Курс «Измерения в промышленности»

Скачать презентацию Курс «Измерения в промышленности» Скачать презентацию Курс «Измерения в промышленности»

Измерения в промышленности.ppt

  • Количество слайдов: 100

>   Курс «Измерения в промышленности»  Рекомендуемая литература: 1. Раннев Г. Г. Курс «Измерения в промышленности» Рекомендуемая литература: 1. Раннев Г. Г. Тарасенко А. П. Методы и средства измерений. 2. В. Д. Кукуш Электрорадиоизмерения. 3. Ф. П. Кушнир Электрорадиоизмерения. 4. Кушнир Ф. П. Савенко В. Г. Электрорадиоизмерения. Карпов Р. Г. Карпов Н. Р. Электрорадиоизмерения. 5. Туричин А. М. , Новицкий П. В. , Левшина Е. С. «Электрические измерения неэлектрических величин» . 6. Левшина Е. С. , Новицкий П. В. «Электрические измерения неэлектрических величин» . 7. «Датчики измерительных систем» Ж. Аш с соавторами.

>Измерение электрических  величин Измерение электрических величин

>   Особенности радиоизмерений.  Схемы замещения параметров цепей на НЧ и ВЧ Особенности радиоизмерений. Схемы замещения параметров цепей на НЧ и ВЧ L L R L R r CL R C C R L r C НЧ ВЧ

> Особенности радиоизмерений.  Место подключения СИ в ВЧ - цепях   Особенности радиоизмерений. Место подключения СИ в ВЧ - цепях Zn

>    Особенности радиоизмерений. Режимы работы реактивных параметров на ВЧ  Особенности радиоизмерений. Режимы работы реактивных параметров на ВЧ Х ХС f Ae-J ХL Ae+J

>      Виды измерений  1. Прямые - из опыта Виды измерений 1. Прямые - из опыта Y=f(X), Y=a. Xед, 2. Косвенные – по известной функциональной зависимости от других, измеренных прямым методом. Y=f(X 1, X 2, Xi. . . Xn), P=I 2 R, = R·S/l. 3. Совокупные и совместные имеют единую математическую модель: Совокупные –одноимённые, совместные - разноимённые Y=f(X 1, X 2, Xi. . . Xn, Y 1, Y 2, Yi. . . Ym), Хi – измеренные, УJ – вычисленные величины, n>m. Решая систему n уравнений, m – число параметров, находят искомые Совокупные Совместные R 1 R 2 R(t) 1 3 R 3 t 2 2 Система уравнений: 1). R 12 = R 1 +R 3, 2). Rt = R 0[1+ (t-t 0)+ (t-100)]; R 13 = R 1 +R 2, 3). R 13 = R 3 +R 2. и - искомые параметры R 1, R 2, R 3 - искомые

>   Методы и средства измерений Классификация методов измерений : Прямые:  • Методы и средства измерений Классификация методов измерений : Прямые: • Метод непосредственной оценки. • Методы сравнения с мерой: • а) дифференциальный, • б)нулевой, • в) замещения, • г) противопоставления • д) дополнения • е) метод совпадения отметок или сигналов.

>     Метод сравнения    а)Дифференциальный   Метод сравнения а)Дифференциальный Устройство Х 0 Х сравнения Х = Х-Х 0 Изм. прибор б) Нулевой в) Замещения. при 1 = 2 Rx = R 0 Х Х 0 Устройство ХХ сравнения Х 00 Х U Ноль Х=0 1 2 индикатор Rx R 0

>  Устройство, принцип работы, характеристики, аналоговых CИ Электромагнитная энергия В приборах магнитоэлектрической Устройство, принцип работы, характеристики, аналоговых CИ Электромагнитная энергия В приборах магнитоэлектрической системы В приборах электромагнитной системы ; В приборах электродинамической системы Электромагнитная энергия преобразуется в силу или момент Противодействующий момент Мпр = K устанавливающий момент Муст = Мвр + Мпр + Мтр + Мусп

