen bir işlevsel ilişki ile X ile ilişkili bazı ara elektriksel Y değerine dönüştürür.

Ölçüm mekanizması, kendisine sağlanan elektrik enerjisinin, hareketli parçasını sabit olana göre hareket ettirmek için gerekli olan mekanik enerjiye dönüştürücüsüdür.

Dönüştürücünün türüne bağlı olarak, geleneksel olarak aşağıdaki gibi belirtilen cihazlar ayırt edilir:

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

- manyetoelektrik sistem

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

- elektromanyetik sistem

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

- elektrodinamik sistem

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

- elektrostatik sistem.

Ölçüm sisteminin herhangi bir mekanizması, ölçülen değerle orantılı mekanik kuvvetler tarafından etkilenen hareketli ve sabit bir parçadan oluşur. Bu kuvvetler, hareketli sistemi artan işaretçi okumaları (oklar) yönünde döndüren bir M torku yaratır.

Burada biz, ölçüm mekanizmasında yoğunlaşan toplam enerjiyiz,

okun sapma açısıdır.

Genel olarak

İğne, M torkunun etkisi altında bükülür. Ölçülen miktarın her bir değerinin ölçüm mekanizmasındaki göstergenin yalnızca bir değerine karşılık gelmesi için, dönme momentine yönelik bir karşı etki momenti oluşturulur. Karşıt moment, mekanik (genellikle bunlar aynı zamanda akım kaynağı görevi gören özel spiral yaylardır) veya elektriksel kuvvetler nedeniyle elde edilebilir.

Mekanik sayaç momenti

burada W, elastik elemanın özelliklerine bağlı olan spesifik karşı koyma momentidir.

Momentler eşit olduğunda cihazın oku hareket etmeyi durdurur. Bazı cihazlarda, elektrik kaynaklı kuvvetler nedeniyle oluşturulur, bu tür cihazlara oran ölçer denir.

Herhangi bir ölçüm cihazında, cihazın hareketli parçasının salınımlarını sönümleme sürecini hızlandırmak için tasarlanmış bir cihaz da vardır. Bu cihaz bir hızlanma anı yaratır:

p, damperin tipine ve tasarımına bağlı olarak sönüm katsayısıdır,

- hareketli parçanın açısal hızı.

Pratikte en yaygın olanları hava, sıvı ve endüksiyon damperleridir.

Elektrikli ölçüm cihazlarının niteliklerini değerlendirmek için aşağıdaki parametreler tanıtılır:

Cihazın hassasiyeti, cihazın ölçülen değerdeki değişikliklere tepki verme yeteneğidir. Cihazın çıkışındaki değerdeki değişimin, girişteki X değerindeki değişime oranı ile tahmin edilir.

Ölçek tekdüze ise, o zaman

Akım, voltaj ve güç için hassasiyet arasında ayrım yapın. Cihazın hassasiyetinin karşılığına C cihazının sabiti denir.

burada n, alet ölçeği bölümlerinin sayısıdır.

Cihazın doğruluğu, (mutlak hata), (bağıl hata), (azaltılmış hata), K (doğruluk sınıfı) değerleri ile karakterize edilir.

Öz tüketim, cihazın ölçülen sinyalin kaynağından güç tüketme yeteneğini karakterize eden bir parametredir. Pratikte bu güç 10-11 ila 10-5 watt aralığındadır.

Dinlenme süresi, ölçülen değerin açıldığı andan işaretçi okunun salınımlarının mutlak hata değerini geçmeyeceği ana kadar geçen süredir. Tüm cihazlar için.

Manyetoelektrik sistem örnekleri

Manyetoelektrik (ME) sisteminin cihazları, kalıcı bir mıknatısın alanının akım ile bir devrenin alanı ile etkileşimine dayanır.

İki tip olabilirler:

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

- hareketli bir çerçeve ile

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

- hareketli bir mıknatıs ile

İlki daha iyi doğruluk ve daha fazla hassasiyete sahiptir. İkincisi daha basit, daha güvenilir ve daha ucuzdur. Uygulamada, hareketli çerçeveli ME sisteminin cihazları daha yaygın hale gelmiştir (Şekil 5).

Ölçüm mekanizmasında yoğunlaşan toplam enerji, kalıcı bir mıknatıs alanının enerjisinden, bir akımla bir bobinin enerjisinden ve bir mıknatıs alanının bir bobin ile bir akımla etkileşiminin enerjisinden oluşur, akı nerede bağlantı, bobin bir açıyla döndürüldüğünde, bobinin her iki tarafı tarafından geçen kuvvet çizgilerinin sayısının, dönüşlerinin sayısına eşit:

B'nin manyetik indüksiyon (T) olduğu yerde, S, bobinin her iki tarafının alanıdır (m2). Böylece, mekanizmanın toplam enerjisi şuna eşit olacaktır:

Daha önce torkun eşit olduğu gösterilmişti. Farklılaştırarak (9), М = В · s · n · I elde ederiz. Dönme ve karşıt momentlerin eşitliği oluşana kadar mobil sistemin döndüğü de daha önce belirtilmişti. Üç vakayı ele alalım.

Cihazdan sabit bir akım geçer.

Karşı anı düşünürsek, alırız. Bu eşitliği b okunun dönme açısına göre çözerek, ME sisteminin ölçeğinin denklemini belirleyebiliriz.

cihazın mevcut hassasiyeti nerede

Bundan, cihazın ölçeğinin tek tip olduğu ve işaretçinin sapmasının akımın akış yönüne bağlı olduğu görülebilir.

Mekanizmanın sapma açısını kontrol etmek için manyetik bir şönt kullanılır.

Manyetik akının bir kısmının içinden geçtiği plaka yumuşak bir manyetik malzemeden yapılmıştır. Hareket ettirerek, manyetik şönte dallanan akıyı ayarlayabilir ve böylece cihazın hava boşluğundaki indüksiyonu değiştirebilirsiniz.

ME cihazlarının hareketli sisteminin sakinleştirilmesi, özel cihazlar kullanılmadan manyetik endüktiftir. Manyetik indüksiyon sönümleme momenti, manyetik akının bobinin alüminyum çerçevesinde ortaya çıkan Foucault akımları ile etkileşiminin bir sonucu olarak ortaya çıkar.

Ölçülen akımın sinüzoidal bir şekle sahip olduğu ikinci durumu düşünün.

Bu durumda anlık tork değeri

Periyot boyunca torkun ortalama değeri

Sonuç olarak, ME sisteminin cihazları sinüsoidal akım devresine bağlandıklarında sıfır gösterir.

Cihaza sabit bir bileşen içeren karmaşık bir alternatif sinyal verildiği durum

ME cihazına alternatif bir sinyal uygulandığında, cihaz bu sinyalin DC bileşenini (veya ortalama değeri) ölçer.

ME sisteminin cihazları entegratördür, çünkü ortalama alma işlemini gerçekleştir

ME sistem cihazlarının avantajları:

Yüksek hassasiyet (3 × 10-11A'ya kadar).

Yüksek doğruluk (doğruluk sınıfı 0.05'e kadar).

Harici manyetik alanlara karşı iyi bağışıklık, çünkü yakın aralıklı kalıcı mıknatıs kutupları arasındaki içsel endüktans yüksektir ve 0,15 - 0,3 T'dir.

Ölçülen devreden düşük güç tüketimi (10-5-10-6 W).

Küçük boyutlar.

ME sistem cihazlarının dezavantajları şunları içerir:

Cihaz aşırı yüklenmelere karşı korumalı değildir.

Sinyalin yalnızca DC bileşenini (ortalama değer) ölçer ve alternatif sinyallerin ölçülmesine izin vermez.

Ortam sıcaklığına karşı aşırı duyarlılık.

Uygulama alanı.

DC devrelerinde akım ve gerilimi ölçmek için ampermetreler ve voltmetreler. Çeşitli dönüştürücülerle birlikte alternatif akım devrelerinde çalışabilirler. ME sistemi temelinde ohmmetreler, örnek laboratuvar ve çalışan ölçüm aletleri oluşturulur. son derece hassas galvanometreler.

Elektromanyetik si cihazları ile birlikte temalar

Elektromanyetik (EM) sistem cihazları, bir solenoid veya bobinin manyetik alanının, ferromanyetik bir mattan yapılmış hareketli bir çekirdek ile etkileşimine dayanır. Bölüm.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Şekil 6

I. İş teorisi - denge koşulunun yerine getirilmesi

karşı an nerede.

Mekanizmanın enerjisi

Önceki durumda olduğu gibi, düşünün. Birkaç varyant.

DC akım ölçümü I0. Bu durumda, tork eşittir

ve karşı taraf

.

Cihazın ölçeği ikinci derecedendir ve akımın yönü önemli değildir.

Sağlanan akım sinüzoidaldir.

Bu durumda, cihazın hareketli kısmı, ataleti nedeniyle ortalama değere tepki verecektir. Sonra:

burada I akımın ortalama karekök değeridir.

EM sisteminin cihazları rms değerine yanıt verir ve ayrıca rms değerlerinde kalibre edilir. Bu nedenle, bu tür cihazların okumaları, ölçülen sinyallerin şekline bağlı değildir.

Avantajlar

Tasarımın basitliği ve güvenilirlik.

Okumalar dalga biçiminden bağımsızdır.

Akım aşırı yüklenmelerine karşı direnç.

AC ve DC çalışması için uygundur.

Dezavantajları.

Ölçek düzensizliği (başlangıçta sıkıştırılmış, sonunda gerilmiş).

Düşük hassasiyet.

Ölçülen devreden büyük güç tüketimi (1W'a kadar).

Düşük doğruluk (okumaların değişmesi, sıcaklığın etkisi, ölçülen akımın frekansı).

Zayıf iç manyetik alan nedeniyle harici manyetik alanlara karşı zayıf bağışıklık. Dış alanlara karşı koruma sağlamak için iki yöntem kullanılır:

Yumuşak manyetik demir ile ekranlama (dış manyetik alanın etkisini azaltır).

Astatizasyon. Yöntemin fikri, bir tork oluşturan 2 özdeş birim kullanmaktır. Düğümlerin bobinleri seri olarak bağlanır, bu nedenle manyetik alanları zıttır. Harici manyetik akı Ф, birinci bobinin Ф1 manyetik akısına eklenir ve ikinci bobinin Ф2 akısından çıkarılır. Sonuç olarak, toplam tork değişmeden kalır.

Uygulama alanı

Basitlikleri ve düşük maliyetleri nedeniyle, endüstriyel frekansın (50 ve 400 Hz) akım ve gerilimlerini 1.5-2.5 doğruluk sınıfıyla ölçmek için yaygın olarak kullanılırlar. Laboratuvar numunelerinde elde edilen en yüksek doğruluk sınıfı 0,5'tir.

Elektrodinamik sistem cihazları

Çalışma prensibi, durağan ve hareket halindeki manyetik alanların etkileşimine dayanmaktadır.ölçülen akımların içinden geçtiği hareketli bobinler.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

7

Ölçek denklemi, denge koşulundan benzer şekilde türetilir.

bobinler arasındaki karşılıklı endüktans nerede. Birkaç vakayı ele alalım.

Akan her iki akım da sabittir, yani. ve - kons.

Sonra

, a

Buradan cihazın ölçeğinin denklemini alabilirsiniz.

Bu nedenle, elektrodinamik sistemin cihazının ölçeğinin karakteri eşit değildir. Ölçeğin karakteri ikinci dereceden olduğunda.

AC devrelerinde ölçüm yaparken, cihazın hareketli kısmı torkun ortalama değerine tepki verecektir.

.

Formüllerden, ED sisteminin cihazlarının okumalarının, akımların çarpımı ile orantılı olduğu ve ölçeğin mezuniyetinin hem sabit değerler hem de değişkenler için geçerli olduğu takip edilir.

İtibar

Yüksek doğruluk sınıfına sahip olabilirler (0,2'ye kadar).

Ölçülen değerlerin çarpılmasını sağlarlar, yani. seri-paralel bağlantı ile güç ölçülebilir.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Dezavantajları

Düşük hassasiyet.

Doğrusal olmayan ölçek.

Büyük boyutlar ve tasarım karmaşıklığı.

Harici manyetik alanların, sıcaklığın, frekansın etkisinden zayıf koruma.

Aşırı yüklenmelerin kabul edilemezliği.

Düşük frekans aralığı (1.5-3kHz).

Uygulama alanı

Ampermetre (200A'e kadar), voltmetre (600V'a kadar), wattmetre (1,5kW'a kadar) olarak kullanılırlar. Çalışma aletlerinin kalibrasyonu için örnek aletler olarak hizmet edebilirler. Hassasiyeti artırmak için, sabit bobin yumuşak bir manyetik çekirdek içine alınır. Böyle bir cihaza ferrodinamik sistemin cihazı denir ve belirlenir.

