- •Вимірювання неелектричних величин
- •Основні поняття та визначення
- •1.1 Реєстрація фізичних величин
- •1.1.1 Способи сприйняття відомостей про об’єкти дослідження
- •1.1.2 Способи реєстрації значень фізичних величин
- •1.1.3 Перетворення фізичних величин
- •1.2.Основні поняття вимірювань
- •1.2.1. Вимірювання і вимірювальна інформація
- •1.2.2. Вимірювальні сигнали, перетворення вимірювальних сигналів, форми вимірювальної інформації
- •1.2.3. Принцип, метод, режим, алгоритм і процес вимірювання
- •1.2.4 Методики виконання вимірювань
- •1.2.5. Лічба, контроль, розпізнавання образів, діагностика стану об'єктів і їх зв'язок з вимірюваннями
- •1.2.6. Засоби, методи і алгоритми контролю
- •1.3. Класифікація вимірювань
- •1.3.1. Види вимірювань за способом одержання вимірювальної інформації
- •1.3.2. Абсолютні і відносні, аналогові і цифрові, звичайні та статистичні вимірювання
- •1.3.3. Класифікація методів вимірювань згідно з дсту 2681-94
- •1.4. Засоби вимірювальної техніки
- •1.4.1. Класифікація засобів вимірювань
- •1.4.2. Класифікація вимірювальних приладів
- •1.4.3. Поняття еталона, зразкових і робочих засобів вимірювань
- •1.4.4 Класифікація вимірювальних перетворювачів
- •1.5. Структура засобів вимірювань
- •1.5.1. Принцип дії, вимірювальне коло і види схем засобів вимірювань
- •1.5.2. Структурні схеми і види перетворень
- •1.5.3. Узагальнена структурна схема вимірювальної інформаційної системи
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання геометричних розмірів
- •2.1 Вимірювання лінійних та кутових розмірів
- •2.2 Вимірювання товщини шару покриття
- •2.3 Вимірювання рівнів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання механічних зусиль
- •3.1 Загальні відомості
- •3.2 Вимірювання механічних напружень
- •В цьому випадку температурна похибка також виключається, а чутливість мостового кола збільшується в двічі.
- •3.3 Вимірювання механічних сил та тиску
- •Якщо досягається рівність між крутним та компенсувальним моментами
- •3.4 Вимірювання крутних моментів
- •Вимірювання параметрів руху твердих тіл
- •4.1 Загальні відомості
- •4.2 Вимірювання параметрів лінійного руху
- •4.3 Вимірювання параметрів вібрацій
- •4.4 Вимірювання параметрів обертового руху
- •З певним наближенням можна вважати, що амплітуда вихідних імпульсів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання хімічного складу та властивостей речовин
- •5.1 Загальні відомості
- •5.2 Вимірювання хімічного складу і концентрації рідини
- •5.3 Вимірювання концентрації водневих іонів, рH-метри
- •5.4 Аналіз складу газів
- •Контрольні запитання:
- •Вимірювання електричних величин
- •Вимірювання малих напруг, струмів і зарядів
- •6.1 Вимірювані величини і методи вимірювань
- •6.2 Безпосередні вимірювання малих напруг, струмів та зарядів. Гальванометри
- •6.3 Межа чутливості електромеханічних приладів
- •6.4 Вимірювання малих напруг, струмів та зарядів, що грунтуються на їх попередньому підсиленні
- •6.5 Межа чутливості електричних підсилювачів малих сигналів
- •6.6 Боротьба з завадами при вимірюванні малих сигналів
- •Контрольні запитання:
- •Лекція7 методи вимірювань високих напруг і великих струмів
- •7.1 Загальні положення, методи вимірювань
- •7.2 Вимірювання струмів і напруг методом масштабного перетворення
- •7.2.1 Вимірювання великих струмів
- •7.2.2 Метод паралельного з’єднання шунтів
- •7.2.3 Вимірювання високих постійних і змінних напруг
- •7.3 Вимірювання високих напруг електромеханічними приладами
- •7.4 Електромагнітні методи
- •7.4.1 Вимірювання струмів, що грунтуються на гальваномагнітних ефектах
- •Прилади з немагнітним інтегруючим контуром. Прилади з немагнітним інтегруючим контуром складаються з ряду пх, що оточують шину зі струмом (рис. 7.7). Для цього випадку справджується наближене рівняння
- •7.4.2 Вимірювання струмів методом ядерного магнітного резонансу (ямр)
- •7.4.3 Метод компарування
- •7.5 Електрофізичні методи вимірювань великих струмів і високих напруг
- •7.5.1 Газорозрядний метод
- •Електродами
- •7.5.2 Метод прискоення заряджених частинок
- •7.5.3 Електрооптичні методи вимірювань великих струмів і високих напруг
- •7.6 Вимірювання великих струмів, що базуються на ефекті Фарадея
- •7.7 Вимірювання високих напруг з використанням електрооптичних ефектів Керра і Поккельса
- •Контрольні запитання:
- •Методи вимірювань потужності і енергії
- •8.1 Потужність, енергія і методи їх вимірювань
- •8.2 Вимірювання енергії за допомогою електро-механічних перемножувачів
- •8.3 Вимірювання енергії однофазного змінного струму. Індукційні лічильники електроенергії
- •8.4 Вимірювання енергії за допомогою електронних перемножувачів
- •8.4.1 Модуляційний метод вимірювання потужності
- •Модуляційним методом
- •8.4.2 Вимірювання потужності методом статистичних випробувань (метод Монте-Карло)
- •8.5 Калориметричний (тепловий) метод вимірювання потужності й енергії
- •Контрольні запитання:
- •Лекція9 методи вимірювань кута фазового зсуву
- •9.1 Основні поняття та визначення
- •9.2 Вимірювання кута фазового зсуву методами прямого перетворення
- •9.2.1 Вимірювання кута фазового зсуву осцилографічними методами
- •Та синусоїдної розгорток
- •9.2.2 Вимірювання кута фазового зсуву з перетворенням його на струм чи напругу
- •9.2.3 Вимірювання кута фазового зсуву з перетворенням його на код
- •9.3 Вимірювання кута фазового зсуву методом зрівноважувального перетворення
- •9.4 Кореляційний та ортогональний методи вимірювання кута фазового зсуву
- •Кфз кореляційним методом
- •Контрольні запитання:
- •Лекція10 магнітні вимірювання
- •10.1 Основні магнітні величини та їх міри
- •10.2 Вимірювальні перетворювачі магнітних величин
- •Квантові перетворювачі базуються на використанні атомних, ядерних та електронних резонансних явищ , що виникають при збудженні атомів деяких речовин зовнішнім магнітним полем.