>  Устройство, принцип работы, характеристики,  аналоговых средств измерений.   Первичный Устройство, принцип работы, характеристики, аналоговых средств измерений. Первичный Измерительная Измерительный преобразователь цепь механизм Х Х/ У Структурная схема аналогового СИ Отсчётное устройство Уравнение преобразования измерительного механизма аналогового прибора. Мвр = (X, Y). Мпр = К , X - измеряемая величина, Y - параметры измерительного механизма,

>  Устройство, уравнение шкалы и характеристики приборов    магнитоэлектрической системы Устройство, уравнение шкалы и характеристики приборов магнитоэлектрической системы при Мвр = Мпр W Rип N S U I чувствительность по напряжению чувствительность по току I 3 Мпр Мвр I 2 I 1 1 2 3

>    Логометры магнитоэлектрической системы    I   Логометры магнитоэлектрической системы I M 1 M 2 I 1 M 3 N S M ( I 2) I 1 I 2 1 2 3 Электрокинетическая энергия рамок с током в поле постоянного магнита W 1 = 1( )I 1 W 2 = 2( )I 2, Моменты, создаваемые рамками

> Устройство, уравнение шкалы и основные характеристики    приборов электромагнитной системы Устройство, уравнение шкалы и основные характеристики приборов электромагнитной системы Катушка Сердечник Пружина Уравнение шкалы электромагнитного прибора I IK Ii I 2 I 1 1 2 i K

>  Устройство, уравнение шкалы и основные характеристики   приборов электродинамической системы Устройство, уравнение шкалы и основные характеристики приборов электродинамической системы Wэм = L 1, L 2 = const При Мвр = Мпр = К· При i 1(t) = I 1 m sin( t+ 1), i 2(t) = I 2 m sin( t+ 2),

>      Электродинамический ваттметр Уравнение шкалы    * Электродинамический ваттметр Уравнение шкалы * I 1 * Соединение катушек электродинамического P I 2 прибора для работы его в качестве: r Z а) амперметра, б) вольтметра, в) ваттметра a) б) U U I I R в) U I I

>    Счётчик активной энергии  В последовательном электромагните – ток потребителей Счётчик активной энергии В последовательном электромагните – ток потребителей энергии. Магнитный поток Фмi в сердечнике пропорционален току I, В параллельном электромагните – ток IU Магнитный поток Фм. U в сердечнике пропорционален напряжению U Два магнитных потока в диске создают Мвр = К Фм Фм. U i sin = 90 o Мвр = К 1 IUcos = К 1 P Тормозной момент создаётся потоком ФТ тормозного магнита МТ = К 2 Iв ФТ Iв –вихревые токи в диске пропорциональны Ев и скорости вращения диска n об/мин Iв = Ев / rd

>  Устройство, уравнение шкалы, применение приборов индукционной системы • Принцип действия  Устройство, уравнение шкалы, применение приборов индукционной системы • Принцип действия I 1 S ЭМ 1 Ф 1 N ЭМ N S Ф 2 ЭМ 2 I 2 * НЭМ 1 Счётчик * N ЭМ 2 S I 1 Г Н г I 2 н Генератор I 2=UH/r Схема включения счётчика активной энергии

>Счётчик эл. энергии Счётчик эл. энергии

>Схема включения счётчика активной энергии  Н      Счётчик ЭМ Схема включения счётчика активной энергии Н Счётчик ЭМ 1 N ЭМ 2 S I 1 магнит Г Н I 2 генератор нагрузка

>Измерение тока и напряжения аналоговыми приборами Измерение тока и напряжения аналоговыми приборами

>  Измерительные преобразователи амперметров и вольтметров      Rип Измерительные преобразователи амперметров и вольтметров Rип Шунт I U Т П Rш П Т R добавочное R 1 Шунт R 2 R 3 ·, U 1 U 2 U 3 U 4 трансформаторы тока и напряжения * Делители напряжения Uвыx C 1 C 2 активный Uвыx реактивный R 1 R 2 Uвx C 1 частотнокомпенсированный R 1 Uвx C 2 R 2 Rн Cн Uвыx

>    Виды измерительных сигналов.     U Сигналы постоянного Виды измерительных сигналов. U Сигналы постоянного тока t Периодические сигналы: видео U t U Т T t Радио U t T t