Elektrostatik sistem cihazları

ES sisteminin cihazlarının çalışma prensibiölçülen voltajın uygulandığı hareketli ve sabit plakalar olan elektrik yüklü iki cismin etkileşimine dayanır.

Pratikte iki tip mekanizma yaygınlaşmıştır.

Kapasitedeki değişiklik, elektrotların aktif alanı değiştirilerek gerçekleştirilir (Şekil 8).

Elektrotlar arasındaki mesafedeki değişiklik nedeniyle elektrik kapasitansı değişir. Cihazın hareketli kısmında yoğunlaşan enerji

O zaman dönme ve karşıt momentler sırasıyla eşittir

Bu değerleri eşitleyerek, ES sistem cihazının ölçeği için denklemi elde ederiz.

Kondenser plakaları

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

ES sisteminin cihazlarının hem DC hem de AC voltajını ölçmek için uygun voltmetreler olduğunu takip eder. Sinüzoidal voltajları ölçerken sinyalin rms değerine tepki verirler.

İtibar

DC voltajları ölçerken, ideal voltmetrelerdir (sinyal kaynağından güç tüketilmez).

Sinüzoidal bir sinyali ölçerken, kapasitif bir dirence sahiptirler (çok büyük), bu nedenle 10-30 MHz'e kadar frekanslarda çalışırlar.

En yüksek doğruluk sınıfı üretilebilir.

Cihazlarda hava yalıtkan görevi gördüğü için (102 - 103) kV'a kadar voltaj değiştirmek için cihazlar kullanılabilir.

Dezavantajları

Düşük hassasiyet (Umin yaklaşık 10V).

Kararsızlık (kapasitansta değişiklik, sıcaklığın etkisi ve dış elektrik alanları). Koruma için perdeleme kullanılır.

Karakteristiğin doğrusal olmaması.

Düşük güvenilirlik.

Başvuru

20Hz ila 30MHz frekanslı AC ve DC devrelerinde ölçümler için kullanılır. Yüksek voltajları ölçmek için referans voltmetreler olarak kullanılabilirler (doğruluk sınıfı 0,5'e kadar).

Sonuç olarak, çeşitli sistemlerin ölçüm mekanizmalarının ölçeklerinin denklemlerinin bir özet tablosunu sunuyoruz.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

	Rms

3. Doğru akım ve deşarj akım devrelerinde akım ve gerilim ölçümü NS şerit frekansı

Post devrelerde ölçümler Ö yang akımı

Ölçüm DC devrelerinde I ve U, çoğunlukla (20-50) mA toplam sapma akımına sahip bir manyetoelektrik sistem cihazları tarafından gerçekleştirilir. Bu tür cihazların iç direnci genellikle 1000 2000 Ohm'dur.

Ampermetrelerin ölçüm aralığını genişletmek için şöntler kullanılır.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Rpr Ix

Burada n = Ix \ Ipr şönt katsayısıdır.

Şöntler dahili (30 A'e kadar olan akımları ölçmeye izin veren) ve harici (30 A üzerindeki akımları ölçmek için) ayrılmıştır. Ayrıca bireysel (yalnızca kalibre edildikleri mekanizma ile kullanılır) ve kalibre edilmiş (anma akımları için hesaplanmış ve herhangi bir ölçüm sistemine uygun) olarak alt bölümlere ayrılabilirler.

Voltmetre sınırlarını genişletmek için ek dirençler kullanılır.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

İşte limitin genişleme katsayısı.

Hesaplama benzer bir algoritma kullanılarak yapıldı. aldığımızı düşünürsek

Ek dirençler, şöntlere benzer şekilde alt tiplere ayrılır.

Güç frekans devrelerinde gerilim ve akım ölçümü

Bu amaçlar için elektromanyetik, elektrodinamik ve elektrikli cihazlar kullanılır. statik sistemlere.

akım ölçümü için kullanıldığında, EM sistem cihazının bobini devreye seri olarak bağlanır;

ED sisteminin ampermetre olarak cihazları, 0,5A'ya kadar olan akımlarda seri olarak bağlanır, yüksek akımlarda bobinler paralel olarak bağlanır. Voltmetreler için bobinler ve ek dirençler seri bağlanır;

ES sistem cihazları sadece voltaj ölçümü için kullanılır. Doğru akımda, limitler ek dirençler kullanılarak, alternatif akımda kapasitörler kullanılarak genişletilir.

Yukarıda ele alınan malzemeden, ME sisteminin cihazlarının en yüksek metrolojik ve operasyonel özelliklere sahip olduğu anlaşılmaktadır. Bu, elektrik (radyo mühendisliği) ölçümleri alanında baskın kullanımlarına yol açtı. Bununla birlikte, ana dezavantajları bir kez daha belirtilmelidir - kısa süreli aşırı yüklenmelerin bile kabul edilemezliği (akım sağlayan yaylar, streç işaretleri ve süspansiyonlar yanar ve deforme olur).

4. Konvertörlü cihazlarda akım ve gerilim ölçümü a bedenler

ME sisteminin cihazlarıyla alternatif akımın ölçülmesi, özel bir işlem gerektirir - alternatif voltajı, manyetoelektrik sistemin cihazı ile daha fazla ölçümü ile doğrudan voltaja dönüştürmek.

Dönüştürücü olarak yarı iletken elemanlar kullanılıyorsa, bu durumda cihaza doğrultucu denir. Termal dönüştürücüler dönüştürücü olarak da kullanılabilir - bu durumda bir termoelektrik voltmetremiz var. Termoelektrik cihazlar düşük ve yüksek frekans aralığında kullanılmaktadır.

doğrultucu voltmetreler

Doğrultucu devresine göre yarım dalga ve tam dalga olarak ayrılırlar. Yarım dalga devresinin bir çeşidi Doğrultucu Şekil 9'da gösterilmektedir.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Bu durumda girişe harmonik gerilim uygulandığında cihazdan i(t) darbeli akım geçecektir. ME sisteminin okumasının ortalama değerle orantılı olduğunu dikkate alarak, şunu elde ederiz:

Doğrultucular rms sinüzoidal akımlarda kalibre edilir. Cihazın tepkisini okumalarına bağlayan kalibrasyon katsayısı C, ortalama-düzeltilmiş ve ortalama-kare-kök değerleri cinsinden ifade edilebilen Кф (С = Кф) formunun katsayısıdır. mevcut

Enstrüman okuma veya ölçek okuma

nerede iyi bilinen formül tarafından belirlenir

Yarım dalga doğrultma ile K1ph = 2.22 ve yarım dalga doğrultma ile - Kf2 = 1.11.

Bu nedenle doğrultucularda yanıt ve kalibrasyon çakışmaz, bu nedenle okumaları yalnızca sinüzoidal bir sinyal için geçerlidir. Ölçülen akımın (voltajın) dalga biçimi sinüzoidalden farklıysa, bir ölçüm hatası belirir.

Sinüzoidal olmayan voltajın ölçülmesine izin verin ve doğrultucu okuması eşittir. Daha sonra ölçülen voltajın ortalama doğrultulmuş değeri formülle hesaplanabilir.

Ölçülen gerilim eğrisinin şekli veya Kphx'i biliniyorsa, ölçülen gerilimin rms değeri şu şekilde belirlenebilir:

Gördüğünüz gibi sinüsoidal olmayan voltaj için Usc ve Ushk değerleri örtüşmüyor. Sinüzoidal olmayan akımın voltajının aranan değeri ile Ushk ölçeğindeki okuma arasındaki bağıl hata şuna eşittir:

Belirli bir akım (voltaj) eğrisi için voltmetre okumalarını belirlemek için aşağıdakileri yapmanız gerekir:

Ölçülen voltajın şeklini bilerek, ölçüm mekanizmasından geçen akımın şeklini belirleyin.

Ortalama doğrultulmuş voltajın değerini formüle göre belirleyin

elektronik voltmetre osiloskop aleti

Formülleri kullanarak cihaz okumalarını hesaplayın

Yarım dalga doğrultma,

Tam dalga doğrultma.

Örnek 3. Testere dişi voltajı uygulandığında metreden geçen akımı belirleyin

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Doğrultucu çıkışında belirleyin

Mezuniyet dikkate alınarak cihazın ölçeğindeki okumalar.

Belirli bir sinyal için RMS voltajı, formül kullanılarak hesaplanabilir.

O zaman ölçüm hatası olacak

İtibar

Devre uygulamasının basitliği.

Yüksek güvenilirlik.

Yüksek frekanslı sinyallerle çalışabilme.

Dezavantajları

Diyotların doğrusal olmayan I - V karakteristikleri ve yayılımları.

Ortam sıcaklığının etkisi.

Diyotların pn bağlantısının kapasitansının varlığından kaynaklanan frekans hataları.

Son iki dezavantajı ortadan kaldırmak için frekans ve termal kompanzasyon şemaları kullanılır.

Uygulama alanı

Ohmmetrelerle birlikte akım ve voltajı ölçmek için kombine cihazlarda, örneğin Ts serisi cihazlarda (Ts20, Ts4117, Ts4353) kullanılırlar.

Termoelektrik voltmetreler

Bu kombinasyon bir veya daha fazla termokupllu (termal dönüştürücüler) mili veya mikro ampermetre ME sistemleri.

Ölçülen akım Ix'in ısıtıcıdan (nikrom veya konstantan tel) akışı, ısınmasına yol açar. Isıtıcıya bir termokupl kontağı bağlanır (altın - paladyum, platin - platin rodyum, krom - damla vb.).

Termokupldaki ısının etkisi altında, cihazın göstergesini saptıran bir termal akım ortaya çıkar. Kararlı durumda, termal atalet nedeniyle ısıtıcı sıcaklığı sabittir ve üzerinde harcanan güç tarafından belirlenir.

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

ix

Cihazlar rms değerine tepki verir ve aynı değerlerde kalibre edilir, bu nedenle okumalar ölçülen sinyalin şekline bağlı değildir.

İtibar

Dalga biçiminden bağımsız okumalar

Yüksek ölçüm doğruluğu

Yüksek frekans ölçüm yeteneği.

Dezavantajları

Düşük hassasiyet

Ortam sıcaklığının etkisi

Normal çalışma koşullarında bile kısa hizmet ömrü

Küçük aşırı yük kapasitesi.

Yüksek güç tüketimi.

5. Elektronik voltmetreler

Çoğu zaman elektronikte voltaj, analog (kadran) veya dijital elektronik voltmetrelerle ölçülür.

Elektronik cihaz, okumaları elektronik bileşenlerin akımından kaynaklanan bir cihazdır, yani. güç kaynağının enerjisi. Bu tür cihazların doğrultucu ve termoelektrik cihazlara göre bir takım avantajları vardır.

İtibar

Yüksek hassasiyet.

Büyük giriş empedansı ve küçük giriş kapasitansı.

Geniş frekans aralığı.

Aşırı yüke dayanma yeteneği.

Dezavantajları daha karmaşık bir devre ve güç kaynaklarına duyulan ihtiyacı içerir.

GOST uyarınca, elektronik voltmetreler B harfi ve 1'den 9'a kadar bir sayı ile belirtilir (örneğin, B7-27A). İlk hane voltmetrenin amacını, diğerleri tasarım seçeneğini (modeli) gösterir.

B1 - doğrulama ölçümleri yapmak için voltmetre

B2 - DC voltajını ölçmek için voltmetreler

B3 - alternatif voltajları ölçmek için voltmetreler

B4 - tepe voltmetreler

B5 - faza duyarlı voltmetreler

B6 - seçici voltmetreler

B7 - evrensel voltmetreler

B8 - voltaj oranını ölçmek için voltmetreler

B9 - voltaj dönüştürücüler

Grup B2 - sabit n'yi ölçmek için voltmetreler a suşlar

Bu tür voltmetrelerin blok şemaları büyük ölçüde aralığa veölçülen değerler ve bu nedenle geleneksel olarak iki gruba ayrılırlar.

Yüksek voltajları ölçmek için voltmetreler

Bu tür voltmetreler, minimum 1 V voltajı ölçmenize ve bir devreye sahip olmanıza izin verir:

http://www.allbest.ru/ adresinde yayınlandı

Blok diyagramın ana elemanları, VU'nun giriş cihazı, DCT'nin DC yükselticisi ve manyetoelektrik sistemin IU'sunun gösterge cihazıdır.