- •10.2.1 Індукційні та фероіндукційні перетворювачі
- •10.2.2 Гальваномагнітні перетворювачі
- •10.2.3 Квантові перетворювачі
- •10.3 Вимірювання параметрів магнітного поля. Пристрої для створення магнітного поля
- •10.3.1 Вимірювання магнітного потоку
- •10.3.2 Вимірювання індукції
- •10.3.3 Вимірювання різниці магнітних потенціалів
- •10.4 Вимірювання магнітних характеристик феромагнетиків
- •10.4.1 Намагнічуючі пристрої і досліджувані зразки
- •10.4.2 Визначення статичних характеристик
- •10.4.3 Визначення динамічних характеристик
- •Складових питомого магнітного опору феромагнетика від індукції Контрольні запитання:
- •Перелік використаних джерел
Контрольні запитання:
Які значення напруг, струмів та зарядів відносять до малих?
Як класифікуються методи вимірювання малих напруг, струмів та зарядів?
Назвіть основні труднощі, які виникають при вімірюванні малих електричних сигналів.
З чого складається вимірювальний механізм магнітоелектричних приладів?
Що таке гальванометр? Поясніть будову та принцип його роботи.
Що називають зовнішнім критичним опором, чутливістю гальванометра по струму і по напрузі?
Яка різниця між звичайним та балістичним гальванометром?
Де використовуються вібраційні гальванометри?
Пояснити принцип дії диференційних гальванометрів?
Які структурні схеми підсилювачів струму ви знаєте?
Що називають межею чутливості електричних підсилювачів малих сигналів?
Як поділяють завади?Які методи бодотьби із завадами ви знаєте?
Якими шляхами здійснюється захист від поздовжніх завад?
Назвіть причини винекнення паразитних термо-ЕРС засобів вимірювання постійного струму?
Які засоби захисту від механічних завад ви знаєте?
Поясніть принцип екранування.
Лекція7 методи вимірювань високих напруг і великих струмів
7.1 Загальні положення, методи вимірювань
До високих і надвисоких відносять
- напруги до 10 МВ;
- струми до 1…2 МА.
Ці напруги і струми можуть бути постійними, змінними (зазвичай з частотою 50…60 Гц) та імпульсними з тривалістю імпульсів від часток мікросекунди до кількох десятків мілісекунд (грозові і комутаційні імпульси). Вимірювання великих постійних струмів до 200…500 кА широко використовується в пристроях електролізу алюмінію. Великі змінні струми – до 150…200 кА присутні в потужних дугових електропечах. Вже зараз в державі експлуатуються лінії електропередач з напругою 1,2…1,5 МВ, проектуються лінії передач і енергетичні пристрої на більш високі напруги. У високовольтних дослідних установках напруги сягають кількох мегавольт, струми в термоядерних установках - сотень кілоампер.
У ряді випадків вимірювання доводиться проводити при наднизьких і високих температурах, наприклад в кріотурбогенераторах або кріомодулях літаків та ракет, при дослідженні плазменних і термоядерних джерел енергії.
Економічні міркування і вимоги оптимізації режимів роботи енергетичних об’єктів держави висувають задачу підвищення точності вимірювань великих струмів і високих напруг, яка зараз характеризується похибками 0,5…2,5% і вище. Для підвищення якості електроенергії необхідно знизити похибки робочих засобів вимірювань до 0,2…0,5%, а зразкових – до 0,02…0,1%. Виконання цих вимог утруднюється громіздкістю струмопроводів для великих струмів, сильними електромагнітними завадами, що наводяться цими струмами, і необхідністю ізоляції засобів вимірювань від високовольтних кіл.
Основні методи вимірювань великих струмів і високих напруг в залежності від алгоритмів перетворювань розділяють на методи масштабного перетворення, електромеханічні, електромагнітні, електрофізичні та електрооптичні.
7.2 Вимірювання струмів і напруг методом масштабного перетворення
До цього методу відносяться вимірювання струмів і напруг з використанням масштабних перетворювачів (мп) – мір опору (шунти, вимірювальні резистори), добавочних резисторів, активних і ємнісних дільників напруги.