>  Виды измерительных сигналов   .  Синусоидальные (гармонические) сигналы  u Виды измерительных сигналов . Синусоидальные (гармонические) сигналы u = Umsin(2 ft + ). U Несинусоидальные сигналы t к - гармоники 2 T Интегральные оценки периодических сигналов Для несинусоидального сигнала

>Таблица интегральных характеристик сигналов    Xm    ХСВ = Хm, Таблица интегральных характеристик сигналов Xm ХСВ = Хm, X =Xm XCB = 0, 5 Xm

>  Структурные схемы вольтметров    Преобр.  ВД   Структурные схемы вольтметров Преобр. ВД АТТ УС ОУ импеданса Структурная схема вольтметра постоянного тока. (В 2) U= Усил Uимп АТТ УС ОУ ВД Uимп U= Модул г-р Демодулято р Структурная схема милливольтметра постоянного тока

>   Электронные вольтметры переменного напряжения   структурные схемы электронных вольтметров вольтметр Электронные вольтметры переменного напряжения структурные схемы электронных вольтметров вольтметр типа входное устройство - детектор – усилитель - измеритель; ВУ У= вольтметр типа входное устройство - усилитель – детектор – измеритель ВУ У~

> Вольтметры переменного тока (В 3)   Структурная схема вольтметра типа В 3 Вольтметры переменного тока (В 3) Структурная схема вольтметра типа В 3 ВД Пр. Z АТТ = ОУ Милливольтметры переменного тока Диф ВТ ВД ППС У 1 АТТ У 2 ОУ усил.

> Детекторы средневыпрямленного значения напряжения  для гармонического сигнала  откуда   Детекторы средневыпрямленного значения напряжения для гармонического сигнала откуда U= U~ Uсв

>Активные преобразователи средневыпрямленного   значения напряжения   Д 1—Д 4  U Активные преобразователи средневыпрямленного значения напряжения Д 1—Д 4 U У

>   Амплитудные детекторы электронных вольтметров.  Детектор с открытым входом  Амплитудные детекторы электронных вольтметров. Детектор с открытым входом Uc Д c Um u Ri T 1 t 2 Ic T 1 t 2 T 1 t 2 зар =(Ri+RД)С раз = RC за интервал t 2 –t 1 зар <1/ fв раз > 1/ f. H зар < раз U пик =Um cos - угол осечки тока диода При R= 80 Мом, Rвху = 10 Мом, Rд =1 к. Ом 0, 1 град cos = 0, 99 U пик = 0, 99 Um

>   Амплитудный детектор с закрытым входом   Rф  Cф Амплитудный детектор с закрытым входом Rф Cф Ux c Д Uc =Um Процесс преобразования Ud Uc. P = Um переменного напряжения в постоянное аналогичен Отличие в наличии переменной составляющей, которую надо фильтровать

> Автокомпенсационные вольтметры       Uoc    Автокомпенсационные вольтметры Uoc R 1 Д 1 С Д 2 УПТ U С 1 С 2 R 2 C 1 < C 2 UC 1

>    Принцип автокомпенсации  • Измеряемое напряжение преобразуется компенсирующее • Входной Принцип автокомпенсации • Измеряемое напряжение преобразуется компенсирующее • Входной импульс через диод заряжает конденсатор С 1 до значения Uc 1 ~Uпик за счёт малой 3 = Rd C 1 ~ имп • Переменная составляющая Uс усиливается и через диод заряжает конденсатор С 2, которое через резистор R поступает на конденсатор С 1 в качестве компенсирующего. При этом уменьшается до нуля переменная составляющая. • Напряжение Uc 2 - измеряется

>Преобразователи переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения (ПСКЗ). Детектор среднеквадратического значения напряжения Преобразователи переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения (ПСКЗ). Детектор среднеквадратического значения напряжения Структурная схема вольтметра СКЗ Линейный ВУ Квадратор Фильтр НЧ детектор

>  Виды преобразователей СКЗ с квадратичной ФП.  а) с квадратичными преобразователями по Виды преобразователей СКЗ с квадратичной ФП. а) с квадратичными преобразователями по мгновенным значениям, в которых используются элементы с естественными нелинейными вольтамперными характеристиками; Д 1 u Д 2