VU giriş cihazı, ölçülen voltajların sınırlarını genişletmek, giriş sinyalini filtrelemek ve büyük bir giriş empedansı sağlamak için tasarlanmıştır. Genellikle giriş terminalleri, bir voltaj bölücü, bir ön yükseltici ve çeşitli filtreler içerir.

benzer belgeler

Doğru, alternatif akım ve voltajı ölçmek için elektromekanik aletlerin özellikleri. Tasarımları, çalışma prensibi, kapsamı, avantajları ve dezavantajları. Elektronik voltmetrelerin tanımı ve sınıflandırılması, alet devreleri.

dönem ödevi, eklendi 03/26/2010


Ölçü aletleri kavramı, çeşitleri ve hataların sınıflandırılması. Ölçü aletlerinin metrolojik özellikleri, özellikle değerlerine ilişkin normlar. Analogdan dijitale dönüştürücülerin ve dijital ölçüm cihazlarının özel dinamik özellikleri.

dönem ödevi, eklendi 01/03/2013


Elektrik ölçüm aletleri: ölçüler, dönüştürücüler, karmaşık kurulumlar. Ölçüm cihazlarının sınıflandırılması. Yöntemler ve ölçüm hataları. Voltmetrenin temel ve ek hatasının ölçek bölümünün ve modülünün sınır değerinin belirlenmesi.

pratik çalışma, eklendi 05/03/2015


Ölçülen hataların temel özellikleri. Elektrikli ölçü aletlerinin teknik ve metrolojik özellikleri, karşılaştırmalı analizleri. National Instruments, Labview yazılım ortamında sanal bir enstrümanın modellenmesi ve uygulanması.

04/09/2015 tarihinde eklenen dönem ödevi


Gerilim, akım, frekans ve faz farkını ölçebileceğiniz ölçüm cihazları. Aletlerin metrolojik özellikleri. Yük tarafından tüketilen aktif gücü ölçmek için bir wattmetre seçimi. Göreceli ölçüm hataları.

06/07/2014 tarihinde eklenen görev


Ölçü aletlerinin doğruluğunu artırma yöntemlerinin sınıflandırılması. Katkı hatasını azaltmak. Negatif bağlantı yöntemi, değişmezlik, ileri hareket, yardımcı ölçümler. Parametrelerin periyodik otomatik ayarı. Girişim türleri, bunları tanımlamanın yolları.

dönem ödevi, eklendi 11/13/2011


Mesafeyi ölçmek için mevcut yöntem ve araçların gözden geçirilmesi: genel kavramlar ve tanımlar. Mekanik, elektromanyetik, ultrasonik, manyetik ve girdap akımı kalınlık ölçerler. Ultrasonik kalınlık ölçer A1210'un özellikleri, avantajları ve dezavantajları.

dönem ödevi, 21/03/2012 eklendi


Ölçüm teknolojisinin temel kavramları ve tanımları; cihazların sınıflandırılması ve mikroişlemcilerin kullanım özellikleri. Ölçüm otomasyon kompleksi ve bilgisayar için yazılımın incelenmesi; cihazın ekonomik verimliliğinin hesaplanması.

tez, 15.03.2014 eklendi


Ölçüm bilimi olarak metroloji, birliklerini sağlamanın yöntemleri ve araçları ve gerekli doğruluğu elde etmenin yolları. Ölçüm cihazlarının metrolojik özelliklerini standartlaştırma yöntemleri, elektrodinamik ve elektromanyetik cihazların doğrulanması.

11/09/2012 tarihinde eklenen dönem ödevi


G.821'e göre hata parametreleri ve ölçüm yöntemleri. "Noktadan noktaya" tipindeki DSP kanallarının parametrelerini ölçmek için şema. G.826'ya göre ölçüm metodolojisinin temel ilkeleri. Gösterge ölçüm tekniği. Kod hatalarının parametrelerinin ölçülmesi, bit hatalarıyla ilişkileri.

TEMEL TELSİZ ELEKTRONİK ÖLÇÜMLERİ VE ÖLÇÜM CİHAZLARI

Radyoelektronik ölçümler ve radyo ölçüm cihazları, herhangi bir uzmanlık alanında deneysel fizikçi ve araştırma mühendisinin çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ölçüm, fiziksel bir niceliğin değerini özel teknik araçlar yardımıyla ampirik olarak bulmaktır. Radyo elektroniğinde, ölçüm nesneleri radyo-elektronik devrelerin ve sinyallerin parametreleri ve özellikleridir ve ölçüm aletleri radyo ölçüm aletleridir. Elektronik ölçümler aşağıdaki özelliklere sahiptir.

1. Doğada çeşitlilik.

Bu açıdan elektronik ölçüm cihazları dört gruba ayrılır:

İlk grup, jeneratörleri ölçer. Elektronik ekipmanın ayarlanması ve ayarlanması sırasında sinyalleri simüle etmek, sinyallerin bazı parametrelerini karşılaştırma yöntemleri, güç kaynağı ve ölçüm ekipmanının kalibrasyonu ile ölçmek için kullanılırlar.

İkinci grup, sinyallerin parametrelerini ve özelliklerini ölçmek için araçlardır. Bu cihaz grubunun bir özelliği, cihazın girişine ölçülen sinyaller sağlama ihtiyacıdır. Cihazın çıkışında belirli bir sinyal parametresi hakkında nicel bilgi elde edilir. Bu grup, osiloskoplar, elektronik voltmetreler, frekans ölçerler, faz ölçerler, spektrum analizörleri vb. gibi ölçüm aletlerini içerir.

Üçüncü grup - dört bağlantı noktalı ağların özelliklerini ve parametrelerini ve ayrıca çeşitli elektronik devre düğümlerini ölçmek için cihazlar. Bu grubun cihazlarının bir özelliği, içlerinde incelenen dört kutuplu veya düğümü besleyen belirli bir şekle sahip sinyal oluşturucuların ve bu salınımların bu dört kutuplu veya düğümden geçişini değerlendirmeyi mümkün kılan ölçüm cihazlarının varlığıdır. Üçüncü gruptaki cihazlara bir örnek, ölçüm köprüleri, Q-metreler, frekans yanıt ölçerler (eğri izleyici), vb.

Dördüncü grup - ölçüm devrelerinin elemanları. Ayrı olarak yapılmış ve kalibre edilmiş zayıflatıcılar, faz kaydırıcılar, gösterge transformatörleri vb. içerir.

2. Bazen 10-12 büyüklük sırasına ulaşan çok çeşitli ölçüm değerleri.

3. Ölçülen sinyallerin düşük gücü.

Ölçüm işleminde, belirlenen değer, birim olarak alınan ve örnek ölçü olarak adlandırılan bilinen bir değer ile karşılaştırılır. Bunun için ölçü aletlerinin terazisi kalibre edilir. Ölçüm yaparken bir okuma alınır - cihazın göstergesi tarafından belirtilen sayı. Gösterge, okumaya karşılık gelen ve okumanın bir dönüştürme faktörü ile çarpılması sonucunda elde edilen fiziksel bir niceliktir.

2.2. Ölçüm jeneratörleri.

Ölçüm jeneratöründe simüle edilen sinyalin frekansı, şekli ve voltajı gerekli değere eşit olarak ayarlanır ve geniş bir aralıkta ayarlanabilir. Çıkış sinyallerinin şekline göre, ölçüm üreteçleri sinüzoidal sinyal üreteçleri, darbe sinyali üreteçleri ve gürültü sinyali üreteçlerine ayrılır.

Sinüzoidal sinyal üreteçleri sırayla, 20 Hz ÷ 200 kHz frekanslı düşük frekanslı (ses), 100 kHz ÷ 30 MHz frekanslı yüksek frekanslı ve ultra yüksek frekanslı olarak ayrılırlar.

Ses üreteçleri (GZ), onlarca mikrovolttan 30 volta kadar voltajlı bir sinyal üretir. Bu jeneratörler genellikle, yükün oluşturulan sinyalin kararlılığı üzerindeki etkisini ortadan kaldırmanıza ve yük üzerinde yeterli güç elde etmenize izin veren çok aşamalı bir şemada (Şekil 1) yapılır. Ana osilatör genellikle geri beslemede bir Wien zincirine sahip iki aşamalı bir RC otomatik osilatördür. Frekansta kademeli bir değişiklik, kapasitans C değiştirilerek ve direnç R değiştirilerek yumuşak bir şekilde gerçekleştirilir. Geniş bant amplifikatör, faz ters çevrilmiş bir aşama aracılığıyla bir ana osilatöre bağlı bir itme-çekme güç amplifikatörüdür.

Pirinç. 1. Sinüzoidal bir sinyal üretecinin blok şeması

Ardından sinyal, bir zayıflatıcı ve bir eşleştirme cihazından oluşan çıkış cihazına gider. Zayıflatıcı, frekanstan bağımsız bir sinyal zayıflama katsayısına sahip bir voltaj bölücüdür. Çıkış zayıflatıcı, voltajı adım adım değiştirir ve her adımda (aralık) geniş bantlı bir amplifikatörde düzgün ayar yapılır. Voltaj ölçer, tasarımını büyük ölçüde basitleştiren amplifikatör çıkışına bağlanır, çünkü bu durumda yalnızca bir sinyal voltaj aralığında çalışır. Çıkış voltajı, zayıflatıcı bölme faktörü ile çarpılan sayaçtaki voltaja eşittir. Zayıflatıcının bölme oranının kararlı olması için çıkışındaki yükün sabit (tipik olarak 600 ohm) olması gerekir. Yük direnci bu değerden farklı ise, transformatör ve dahili yükten oluşan bir eşleştirme cihazı kullanılarak zayıflatıcı ile eşleştirilir. Dönüştürme oranı dikkate alındığında yük direnci 600 ohm'u önemli ölçüde aşarsa dahili yük açılır. Transformatör çıkışı da dengeli bir çıkış elde etmeyi kolaylaştırır. İkinci durumda, çıkış transformatörünün sekonder sargısının ortası topraklanır. Ölçümlerde, genellikle kullanılan sinyal voltajı değil, aşağıdaki formülle belirlenen desibel cinsinden seviyesidir:

U = 20 günlük (U / U 0) (dB).

Sıfır seviyesi, çoğunlukla, 600 ohm'luk bir dirençte 1 mW'lık bir harcanan güç oluşturan böyle bir U 0 voltajı olarak alınır. Bazen bir volta eşit bir voltaj sıfır seviyesi olarak alınır.

Standart sinyal üreteçleri (GSS, grup G4) hem dahili hem de harici düşük frekanslı osilatörlerden simüle edilebilen, frekans, çıkış voltajı ve şekli bakımından kalibre edilmiş yüksek frekanslı (taşıyıcı) sinüzoidal sinyaller sağlar. Yüksek frekanslı voltajın kaynağı, sinüzoidal salınımların bir LC jeneratörü olan ayarlanabilir bir yüksek frekanslı osilatördür (Şekil 2).

Pirinç. 2. Standart sinyal üretecinin blok şeması

Amplifikatör-modülatör, modülasyon modunda modülatörün işlevlerini de yerine getiren yüksek frekanslı bir amplifikatördür. Çıkış cihazı, düz bir zayıflatıcıdan, ardından bir basamaktan ve bazen kablonun ucunda bulunan harici bir ayırıcıdan oluşur. Yumuşak zayıflatıcının konumu bir ölçek kullanılarak kalibre edilir. Taşıyıcı voltaj ve modülasyon derinliği ölçer, yüksek frekanslı (HF) ve düşük frekanslı (LF) sinyal dedektörlerine sahip elektronik bir voltmetredir. GSS'nin çıkış empedansı çoğu durumda onlarca ohm'dur ve kabloyla uyumludur.

Darbe üreteçleri(GI, grup G5), belirli bir şekle sahip (çoğunlukla dikdörtgen) bir dürtü sinyalleri kaynağıdır. Tipik bir GI diyagramı Şek. 3. Ana jeneratör, darbe şekillendirme ünitesini başlatmak ve bu cihazdan senkronizasyon darbelerini çıkarmak için gerekli darbeleri üretir. Ana osilatör olarak, müteakip iki yönlü sınırlama veya gevşeme osilatörlerine sahip sinüzoidal osilatörler kullanılabilir. Ana darbe şekillendirici, senkronizasyon darbe çıkışına göre ayarlanabilir bir zaman gecikmesi ile başlatılır. Senkronizasyon darbesine göre ana darbenin gecikmesi, jeneratörler kullanılırken yaygın olarak kullanılır. Bu nedenle, bir osiloskop kullanırken, osiloskop taraması bir senkronizasyon darbesi tarafından tetiklenir ve ana darbe incelenen devreye ve onun aracılığıyla osiloskopa beslenir. Bu durumda, darbenin ön kenarı osiloskop ekranında açıkça görülebilir.

Pirinç. 3. Puls üretecinin blok şeması

Darbe şekillendirme ünitesinin çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Gevşeticiye ulaşan ve devrilmesine neden olan tetik darbesi, ölçüm darbesinin ön kenarını oluşturur. Aynı zamanda, darbe süresi τ'ya eşit dahili gecikme hattından geçen tetikleme darbesi, bu gevşeticinin başka bir girişine beslenir, bu da ilk durumuna dönmesine neden olur ve böylece ana darbenin arka kenarını oluşturur. süre τ. Çıkış amplifikatörü, çıkışta gerekli genlikteki ölçüm darbelerinin elde edilmesini sağlayan geniş bantlı bir amplifikatördür. Çıkış cihazı, çıkışta gerekli polariteye sahip darbeleri elde etmek için faz ters çevrilmiş bir aşamadan, jeneratörün dahili direncinin önceden belirlenmiş bir değerini sağlamak için bir emitör takipçisinden ve bir zayıflatıcıdan oluşur. Genlik ölçerler genellikle örnek bir voltajla karşılaştırma yöntemine göre çalışır.

2.3. Katot ışınlı osiloskoplar.

Osiloskop, elektrik sinyallerinin görsel olarak gözlemlenmesi ve parametrelerinin ölçülmesi için tasarlanmıştır. Voltaj, frekans, faz farkı, zaman aralıkları ve diğer sinyal parametrelerini ölçmenizi sağlayan çok yönlü bir cihazdır. İncirde. Şekil 4, bir osiloskopun blok şemasını göstermektedir. Osiloskopun ana birimi, lüminesan ekrana düşen ve incelenen sinyalin dikey olarak saptırıcı plakalara uygulanan şeklini tanımlayan dar bir elektron ışını oluşturan bir katot ışın tüpüdür. Elektron ışınının yatay yönde sabit hızla, yani zamanla doğru orantılı olarak hareketini sağlayan yatay saptırıcı plakalar. Bir elektron demetinin oluşumu, bir elektron tüpünün kontrol ızgarasına benzer şekilde çalışan ve demetteki elektron sayısını (parlaklık) düzenleyen bir modülatör (M) tarafından gerçekleştirilir. Anotlar A1 ve A2, elektronları tüp ekranında odaklamak için tasarlanmıştır. AZ anotu, ekranın fosforunun uyarılması için önemli olan ışındaki elektronların hızını artırmaya hizmet eder.

Pirinç. 4. Katot ışınlı osiloskopun blok şeması

Osiloskopun kalan düğümlerinin çalışmasını ve amacını kısaca ele alalım. İncelenen sinyal, yükü gecikme hattı (genellikle bir kablo parçası) olan verici takipçisine giriş bölücü üzerinden koaksiyel kablo aracılığıyla beslenir. Verici takipçisi, yüksek giriş empedansına ve düşük giriş kapasitansına sahiptir, bu da zayıf sinyallerin bozulmasının olmamasına katkıda bulunur. Düşük çıkış empedansı nedeniyle gecikme hattının karakteristik empedansına uygundur. Taramanın başlangıcına göre sinyalin varışındaki gecikme, özellikle belirli bir seviyeye ulaştığında incelenen sinyalin kendisinden taramanın dahili tetiklenmesi modunda, sinyalin yükselen kenarını gözlemlemeyi mümkün kılar. Amplifikasyondan sonra sinyal, tüpün dikey olarak saptırılan plakalarına girerek, ekrandaki ışını sinyal voltajıyla orantılı olarak dikey olarak saptırır. Kirişin zamanla orantılı olarak yatay yer değiştirmesi, süpürme jeneratörü tarafından üretilen ve yatay olarak saptırılan plakalara uygulanan testere dişi voltajı tarafından gerçekleştirilir. Süpürme üreteci tetik modu, bekleme veya periyodik olabilir. Tarama, bekleme modunda X girişinden (harici tetikleyici) gelen harici bir saat sinyalinden veya araştırılan sinyalden (dahili tetikleyici) tetiklenir. Periyodik modda, süpürme jeneratörü ya şebekeden periyodik olarak başlatılır ya da kendi, ancak düzenlenmiş frekansı ile otomatik olarak çalışır. Bazı osiloskoplarda, bir süpürme jeneratörü yerine yatay sapma plakalarına bağlanabilen bir yatay sapma yükselticisi (yükseltici X) bulunur. Bu durumda, kirişin yatay sapması X girişindeki voltajla orantılı hale gelir. Bu, ekranda Y sinyalinin X sinyaline bağımlılığını, örneğin cihazların akım-voltaj özelliklerini elde etmeyi mümkün kılar. . Yardımcı cihazlar, genlik ve süre kalibratörlerini içerir. Çok ışınlı osiloskoplarda, katot ışınlı tüp, tüm ışınlar için ortak olan, yatay olarak saptırıcı plakalar, ancak her ışın için dikey olarak saptırıcı plakalar olan birkaç elektron ışın oluşturucusuna sahiptir. Bu durumda, birkaç Y girişi ve birkaç dikey sapma yükselticisi vardır (ışın sayısına göre). Bu osiloskoplar, aynı anda birden fazla sinyali taramanıza izin verir. Çok kanallı osiloskoplarda, tüp sıradan, tek ışınlıdır, bir anahtar kullanılarak dönüşümlü olarak birkaç Y girişinden yalnızca sinyaller sağlanır. Depolama osiloskopları, bir sinyali saklayan ve ardından sinyal etkinleştirildikten sonra bunu plakalara uygulayan bir hafıza cihazına sahiptir. Bu, çok kısa süreli (nanosaniye) sinyallerin süpürülmesini uzun bir süre (dakikalar) boyunca gözlemlemenizi sağlar.

2.4. Gerilim ve akım ölçümleri.

Akım ve voltaj ölçümleri, çeşitli cihazların incelenmesinde ve bunların çalışmasının kontrolünde esastır. Bununla birlikte, radyo mühendisliğinde voltaj ölçümü baskındır ve oldukça nadir durumlarda akımlar ölçülür, voltaj ölçümünü bilinen bir dirençte değiştirmeye çalışır ve ardından akımı Ohm yasasına göre belirler. Ölçülen alternatif voltaj ve akım, aşağıdaki parametrelerle tahmin edilir (Şekil 5): genlik, ortalama, ortalama doğrultulmuş ve etkin (etkin) değerler.

Pirinç. 5. AC voltaj parametreleri

Genlik (tepe değeri) U m, bir periyot boyunca en yüksek gerilim değeri olarak tanımlanır. Sıfıra göre asimetrik bir voltaj için, yukarı U m + ve aşağı U m- tepe sapmaları kavramları tanıtılır. Alternatif voltajın ortalama değeri U cf sabit bileşenidir:

.

Ortalama doğrultulmuş değer Uw, tam dalga doğrultmasından sonra voltajın sabit bileşeni olarak tanımlanır:

.

U eff'nin etkin veya etkin değeri, ölçülen voltajın rms değerinden tahmin edilir:

.

Gerilim değişikliği yasası, K a = U m / U eff genlik katsayıları ile tahmin edilen U m, U sv, U eff arasındaki belirli nicel ilişkilere ve K f = U eff / U eff formuna karşılık gelir. Yani, harmonik voltaj için K a = 1.41, K f = 1.11.

Dikdörtgen salınımlı voltaj - menderes - sabit bir bileşen olmadan K a = K f = 1 olarak karakterize edilir. Ölçülen voltaj ve akımın yeterince yüksek bir gücüyle, manyetoelektrik sistem aletleri ile ek cihazlarla birlikte ölçülebilirler. Böylece, doğru akım ve alternatif akımın (ve voltajın) ortalama değeri bir manyetoelektrik aletle doğrudan ölçülebilir.

Ortalama doğrultulmuş değer, bir köprü tipi diyot doğrultucu ile birlikte manyetoelektrik sistem cihazları tarafından ölçülür.

Pirinç. 6. Termoelektrik dönüştürücü

Akımların ve voltajların etkin değerleri, içinden akımın aktığı bir termokupl ve bir ısıtıcının bir kombinasyonu olan termoelektrik dönüştürücülü bir manyetoelektrik sistemin aletleriyle ölçülür (Şekil 6). Isıtıcı 1, termokuplun çalışma (sıcak) bağlantısına bağlanır. Çalışmayan (soğuk) bağlantılara bir manyetoelektrik cihaz bağlanır. Isıtıcının termal ataleti nedeniyle, kararlı durum modundaki sıcaklığının, anlık güçteki bir değişiklikle pratik olarak değişmediği ve böylece cihazın akımın etkin değerini ölçtüğü varsayılabilir. Termokupl, ısı transferini azaltmak ve hassasiyeti artırmak için genellikle bir vakuma yerleştirilir. Frekans aralığı (200 MHz'e kadar), cihazın toprağa göre kapasitansı, kendi endüktansı ve ısıtıcıdaki cilt etkisi ile sınırlıdır.

elektronik voltmetreler(B2 - doğru akım, B3 - alternatif, B4 - darbe, B5 - faza duyarlı, B6 - seçici, B7 - evrensel).

Hassasiyeti artırmak ve ölçülen voltaj değerleri aralığını genişletmek için özel cihazlar geliştirilmiştir - elektronik voltmetreler. Ölçülen parametreye göre, tepe değeri (tepe), ortalama (DC voltajı), ortalama doğrultulmuş ve etkin değerlerin voltmetreleri ayırt edilir. Elektronik voltmetreler, 10 MΩ'a ulaşan büyük bir giriş empedansına sahiptir, 1-3 GHz'e kadar geniş bir frekans aralığına sahiptir ve ağır yüklere dayanabilir. Elektronik voltmetrelerin tipik blok şemaları Şekil 2'de gösterilmektedir. 7. Elektronik voltmetrelerin giriş cihazı, yüksek frekanslarda tellerin etkisini azaltmak için çoğunlukla uzak bir sondaya monte edilmiş bir emitör takipçisi ve dirençli bir voltaj bölücü olan bir zayıflatıcıdan oluşur.

Pirinç. 7. Elektronik voltmetrelerin blok şemaları:

a) alternatif voltaj; b) sabit voltaj;

c) AC ve DC gerilimi

Elektronik voltmetrelerdeki yükselticiler, düşük voltajları ölçerken hassasiyeti artırmak için tasarlanmıştır. Amplifikatör kazancının kararlılığını artırmak ve harmonik bozulmayı azaltmak için, genellikle negatif geri beslemeli çok aşamalı bir amplifikatör kullanılır.

Voltmetre dedektörü, ölçülen voltajı bir manyetoelektrik cihaz tarafından ölçülen sabit veya titreşimli bir forma dönüştürmek için tasarlanmıştır. Dönüşüm yasasına bağlı olarak, dedektörler tepe (genlik), etkin değer dedektörleri ve düzeltilmiş ortalama değer dedektörleri olarak alt bölümlere ayrılır.

Pirinç. 8. Pik dedektör devresi ve voltaj grafiği

Tepe dedektöründe, devre parametreleri (Şekil 8), kapasitör yükünün zaman sabiti τ 3 = R i * С (R i diyotun iç direncidir) sabit deşarj devresinden çok daha az olacak şekilde seçilir. Salınım periyodu giriş voltajından çok daha uzun olan τ р = R * С: τ p >> T. Sonuç olarak, birkaç salınım periyodundan sonra, kapasitör U m genlik değerine yakın bir ortalama U cf değerine sahip bir U c voltajına yüklenecektir.

RMS dedektörü, kare kanun akım-voltaj karakteristiğine sahip olmalıdır.

Pirinç. 9. I - V karakteristiğinin parçalı düzgün yaklaşımına sahip ikinci dereceden bir dedektör şeması

Hemen hemen tüm aktif elemanlar, volt-amper karakteristiğinin ikinci dereceden bir bölümüne sahiptir: lambalar, transistörler, diyotlar; ancak bu bölümün uzunluğu kısadır. Bunu artırmak için, her biri belirli bir aktif elemanın ilk ikinci dereceden kesiti tarafından sağlanan K-kesitlerinde bir parabolik eğrinin parçalı düzgün bir yaklaşımı kullanılır. İncirde. Şekil 9, böyle bir dedektörün bir diyagramını göstermektedir. Yaklaşım bölümlerinin sayısı, sonraki her diyota kademeli olarak artan bir ters ön gerilim voltajının (E cm) sağlandığı ve her birinin U girişinde> E cm açılmasına neden olan diyot zincirlerinin sayısına karşılık gelir.

Pirinç. 10. Ortalama doğrultulmuş değer dedektörünün devresi

Doğrultulmuş ortalama dedektörü, genellikle bir köprü devresine monte edilmiş bir tam dalga doğrultucudur (Şekil 10). Bu dedektördeki akımın ölçülen voltajın ortalama doğrultulmuş değeriyle orantılı olması için, diyotlara sağlanan giriş voltajının genliğinin, diyotun akım-voltaj karakteristiğinin ikinci dereceden bölümünü önemli ölçüde aşması gerekir, yani, algılamanın ikinci dereceden değil doğrusal olması için. Bazı özel voltmetre türlerini ele alalım.

Seçici (seçici) elektronik voltmetre diğer frekansların spektrumunda belirli (seçilmiş) bir frekansın sinüzoidal voltajını ölçmek için tasarlanmıştır. Böyle bir voltmetrenin çalışma prensibi, istenen frekansın voltajını diğer frekansların spektrumundan izole etmeye, seçilen frekansın voltajını yükseltmeye ve daha fazla ölçmeye dayanır.

Dijital voltmetreler.

Dijital sayımın kullanılması, ölçümün hızını ve doğruluğunu artırır ve ölçüm sürecinin otomatikleştirilmesine olanak tanır. Dijital cihazların ana birimi, sürekli ölçülen bir değeri dijital koda dönüştüren bir analogdan dijitale dönüştürücüdür. Darbe zamanı dönüştürücüsü olan bir dijital voltmetrenin blok şemasını ele alalım (Şekil 11).

Pirinç. 11. Dijital voltmetrenin blok şeması

Ölçüm döngüsünün başlangıcında, kontrol cihazından gelen bir darbe elektronik sayacı sıfırlar ve aynı anda elektronik anahtarı açarak rampa voltaj üreteci devresini başlatır. Elektronik anahtarın açıldığı andan itibaren sayaç darbe üretecinden f tekrarlama hızına sahip sayma darbeleri elektronik anahtar aracılığıyla elektronik sayacın girişine beslenir. Karşılaştırıcının girişlerinden birine, ikinci girişi ölçülen voltajı alan doğrusal olarak değişen bir voltaj uygulanır. Karşılaştırıcı, ölçülen ve doğrusal olarak değişen voltajın eşitliği anında elektronik anahtarı kapatan bir darbe gönderir. Bu nedenle, ölçülen voltaj elektronik anahtar işleminin Dt zaman aralığıyla ve sonuç olarak elektronik sayaç tarafından kaydedilen sayma darbelerinin sayısıyla orantılı olacaktır. Çok sayıda sayma darbesi (yüksek frekansları) ile voltaj ölçüm doğruluğu yüksek olacaktır.

2.5. Frekans ölçümü.

Frekans ölçümü, radyo elektroniğinde çözülen en önemli görevlerden biridir, çünkü bir yandan frekans, sinyalin ana özelliklerinden biridir ve diğer yandan frekans ölçüm tekniği, frekans ölçüm tekniği ile karşılaştırıldığında en doğrudur. diğer fiziksel niceliklerin ölçümlerini frekans ve zaman aralıklarının ölçümlerine indirgemek için ön koşul olan başka herhangi bir niceliğin ölçüm tekniği. Frekansı ölçmek için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir: köprü, kapasitörlerin şarj ve deşarjı, rezonans, heterodin, elektronik sayma.

R 3 / R 4 = (R 1 + 1 / (iω 0 C 1)) / (1 / R 2 + iω 0 C 2) -1 veya R 3 / R 4 = R 1 / R 2 + С 1 / С 2 + i (R 1 ω 0 C 2 -1 / (R 2 ω 0 C)).

Gerçek ve hayali kısımları eşitleyerek,

R 1 / R 2 + C 2 / C 1 = R 3 / R 4 ve R 1 ω 0 C 2 -1 / (R 2 ω 0 C 1) = 0.

İkinci eşitlik, köprünün dengesinin meydana gelme sıklığını belirler:

ω 0 = 1 / (R 1 R 2 C 2 C 1) 1/2.

Pirinç. 12. Frekans ölçümü için Wien köprü devresi

R 1 R 2 köprüsünün denge durumu, R 1 R 2 dirençlerinin değeri ve C 1 C 2 kapasiteleri değiştiğinde, gösterge cihazının (IP) göstergesinin minimumunda sabitlenir. Genellikle R 1 = R 2 = R, C 1 = C 2 = C, ω 0 = 1 / (RС), R ve C değerleri frekans değerlerinde derecelendirilir ve R 1 ve R 2 aynı anda değişir ve düzgün ayar ve C1 ve C2, eşzamanlı atlamalı frekans ölçeği için çarpanlardır.

Kondansatör şarj ve deşarj yöntemi Sinyal kaynağının sabit voltajında ​​frekansıyla orantılı olan bir kapasitörün ortalama şarj veya deşarj akımının ölçülmesine dayanır (Şekil 13). Bir sınırlayıcı yükseltici, zayıf sinyalleri yükseltir ve güçlü sinyalleri, tüm sinyaller için aynı olan belirli bir U 0 genliği ile sınırlar. C kondansatörünü şarj etmek için zaman sabiti, giriş voltajının süresinin yarısından çok daha az seçilir, böylece kapasitörün en yüksek frekanslarda bile deşarj süresi olur.

Pirinç. 13. Bir kapasitörün periyodik şarj ve deşarj şeması

Aşırı şarj elektrik miktarı Q = CU 0'dır. Böylece diyot ve manyetoelektrik cihazdan geçen i = fQ = cfU 0 akımının ortalama değeri frekansla orantılıdır. Bu tip frekans ölçerler, onlarca hertz'den megahertz birimlerine kadar olan aralıkta çalışır. Limitten limite geçiş, kapasite değiştirilerek sağlanır.

Pirinç. 14. Rezonans dalga ölçer:

a) blok diyagramı; b) devreli salınımlı bir sistem; c) koaksiyel rezonatör

rezonans dalga ölçer ayarlanabilir bir salınım sisteminde ölçülen frekansta rezonans olgusunun elde edilmesine dayanır. Bu yöntem, 50 kHz'den başlayarak yüksek ve ultra yüksek frekanslarda uygulanır. Yüzlerce megahertz'e kadar olan frekanslarda, toplu parametrelere sahip rezonans devreleri ve daha yüksek frekanslarda - rezonatörler veya koaksiyel kablo bölümleri kullanılır. Rezonans durumu, manyetoelektrik cihaz tarafından maksimum voltajda belirlenir. Ölçülen frekans değeri kapasitör ölçeğinden okunur. Bir koaksiyel rezonatörde dalga boyu, pistonun mekanik hareketi ile belirlenir. Rezonans koşulu l = (kλ) / 2'dir, burada k bir tamsayıdır. Koaksiyel rezonatörün kalite faktörü 10 3 -10 4'tür.

Heterodin frekans ölçerölçülen frekansın, ayarlanabilir kalibre edilmiş bir osilatörün (yerel osilatör) bilinen frekansı ile karşılaştırılmasına dayalıdır.

Pirinç. 15. Bir heterodin frekans ölçerin blok şeması

Ölçme sırasında mikser, ölçülen frekansın voltajını giriş cihazından ve voltajı değişken frekanslı lokal osilatörden alır. Yerel osilatörün frekansını değiştirerek, çıkışta gösterge (telefonlar veya kadranlı gösterge) tarafından kaydedilen sıfır vuruş görünümünü elde ederler. Çıkışta sıfır vuruş elde edilmesi, ölçülen frekansın, ölçek tarafından belirlenen yerel osilatör frekansı ile eşitliğini gösterir. Yerel osilatör ölçeğini kalibre etmek için, çıkışından gelen voltajı karıştırıcıya beslenen bir kristal osilatör kullanılır. Yerel osilatörün frekansı, ayar kapasitörlerinin yardımıyla ayarlanarak kristal osilatörün (veya harmoniğinin) frekansına eşit olarak ayarlanır.

Elektronik sayma frekans ölçer.

Tipik olarak, cihaz devresi (Şekil 16), salınımların hem frekansını hem de periyodunu doğrudan ölçmek mümkün olacak şekilde inşa edilmiştir.

Pirinç. 16. Dijital frekans ölçerin blok şeması

Frekans f x ölçülürken, giriş 1'e bilinmeyen frekansta bir voltaj uygulanır. Giriş cihazı, voltajı şekillendirme cihazının çalışması için yeterli bir değere yükseltmek için bir voltaj bölücü ve bir geniş bant yükselticidir. Şekillendirme cihazı, sinüzoidal voltajı, sinyal frekansına eşit bir frekans ile dik kenarlı, sabit genlikli dikdörtgen darbelere dönüştürür. Bu darbeler bir elektronik anahtar aracılığıyla bir elektronik sayaca beslenir. Öte yandan, Δt süreli kalibre edilmiş zaman aralıklarının darbeleri, bir kuvars jeneratörü tarafından üretilen frekansta oldukça kararlı salınımlardan on günlük frekans bölücüler tarafından oluşturulan kontrol cihazı aracılığıyla elektronik anahtara beslenir. Bu darbeler elektronik anahtarı, ölçülen frekansın sayaç darbelerinin elektronik sayaca beslendiği bir Δt süresi boyunca açar; ikincisi sayılır ve dijital okuma cihazında f x = n / Δt okuması şeklinde verilir. Salınım periyodu ölçülürken, giriş 2'ye ve ardından kontrol cihazının elektronik anahtarı açtığı Δt = Tx zaman aralıklarını oluşturan bir şekillendirme cihazına bilinmeyen frekansta bir voltaj verilir. Bu durumda sayma darbeleri, oldukça kararlı bir kristal osilatörün frekansının ön çarpımından sonra şekillendirme cihazında elde edilen zamanla kalibre edilmiş dikdörtgen darbelerdir. Δt süresi boyunca elektronik sayaca ulaşan bu darbelerin sayısı, bilinmeyen frekans T x = n / f periyodu ile orantılı olacaktır. Periyot ölçümünün doğruluğu ne kadar yüksek olursa, periyot o kadar uzun olur, yani sinyal frekansı ne kadar düşükse, giriş 1'de ölçülen frekansın doğruluğu ne kadar yüksek olursa, sinyal frekansı o kadar yüksek olur.

2.6. Faz farkı ölçümü.

Aynı frekanstaki iki harmonik voltaj arasındaki faz farkının ölçümü, elektronikte çeşitli iki bağlantı noktalı ağların incelenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Faz farkını ölçmek için bazı yöntemleri ele alalım. Osilografik yöntemler, Şekil 2'de açıkça gösterilmiştir. 17.

Pirinç. 17. Faz farkını ölçmek için osilografik yöntemler:

a) iki ışınlı (iki kanallı) bir osiloskopta her iki sinyalin de taranması Δφ = 2π Δt / T;

b) X ve Y'de aynı kazanıma sahip Lissajous rakamlarının kullanılması (X'te amplifikatörlü tek kanallı osiloskop), sinφ = h / H, tg (φ / 2) = b / a,

a ve b, elipsin büyük ve küçük yarım eksenleridir

Karşılaştırma (telafi) yöntemi incelenen iki kapılı ağın çıkışında ölçülen faz kaymasını, tek bir harmonik salınım kaynağı ile çalışan kalibre edilmiş faz kaydırıcının faz kayması ile karşılaştırmaktan ibarettir (Şekil 18).

Pirinç. 18. Kompanzasyon yöntemiyle faz kaydırma ölçerin blok şeması

İncelenen iki portlu şebekeden geçen voltaj ve kalibre edilmiş faz kaydırıcıdan ve genlik regülatöründen geçen aynı voltaj, geleneksel bir diferansiyel transformatör olan kompanzasyon ünitesine beslenir. Giriş voltajları faz ve genlik olarak eşitse, kompanzasyon ünitesinin çıkışındaki voltaj, voltaj göstergesinin sıfır okumalarıyla kanıtlandığı gibi sıfıra eşittir. Faz kayması, faz kaydırıcının ölçeği ile belirlenir, dört kapılı sistemdeki sinyal zayıflaması, genlik regülatörünün ölçeği tarafından belirlenir.

Dijital yöntem (ayrık sayma yöntemi) faz kaymasıyla orantılı olarak Δt = T Δφ / 2π süresi boyunca kalibre edilmiş bir frekansın sayma darbelerinin sayısının ölçülmesine dayanır.

Pirinç. 19. Bir dijital faz ölçerin blok şeması

Şekillendiriciler, faz kaymasının ölçüleceği harmonik salınımları, ön kenarı harmonik salınımların sıfırdan geçiş anlarına karşılık gelen sivri tek kutuplu darbelere dönüştürür. Kontrol cihazı, farklı girişlerden gelen darbeler arasındaki Δt kaydırma süresi için elektronik anahtarı açar ve sayaç, bu süre boyunca geçen darbelerin sayısını sayar.

Yüksek ve ultra yüksek frekanslarda faz farkı ölçülürken, frekansın önce iki özdeş karıştırıcıya ve bir ortak yerel osilatöre sahip bir heterodin dönüştürücü kullanılarak düşürüldüğüne dikkat edin (Şekil 20). Daha sonra düşük frekans bölgesinde faz farkı yukarıda tartışılan yöntemlerden biri kullanılarak ölçülür.

Pirinç. 20. Frekans dönüştürme devresi

Karıştırıcı çıkışındaki gerilimlerin faz kayması, giriş gerilimlerininkiyle aynıdır:

U 1 = U 1 sin [(ω-ω r) t + φ 1 -φ r]; U 2 = U 2 sin [(ω-ω r) t + φ 2 -φ r].

2.7. Spektrum analizörleri.

Spektrum analizörleri, sinyal spektrumunun görsel olarak gözlemlenmesi için tasarlanmıştır. İki yapısal devreye sahip en yaygın kullanılan sıralı analiz spektrum analizörleri: ayarlanabilir bir filtre devresi ve bir süperheterodin devresi.

Ayarlanabilir bir filtre spektrum analizöründe incelenen sinyalin spektrumu, otomatik filtre ayarı, spektrum bileşenlerinin seçimi, algılama, amplifikasyon ve CRT vinci üzerinde gözlem yoluyla görüntülenir (Şekil 21).

Pirinç. 21. Ayarlanabilir filtreli spektrum analizörü

Filtre, değişen tarama voltajı ile yeniden düzenlenir, bunun sonucunda ekrandaki spektrum görüntüsü hareketsizdir. Bu devrenin dezavantajı dar aralığıdır.

süperheterodin devresi(Şekil 22) geniş bir frekans aralığında elektriksel ayar sağlar. Çalışma prensibi, incelenen sinyalin spektrumunun ara frekans bölgesine lineer sıralı transferine ve filtre ayarının orta frekansına göre hareketine indirgenmiştir. Bu durumda, filtre değişmez bir şekilde ara frekansa ayarlanır ve voltaj tarafından kontrol edilen bir süpürme frekans üreteci (SWG) olan yerel osilatörün frekansındaki değişiklik nedeniyle sinyal spektrumunun sıralı hareketi elde edilir. süpürme jeneratörü. GKCH'nin CRT ekranında salınım periyodu sırasında, araştırılan sinyalin spektrumu, her biri araştırılan sinyalin spektrumunun belirli bir harmoniği için ortalama güçle orantılı olan parlak çizgiler şeklinde gözlenir.

Pirinç. 22. Süperheterodin tipi spektrum analizörünün şeması

2.8. Genlik-frekans özellikleri ölçerler (eğri izleyici).

Karakteristik eğrilerin kullanılması, bir katodun ekranında genlik-frekans karakteristiğinin (AFC) doğrudan gözlemlenmesiyle bir ölçüm jeneratörü ve bir voltmetre kullanarak noktalarla genlik-frekans karakteristiklerini almanın oldukça uzun ve zahmetli sürecini değiştirmeyi mümkün kılar. -ışın tüpü. Eğri izleyicinin avantajı, iki bağlantı noktalı ağları ayarlamak için kullanıldığında özellikle açıktır, çünkü ayarlama işlemi sırasında belirli parametrelerin değiştirilmesinin etkisi, genlik-frekans karakteristiğinin şeklini değiştirerek eğrinin eğrisi üzerinde hemen görülebilir. .

Pirinç. 23. Genlik-frekans özellikleri metre devresi

Osilatör frekans taraması genellikle bir varikap veya manyetik modülatör kullanılarak gerçekleştirilir. Cihaz geniş bir frekans aralığını kapsadığından, sayaçtaki bazı düğümler frekans dönüştürme ilkesine göre yapılır - miksere iki sinyal beslenir: biri aralık üretecinden, diğeri frekans modülasyonlu bir jeneratörden (FKCH). Mikserin çıkışında, alçak geçiren filtreler, GKCH'deki ile aynı tarama ile bir fark frekansı seçer. Anahtardan, frekans modülasyonlu sinyal, otomatik kazanç kontrol (AGC) sistemine sahip bir geniş bant amplifikatöre beslenir, burada 1 V'luk bir voltaja yükseltilir ve daha sonra bir zayıflatıcı aracılığıyla incelenen dört kutupluya beslenir. . Dört kapılı sistemin çıkışından sinyal, dedektör kafasına ve algılamadan sonra CRT dikey sapma yükselticisine gider. Tüpün yatay taraması, osilatör frekansının modülasyonu (salınım) ile senkronize olarak gerçekleştirildiğinden, incelenen dört kutuplu AFC ekranda yeniden üretilir.

Frekans kalibrasyonu için, GKCH ile kalibre edilmiş frekansların harmonikleri arasındaki sıfır vuruşlar sonucunda etiket bloğunda oluşan devrede frekans etiketleri oluşturulabilir: 0.1; 0,5; 1; 5 MHz.

2.9. Radyo mühendisliği devrelerinin elemanlarının parametrelerinin ölçümü (R, L, C, tgδ = 1 / Q)

Voltmetre-ampermetre yöntemiözel cihazlar gerektirmez (şek. 24).

Pirinç. 24. Voltmetre-ampermetre yöntemiyle karmaşık direnci ölçmek için şema

Devreye f frekanslı bir alternatif akım kaynağından güç verildiğinde, empedans modülü belirlenebilir:

,

burada RU voltmetrenin iç direncidir. Direncin aktif kısmı, sabit bir voltajda ölçülerek belirlenir. Bundan sonra direncin reaktif kısmı hesaplanabilir. Bir elektronik voltmetre ve bir termoelektrik ampermetre yaygın olarak kullanılır. Kondansatör veya indüktör olarak bağlandığında, besleme jeneratörünün frekansını f bilerek L ve C'yi belirleyebilirsiniz: 1) X c = 1 / (ωC) = U / I ve C = I / wU, 2) XL = ωL = U / I ve L = U / wI.

Köprü yöntemleri düşük radyo frekansları aralığında kullanılır ve empedans ölçümlerinde en yüksek doğruluğun elde edilmesini sağlar. Sabit durum göstergesi, köprünün çalışmasına müdahale etmesini önlemek için yüksek bir dirence sahip olmalıdır. Böyle bir gösterge elektronik bir osiloskop veya bir voltmetre olabilir. Köprünün dengesi şu koşul altında gelir

Z 1 Z 3 e ben (φ1 + φ3) = Z 2 Z 4 e ben (φ2 + φ4),

dolayısıyla Z1Z3 = Z2Z4; φ1 + φ3 = φ2 + φ4. Ölçülen direnç ve örnek direnç için alırsak, AC köprüsünde dengeyi sağlamak için iki ayar yapılmalıdır: örnek direnç modülü Z 2 ve argümanı φ 2. Ayarlama sırasında bu parametrelerin birbiriyle ilişkili olduğu akılda tutulmalıdır. Bu nedenle, köprünün dengelenmesinin, aktif ve reaktif bileşenleri eşzamanlı olarak ayarlarken, ardışık yaklaşım yöntemiyle gerçekleştirilmesi gerektiği sonucu çıkar.

Pirinç. 25. AC köprü devresi

rezonans yöntemi Herhangi bir iki terminalli ağın karmaşık direncinin aktif ve reaktif bileşenlerinin yanı sıra içlerindeki endüktans, kapasitans, direnç kayıplarını ölçmek mümkündür. Hemen hemen tüm durumlarda, belirtilen parametreleri belirlerken eşdeğer bir devrenin Q faktörünü ölçmek gerektiğinden, bu tür cihazlara Q faktörü ölçerler veya göstergeler denir.

Pirinç. 26. Sayacın şematik diyagramı

Geniş bir frekans aralığına sahip bir jeneratörden belirli bir kalibre edilmiş voltaj U 1, bir örnek (L 0 R 0) veya ölçülen (L x R x) indüktör ve örnek bir kalibre edilmiş değişken kapasitörden oluşan seri ölçüm osilasyon devresine verilir. . Devrenin parametrelerini bozmamak için kaynağın direncini azaltmak için çok küçük bir değere sahip direnç R1 ayarlanır. Ölçülen endüktans bobini L x R x'i bağlarken, sayaç, L x R x C 0: Q = U c / U 1 devresinin Q faktörünü doğrudan ölçmenizi sağlar. Sonuç olarak, U c'yi ölçen bir voltmetre genellikle bir Q değerine kalibre edilir. Örnek kondansatör ve direnç R1'in kayıplarının çok düşük olduğu göz önüne alındığında, devrenin bulunan Q faktörü, bobinin Q faktörüne eşit olacaktır. Devredeki rezonans maksimumda işaretlendiğinde, voltmetre U c'nin okumaları şu şekilde yazılabilir:

Q = U c / U 1 = ω 0 L x / R x = 1 / (ω 0 C 0 R x).

Buradan, С 0, Q bilerek ve rezonans frekansı ω 0 kaydederek, L x ve R x'i belirlemek mümkündür. Bilinmeyen bir kapasitans C x ölçülürken, devreye örnek bir endüktans L o R o dahil edilir ve daha sonra rezonans frekansından ve kalite faktörünün değerinden C x = 1 / (ω 0 QR 0) kapasitansı belirlenir.

Bir metre yardımıyla herhangi bir iki terminalli ağın karmaşık direncinin aktif ve reaktif kısımlarını da ölçebilirsiniz. Endüktif yapısı ile, iki kutuplu cihaz, L x R x yerine, kapasitif bir yapıya sahip - C x yerine bağlanır.

heterodin yöntemi Osilatörün salınım frekansının, salınım devresinin endüktansına ve kapasitansına bağımlılığına ve bu osilatörün frekansının, örnek bir kapasitör C 0 yardımıyla ayarlanabilen osilatörün frekansı ile karşılaştırılmasına dayanır. yüksek doğruluk elde etmeyi mümkün kılar.

Pirinç. 27. Kapasitans ve endüktansı ölçmek için heterodin yönteminin şeması

Ölçülen endüktans veya kapasitansı bağlamadan önce, her iki jeneratör de sıfır vuruşla sabitlenmiş bir referans kapasitör C 0 kullanılarak aynı frekansa ayarlanır. C x bağlandığında, jeneratör 2'nin frekansı değişir ve ardından C0 kondansatörü frekanslar çakışacak şekilde ayarlanır. Devrelerde aynı endüktanslarla ölçülen kapasitans, referans kapasitörün kapasitansındaki değişime eşit olacaktır. Hata %0.2-0.5'tir.

Ayrık sayma yöntemi (dijital) belirli bir zaman aralığı boyunca frekansı kalibre edilmiş darbelerin sayılmasına dayalıdır. Bu aralığın nasıl oluştuğuna bağlı olarak, iki tip devre kullanılır: 1) bir kondansatörün bir dirence periyodik olmayan bir deşarjının, deşarj zaman sabitine eşit bir zaman aralığı kullanılarak kullanıldığı bir devre; 2) bir salınım devresinde salınımları sönümleme sürecini kullanan bir devre. Birinci şemada, referans olarak neyin seçildiğine bağlı olarak (R 0 veya C 0), C x ve R x ölçmek mümkündür. Ölçümlere başlamadan önce, C x kondansatörü E voltajına yüklenir (anahtar 1 konumunda). Daha sonra anahtar 2 konumuna getirilir ve C x kapasitörünün R 0 direncine deşarjı üstel yasaya göre başlar U c = E e - t / τ. Anahtar 2 konumuna getirildiği anda, dijital zaman ölçere bir darbe gönderilir ve bu da zaman sayımını açar. Voltaj E, bölücü R 1 R 2'den karşılaştırıcının ikinci girişine beslenir. 2 / (R 1 + R 2) = E / 2.72. Deşarj sırasında kapasitör üzerindeki voltajın E / 2.72 değerine ulaştığı an, t = τ = C x R 0'da gerçekleşir. Bu sırada karşılaştırıcı, zamanlamayı durdurmak için ikinci bir darbe yayar. Ölçüm hatası ± %0,1.

İkinci şema, dijital sayaçlar oluşturmak için kullanılır (Şekil 29).

Pirinç. 28. C x R x'i zaman sabiti τ = C x R x ile ölçme şeması

Çalışma prensibi aşağıdakilere dayanmaktadır: bir periyoda eşit bir zaman aralığı ile ayrılmış iki sönümlü salınım genliğinin oranı, Δ = U 1 / U 2 = e δT'ye eşittir, burada δ = R x / ( 2L x) sönüm azalmasıdır, T salınımların periyodudur ... Dolayısıyla, T = lnΔ / δ, böylece devrenin kalite faktörü eşittir

Q = (2π L x) / (TR x) = (2L x / R x) (π δ / lnΔ) = π / lnΔ.

Dolayısıyla lnΔ≈π / Q ve D≈exp (π / Q). Birinci ve n-th'nin sönümlü salınımlarının genliklerinin oranı, Δ n = U 1 / U n = e n / Q'ya eşittir. n = Q için D n = e π = 23.14'e sahibiz, bu nedenle U n = Q = 0.0432.

Pirinç. 29. Dijital bir sayacın blok şeması

Yüksek görev döngüsüne sahip puls üretecinden, C 0 devresinin kapasitörü U 1 genliğine yüklenir, ardından C 0, L x ve R x tarafından oluşturulan devrede sönümlü bir salınım işlemi başlar. Aynı zamanda, eşik cihazı (1) zaman seçiciyi açar ve darbe sayacı, devredeki sönümlü salınımlardan şekillendirme aygıtında oluşan darbe salınımlarının periyodlarının sayısını sayar. Sönümlü salınımların genliği, n = Q olan 0.0432 U 1 değerine ulaştığında, eşik cihazı 2 seçiciyi kapatır ve darbe sayımı durur. Sayaç okumaları, gecikme satırı tarafından belirlenen belirli bir süre sonra sıfırlanır. Ölçüm hatası %0,1-0,2'dir ve yalnızca eşik cihazlarının doğruluğuna bağlıdır.

Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı

Federal Devlet Bütçe Eğitim Kurumu

yüksek mesleki eğitim

Çuvaş Devlet Üniversitesi, I.N. Ulyanov

Radyo Mühendisliği ve Elektronik Fakültesi

RS ve S Bölümü

Laboratuvar çalışması No. 2, 3

Elektrik ve radyo mühendisliği parametrelerinin ölçümü

KÖPRÜ YÖNTEMİNE GÖRE ZİNCİRLER

Tamamlayan: RTE-11-10 grubunun öğrencisi

Ivanov A.O.

Kontrol eden: Kazakov V.D.

şeboksary 2012

laboratuvar 2

ELEKTRİK VE RADYO TEKNİK PARAMETRELERİN ÖLÇÜMÜ

KÖPRÜ YÖNTEMİNE GÖRE ZİNCİRLER

işin amacı: Aktif direnci ölçmek için köprü yöntemine giriş , indüktans L, kapasite İLE BİRLİKTE, Bobin ve salınım devrelerinin Q faktörü Q ve dielektrik kayıp tanjantı
, köprü devrelerine dayalı cihazların çalışma prensibinin incelenmesi ve bu cihazlarla çalışma becerilerinin kazanılması.

Kısa teorik bilgi

Elektrik ve radyo mühendisliği devreleri dirençler, indüktörler, kapasitörler ve bağlantı tellerinden oluşur. Bu bileşenleri seçmek veya kontrol etmek için direnç ölçülmelidir. r, indüktans , kapasite İLE BİRLİKTE... Ek olarak, kapasitörlerdeki kayıplar, bobinlerin Q faktörü ve salınımlı devreler sıklıkla ölçülür. Kapasitörlerdeki kayıplar, dielektrik kayıp açısının tanjantı tarafından belirlenir.
.

Ölçülen değerin (direnç, kapasitans, endüktans) ölçüm işlemi sırasında köprü kullanılarak örnek bir ölçüm ile karşılaştırılması DC veya AC akımda manuel veya otomatik olarak yapılabilir. Köprü devreleri yüksek doğruluk, yüksek hassasiyet ve çok çeşitli ölçülen parametre değerlerine sahiptir. Köprü yöntemleri temelinde, herhangi bir miktarı ölçmek için tasarlanmış ölçüm cihazları ve evrensel analog ve dijital cihazlar oluşturulur.

DC ölçüm köprüsü

DC köprüsü(Şekil 6) kapalı bir döngüde bağlı dört direnç içerir. dirençler ,,,bu konturun köprünün omuzları ve bitişik omuzların bağlantı noktalarına köşeler denir. Zıt köşeleri birleştiren zincirlere köşegen denir. Diyagonal ab bir güç kaynağı içerir ve denir çapraz güç kaynağı... Diyagonal ile birlikteNS G göstergesinin (galvanometre) dahil olduğu, denir diyagonal ölçmek.

Şekil 6. Köprü şeması doğru akım

DC köprüler direnci ölçmek için tasarlanmıştır. Köprü devreleri ile ölçüm işlemi, kolların direncinin oranına bağlıdır. denge koşulu(denge), şuna benzer:

.

Bir DC köprüsünün denge koşulu şu şekilde formüle edilir: köprünün dengelenmesi için köprünün karşıt kollarının dirençlerinin ürünleri eşit olmalıdır. Köprü kollarından birinin direnci (örneğin ) bilinmiyorsa, köprü kollarının dirençlerini seçerek köprüyü dengeledikten sonra ,ve , denge koşulundan buluruz
.

Köprünün denge durumunda, galvanometreden geçen akım sıfırdır ve bu nedenle besleme voltajındaki dalgalanmalar ve galvanometrenin direnci ölçüm sonucunu etkilemez. Bu nedenle, dengeli bir köprünün ana hatası, galvanometre ve devrenin hassasiyeti, kolların direncindeki hata ve ayrıca tellerin ve kontakların dirençleri ile belirlenir.

ANALOG ELEKTROMEKANİK ÖLÇÜM CİHAZLARI

Genel bilgi

Doğrudan değerlendirme için analog elektromekanik ölçüm cihazlarında, cihaza doğrudan ölçülen devreden sağlanan elektromanyetik enerji, hareketli parçanın sabit olana göre açısal hareketinin mekanik enerjisine dönüştürülür.

Elektromekanik ölçüm cihazları (EIT), esas olarak 50 Hz'lik endüstriyel frekansta, doğru ve alternatif akımlarda akım, voltaj, güç, direnç ve diğer elektriksel büyüklükleri ölçmek için kullanılır. Bu cihazlar doğrudan etkili cihazlar olarak sınıflandırılır. Bir elektrik dönüştürücü (ölçüm devresi), bir elektromekanik dönüştürücü (ölçüm mekanizması), bir okuma cihazından oluşurlar (Şekil 5.1).

Pirinç. 5.1. Bir analog EIT'nin blok şeması

Ölçüm devresi... Elektriksel olarak ölçülen X değerinin, fonksiyonel olarak ölçülen değer X ile ilişkili olan bazı ara elektriksel değerlere (akım veya voltaj) dönüştürülmesini sağlar. Y değeri, doğrudan ölçüm mekanizmasını (MI) etkiler.

Dönüşümün doğası gereği, ölçüm devresi bir dizi eleman (dirençler, kapasitörler, doğrultucular, termokupllar vb.) olabilir. Çeşitli ölçüm devreleri, geniş bir aralıkta değişen farklı miktarları, voltajı, akımı, direnci ölçerken aynı MI'nın kullanılmasına izin verir.

Ölçüm mekanizması... Cihaz tasarımının ana parçası olan elektromanyetik enerjiyi, sapma açısı için gerekli mekanik enerjiye ve sabit olana göre hareketli parçasına, yani.

α = f (Y) = F (X).

MI'nın hareketli kısmı, dönme eksenine göre bir serbestlik derecesine sahip mekanik bir sistemdir. Açısal momentum, hareketli parçaya etki eden momentlerin toplamına eşittir.

MI'nın çalışmasını tanımlayan momentlerin diferansiyel denklemi şu şekildedir:

J ( NS 2 α / dt 2) = Σ m, (5.1)

burada J, MI'nın hareketli kısmının atalet momentidir; a, hareketli parçanın sapma açısıdır; NS 2 α / dt 2 - açısal ivme.

Hareketi sırasında MI'nın hareketli kısmı şunlardan etkilenir:

tork M , tüm EIT'ler için, hareketli parçanın sapma açısına α göre mekanizmada yoğunlaşan elektromanyetik alanın enerjisinin değişim oranı ile belirlenir. Tork, ölçülen X miktarının bir fonksiyonudur ve bu nedenle Y (akım, voltaj, akımların çarpımı) ve α:

m= (∂w e / ∂α) = F(α) Yn, (5.2)

karşıt an M α, spiral yaylar, gergi telleri, kurşun teller yardımıyla mekanik olarak oluşturulur ve hareketli parçanın sapma açısı α ile orantılıdır:

M α = - W a, (5.3)

nerede W- yayın bükülme açısının birim başına belirli karşıt momenti (yayın malzemesine ve geometrik boyutlarına bağlıdır);

sakinleştirici an m nemli, yani harekete direnç kuvvetlerinin momenti, her zaman harekete yöneliktir ve açısal sapma hızıyla orantılıdır:

M usd = - r (NSα/ NS t), (5.4)

nerede r- sönümleme katsayısı (sönümleme).

(5.1)'deki (5.2) - (5.4)'ü değiştirerek, mekanizmanın hareketli parçasının sapması için diferansiyel denklemi elde ederiz:

J ( NS 2 α / dt 2) = m + m α + m usp, (5.5)

J ( NS 2 α / dt 2) + r (NSα/ NS t) + Wα = m. (5.6)

MI'nın hareketli parçasının kararlı durum sapması, dönen ve karşıt momentlerin eşitliği ile belirlenir, yani. m = mα, diferansiyel denklemin (5.6) sol tarafındaki ilk iki terim sıfıra eşitse. Eşitliğe değiştirme m = m a momentlerin analitik ifadeleri, hareketli parçanın sapma açısının a'nın ölçülen değerin değerine ve MI parametrelerine bağımlılığını gösteren cihazın ölçeğinin denklemini elde ederiz.

Elektromekanik cihazlar, elektromanyetik enerjiyi IM hareketli parçanın mekanik açısal yer değiştirmesine dönüştürme yöntemine bağlı olarak manyetoelektrik, elektrodinamik, ferrodinamik, elektromanyetik vb.

Analog EIT için okuma cihazı... Çoğu zaman, MI'nın hareketli kısmına sıkıca bağlı bir işaretçiden ve sabit bir ölçekten oluşur. İşaretçiler ok (mekanik) ve hafiftir. Ölçek, bir çizgi boyunca yer alan ve ölçülen değerin değerlerine karşılık gelen bir dizi ardışık sayıyı gösteren bir dizi işarettir. İşaretler vuruş, tire, nokta vb. şeklindedir.

Ölçek işaretine göre doğrusal (yatay veya dikey), yay (180 ° dahil bir yay ile) ve dairesel (180 °'den fazla bir yay ile) vardır.

İşaretlerin konumunun doğası gereğiüniform ve üniform olmayan ölçekleri, sıfıra göre tek taraflı, iki taraflı ve sıfır olmayan ölçekleri ayırt eder. Ölçekler, ölçülebilir bir nicelik birimleri (adlandırılmış ölçek) veya bölümler (adsız ölçek) olarak derecelendirilir. Ölçülen değerin sayısal değeri, terazide okunan bölme sayısının cihazın fiyatı (sabiti) ile çarpımına eşittir. Bölüm değeri - ölçeğin bir bölümüne karşılık gelen ölçülen değerin değeri.

EIT doğrudan etkili cihazlar olduğundan, S p cihazının hassasiyeti, S c devresinin hassasiyeti ve S ölçüm mekanizmasının hassasiyeti ile belirlenir ve:

S p = S q S ve (5.7)

Analog EIT doğruluk sınıfları: 0.05; 0.1; 0.2; 0,5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0.

Ölçü aletlerinin birimleri ve parçaları... Çoğu EIP için, MI çeşitliliğine rağmen, ortak birimler ve parçalar ayırt edilebilir - MI'nın hareketli kısmını kurmak, bir karşı moment, denge ve sakinlik oluşturmak için cihazlar

.

Pirinç. 5.2. Ölçüm mekanizmasının hareketli parçasının montajı

EIP'nin herhangi bir ölçüm mekanizması, hareketli parçanın serbest hareketini sağlamak için hareketli ve sabit bir parçadan oluştuğundan, ikincisi destekler (Şekil 5.2, a), çatlak işaretleri (Şekil 5.2.6), süspansiyon üzerine kurulur. (Şekil 5.2, c). Taşıma sırasında MI'nın hareketli kısmı bir kafes yardımıyla hareketsiz bir şekilde sabitlenir.

Desteklere hareketli bir parça takmak için cihazlarçekirdeklerin (çelik parçaların) preslendiği hafif bir alüminyum borudur. Çekirdeklerin uçları keskinleştirilir ve yuvarlak bir koni şeklinde öğütülür. Çekirdekler, akik veya korindon baskı yatakları ile desteklenir. MI'nın hareketli parçasını takarken, çekirdek ile çekirdekler üzerindeki baskı yatağı arasında sürtünme meydana gelir ve bu da cihazın okumalarında bir hataya neden olur. Sürtünmeyi azaltmak için yüksek doğruluk sınıfındaki (laboratuvar) cihazlarda, ölçek yatay olarak ve eksen dikey olarak ayarlanır. Bu durumda, yük esas olarak alt destek üzerinde yoğunlaşır.

Adam tellerine hareketli bir parça takmak için cihazlar MI'nın hareketli kısmının askıya alındığı iki ince bronz alaşım şerididir.

Pirinç. 5.3. MI'nın hareketli kısmının destekler üzerindeki genel detayları

Varlıkları, desteklerde sürtünme olmamasını sağlar, hareketli sistemi kolaylaştırır ve titreşim direncini arttırır. Streç teller, çerçeve sargısına akım sağlamak ve bir karşı moment oluşturmak için kullanılır.

Askılara hareketli bir parça takmak için cihazlarözellikle hassas cihazlarda kullanılır. MI'nın hareketli kısmı, ince bir metal (bazen kuvars) iplik üzerine asılır. Hareketli parçanın çerçevesine giren akım, askı ipliği ve altın veya gümüşten yapılmış torksuz özel bir akım kablosu aracılığıyla beslenir.

Bir karşı moment oluşturmak için IM'de hareketli parçanın desteklere montajı ile (Şekil 5.3), kalay-çinko bronzdan yapılmış bir veya iki düz spiral yay 5 ve 6 kullanılır. Yaylar aynı zamanda hareketli parçanın çerçeve sarımına giden akım uçları olarak da hizmet eder. Yayın bir ucu eksene veya yarı eksene, diğeri ise düzelticinin tasmasına (4) bağlanır. Açık olmayan cihazın okunu 3 sıfıra ayarlayan düzeltici, eksantrik olarak yerleştirilmiş bir pimi 8 olan bir vida 9 ve tasmalı bir çatal 7'den oluşur. Düzelticinin vidası 9, cihazın gövdesinin ön paneline çıkarılır, döner, çatalı 7 hareket ettirir, bu da yayın bükülmesine ve buna bağlı olarak ok 3'ün hareketine neden olur. Eksen 2 çekirdeklerle biter. baskı yataklarına dayalı 1.

Hareketli parçayı dengelemek için karşı ağırlıklar 10.

Pirinç. 5.4. Manyetik indüksiyon (a) ve hava (b) damperlerinin şemaları

Hareketli parçanın ağırlık merkezi dönme ekseni ile çakıştığında ölçüm mekanizması dengeli kabul edilir. İyi dengelenmiş bir ölçüm mekanizması, aynı ölçüm değerini farklı konumlarda gösterir.

Gerekli yatıştırıcı MI'yı oluşturmak için harekete yönelik bir an geliştiren sakinleştiriciler sağlayın (sakinleşme süresi 4 s'den fazla değil). MI'da manyetik indüksiyon ve hava damperleri en sık kullanılır, daha az sıklıkla sıvı olanlar (çok büyük sedasyon gerektiğinde).

Manyetik indüksiyon damperi (Şekil 5.4, o), mekanizmanın hareketli kısmına sağlam bir şekilde bağlanmış ve kalıcı bir mıknatıs alanında serbestçe hareket eden bir kalıcı mıknatıs 1 ve bir alüminyum diskten 2 oluşur. Sabit bir mıknatısın manyetik alanında hareket ederken diskte indüklenen akımların aynı mıknatısın akışıyla etkileşimi nedeniyle sakinlik oluşturulur.

Hava damperi (Şekil 5.4, b), MI'nın hareketli kısmına sağlam bir şekilde bağlı, hafif bir alüminyum kanadın (veya pistonun) 2 hareket ettiği bir odadır. Hava, odanın bir bölümünden diğerine (oda ve kanat arasındaki) boşluktan hareket ettiğinde, kanadın hareketi engellenir ve hareketli parçanın titreşimleri hızla sönümlenir. Hava damperleri, manyetik indüksiyon damperlerinden daha zayıftır.

Logometreler

Logometreler, iki elektriksel büyüklük Y 1 ve Y 2'nin oranını ölçen elektromekanik grubun cihazlarıdır:

α = F (Y 1 / Y2) n, (5.41)

burada n, IM sistemine bağlı bir katsayıdır.

Oran ölçerlerin özelliği, içlerinde dönen M ve karşıt M α momentlerinin elektriksel olarak oluşturulmasıdır, bu nedenle oran ölçer, ölçülen oranı oluşturan Y 1 ve Y 2 değerlerinden etkilenen iki algılama elemanına sahiptir. Y 1 ve Y 2 değerlerinin yönleri, hareketli parçaya etki eden M ve M α momentleri birbirine doğru yönlendirilecek şekilde seçilmelidir; bu durumda hareketli kısım daha büyük bir anın etkisi altında dönecektir. Bu koşulları yerine getirmek için, M ve M α momentleri, cihazın hareketli parçasının sapma açısına farklı şekilde bağlı olmalıdır.

Oran ölçer hatasının kaynakları, özellikle ferromanyetik malzemelerin varlığında iki algılama elemanının aynı olmayan performansıdır; orantı ölçerde ek M momentlerinin varlığı (desteklerdeki sürtünmeden, momentsiz bağlantılardan, hareketli parçanın dengesizliğinden). Buradan,

M = М α + М ekleyin. (5.42)

Ek bir M add momentinin varlığı, oran ölçer okumalarını yan faktörlere (örneğin voltaj) bağımlı hale getirir. Bu nedenle, çalışma voltajı aralığı, ölçek mezuniyetinin adil olduğu oran ölçer ölçeğinde gösterilir. Üst voltaj limiti, oran ölçer devrelerinde tahsis edilen maksimum güç tarafından belirlenir ve alt olan M add'dir. Mekanik bir karşı tork olmaması nedeniyle oran ölçerin voltajına bağlı olmayan ok, kayıtsız bir pozisyon alır.

Pirinç. 5.18. Manyetoelektrik oran ölçer mekanizmasının cihazı

Manyetoelektrik oran ölçerin çalışması aşağıdaki gibidir.

Kalıcı bir mıknatısın düzensiz bir manyetik alanında (Şekil 5.18), MI'nın hareketli kısmı, d = 30 ° -90 ° açıyla sabit bir şekilde sabitlenmiş ve ortak bir eksene monte edilmiş iki çerçeve içeren yerleştirilir. I 1 ve I 2 akımları, çerçevelere torksuz akım uçları kullanılarak sağlanır. Akımların yönü öyledir ki, I 1 akımı bir dönme momenti yaratır ve I 2 bir karşı koyma momenti yaratır:

M = I 1 (∂Ψ 1 / ∂α); M α = I 2 (∂Ψ 2 / ∂α), (5.43)

burada Ψ 1, Ψ 2, mıknatıs tarafından oluşturulan ve çerçevelere bağlanan akışlardır.

M ve M α momentleri α açısındaki değişime bağlı olarak değişir. Momentlerin maksimum değerleri, çalışma bölümünde M'de bir azalma ve M α'da bir artış elde etmeyi mümkün kılan bir d açısı ile kaydırılacaktır. Dengede, I 1 (∂Ψ 1 / ∂α) = I 2 (∂Ψ 2 / ∂α), nereden

burada f 1 (α), f 2 (α), akı bağlantısı değişim oranını belirleyen miktarlardır.

Momentlerin eşitliğinden şu sonuç çıkar:

α = F (I 1 / I 2) (5.45)

Akımların oranı, gerekli X değeri cinsinden ifade edilirse, o zaman

a = Fı (X). (5.46)

Bu işlevsel bağımlılığın varlığı, oran ölçerin ana çalışma koşulu karşılanırsa mümkündür, yani. ∂Ψ 1 / ∂α ≠ ∂Ψ 2 / ∂α'da, oran ölçerin hava boşluğundaki manyetik alanın yapay olarak oluşturulmuş düzensizliği ile sağlanır. Manyetoelektrik oran ölçerler direnç, frekans ve elektriksel olmayan miktarları ölçmek için kullanılır,

Elektro-radyo mühendisliği ölçümleri

Kitap, geniş bir frekans aralığında doğru akım ve alternatif akım üzerinde elektrik ve radyo mühendisliği miktarlarını ölçmenin ana yöntemlerini tartışıyor. Ölçüm devreleri, yapım prensipleri anlatılmış ve en yaygın ölçüm cihazlarının teknik özellikleri verilmiştir. Malzemenin asimilasyonunu kolaylaştırmak için hesaplama örnekleri verilmiştir. Ders kitabı, üretimde çalışanların mesleki eğitimi için kullanılabilir.

Temel tanımlar. Özellikler ve ölçüm yöntemleri.
Birçok fiziksel nesnenin (fiziksel sistemler, durumları, içlerinde meydana gelen süreçler) niteliksel olarak ortak bir özelliğine fiziksel nicelik denir. Elektrik ve radyo mühendisliğinde fiziksel büyüklükler elektrik voltajı, akım, güç, enerji ve ayrıca elektrik direnci, elektrik kapasitansı, endüktans, frekanstır.

Fiziksel niceliğin farklı anlamları olabilir. Fiziksel bir niceliğin ölçü birimi olarak belirli bir değer alınır. Tipik olarak, bu değer bir

Belirli bir fiziksel miktarın ölçümü, değerinin ampirik bir tespitidir. Kantitatif sonuç, yani. ölçüm sonucu, fiziksel bir miktarın bulunan değeri ile ölçü birimi karşılaştırılarak elde edilir.

İÇİNDEKİLER
Tanıtım
Birinci bölüm. Ölçümleri Anlama
§1. Temel tanımlar. Özellikler ve ölçüm yöntemleri
§2. Fiziksel nicelikler ve ölçü birimleri
§3. Ölçüm hataları
§4. Ölçüm cihazlarının sınıflandırılması ve adlandırılması
İkinci bölüm. Elektromekanik ölçüm aletleri
§5. Genel bilgi
§6. Manyetoelektrik sistemin cihazları
§7. Elektromanyetik sistem cihazları
§sekiz. Elektro, ferrodinamik ve endüksiyon sistemleri için cihazlar
§dokuz. Elektrostatik sistem cihazları
Üçüncü bölüm. DC akım ve voltaj ölçümü
§on. Bir manyetoelektrik cihazla doğru akımın ölçümü
§on bir. Elektronik mikro ampermetre ile DC akım ölçümü
§12. Manyetoelektrik cihazla DC voltaj ölçümü
§13. Elektronik cihazlarla DC voltaj ölçümü
Bölüm dört. AC akım ve voltaj ölçümü
§on dört. Genel bilgi
§15. Termoelektrik sistem cihazları
§16. Doğrultucu sistem cihazları
§17. Doğrultucu sistem ampermetreleri ve voltmetreleri
§onsekiz. Kombine cihazlar
§19. elektronik voltmetreler
§yirmi. Dijital voltmetreler
Beşinci Bölüm. Elektrik ve radyo mühendisliği devrelerinin elemanlarının parametrelerinin ölçümü
§21. Genel bilgi
§22. Doğrudan okuma ohmmetreleri
§23. Voltmetre - ampermetre yöntemi
§24. Köprü yöntemi
§25. rezonans yöntemi
Altıncı bölüm. Diyot, transistör ve vakum tüplerinin parametrelerinin ölçümü
§26. Diyot parametrelerinin ölçülmesi
§27. Bipolar transistörlerin parametrelerinin ölçümü
§28. Alan etkili transistörlerin parametrelerinin ölçümü
§29. Elektronik tüplerin test edilmesi
Yedinci bölüm. Ölçüm jeneratörleri
§otuz. Genel bilgi
§31. Düşük frekanslı sinyal üreteçleri
§32. Yüksek frekanslı sinyal üreteçleri
§33. Mikrodalga sinyal üreteçleri
§34. Darbe sinyali üreteçleri
Sekizinci Bölüm. Elektronik osiloskoplar
§35. Genel bilgi
§36. Katot ışını tüpü
§37. osiloskop taramaları
§38. Rampa Jeneratörleri
§39. Kontrol kanalları
§40. Gerilimlerin ve zaman aralıklarının ölçümü
Dokuzuncu bölüm. Frekans ölçümü
§41. Genel bilgi
§42. Osiloskop frekans karşılaştırma yöntemi
§43. Frekansların sıfır vuruşla karşılaştırılması
§44. Rezonans frekansı ölçüm yöntemi
§45. Doğrudan Okuma Analog Frekans Ölçerler
§46. Doğrudan okuma elektronik sayma frekans ölçerler
Bölüm on. Modüle edilmiş titreşim ve spektrum parametrelerinin ölçümü
§47. Modüle edilmiş salınımların parametrelerinin ölçümü
§48. Spektrum keşfi
§49. Harmonik Bozulma Ölçümü
Bölüm onbir. Dağıtılmış sabit devrelerde ölçüm
§50. Ölçüm hatları
§51. Güç ölçümü
Edebiyat.