>   Линейный преобразователь СКЗ    е 1 -е 2 Линейный преобразователь СКЗ е 1 -е 2 KT UХ е 1 U ВУ Усилитель КY 1 У е 2 (ос) KT е 1=α 1 UX 2, e 2=α 2(βU)2 U=k(e 1 -e 2)

>  Цифровые электронные вольтметры   U    Вх устр Цифровые электронные вольтметры U Вх устр АЦП ЦИ Цифровые вольтметры с времяимпульсным преобразованием Ux N Ux & +1 N Cx. Cp CT Cx. Cp Пуск Q T ГОЧ R ГЛИН x / N Ux/

>Цифровые электронные вольтметры  Пуск  t  Т     t Цифровые электронные вольтметры Пуск t Т t Ux U глин t Cx Cp t Сч Т 0 Tx

>  Измерение параметров цепей  Классификация методов измерения параметров цепей.  • Метод Измерение параметров цепей Классификация методов измерения параметров цепей. • Метод амперметра и вольтметра, • Метод непосредственного измерения, • Мостовой метод для измерения активных и реактивных параметров, • Резонансный метод, резонансный с замещением, • Метод преобразования параметра в эквивалентный ток и напряжение, • Метод дискретного преобразования параметра, цифровой метод.

>  Метод амперметра - вольтметра E  А     Метод амперметра - вольтметра E А E V Rx V Rx Uv =I(RA +Rx) IA=Iv+IR Rx >>Ra Rx<RA)

>  Метод непосредственного измерения    cопротивления     Метод непосредственного измерения cопротивления K Rx Е R= I Rx R=0 Е I Ro 0

>   Омметр на основе логометра     Rx I 1 Омметр на основе логометра Rx I 1 I 2 U U Rx R 0

>   Электронные омметры  Rx    Ro  U 0 Электронные омметры Rx Ro U 0 Ro U Rx У У

>    Мосты постоянного тока  Условие равновесия мостов постоянного тока Мосты постоянного тока Условие равновесия мостов постоянного тока R 1·R 3 = R 2·R 4, где R 1, R 2, R 3, R 4 – сопротивления плеч моста. R 1/ R 2 – плечи отношения, ( масштабные), R 3 – плечо сравнения. UM Одинарный мост При R 4 = Rх, R 1 R 2 UВЫХ R 4 R 3

>   Мосты переменного тока   UM    Баланс моста Мосты переменного тока UM Баланс моста Z 1 Z 2 UВЫХ Z 4 Z 3

>  Измерение ёмкости и угла потерь.    Сх  Rx Измерение ёмкости и угла потерь. Сх Rx R 0 С 0 U~ R 2 R 1 Полное сопротивление конденсатора Параллельная схема замещения

>Резонансный метод измерения параметров цепей  Резонансная частота   метод замещения в сочетании Резонансный метод измерения параметров цепей Резонансная частота метод замещения в сочетании с резонансным методом. 1) 2) L K Г ИР Co Cx L f

> Измерение сопротивления изоляции       А   RAB Измерение сопротивления изоляции А RAB В RA RB Эквивалентная схема двухпроводной сети. Г З r r I 0 Л r Э IS Is I 0 Жила кабеля Экранное кольцо Измерение сопротивления изоляции установки без напряжения

>  Схема прохождения токов в земле между двумя электродами Плотность тока по мере Схема прохождения токов в земле между двумя электродами Плотность тока по мере удаления от первого электрода уменьшается, достигая на некотором расстоянии (около 20 м) ноля Таким образом, вблизи электрода сопротивление току увеличивается. По мере приближения ко второму электроду сопротивление и, соответственно, падение напряжения увеличиваются.

>  Измерение сопротивлений заземлителей   1    U  А Измерение сопротивлений заземлителей 1 U А 2 V А Б Г ВВ rx r. В 3 Н 20 м UГВ U UАБ L Распределение потенциалов между электродами на поверхности земли.

>  метод измерения сопротивления заземления с помощью прибора на основе логометра типа МС-07 метод измерения сопротивления заземления с помощью прибора на основе логометра типа МС-07 I 1 Г Rd I 2 U А В ЗН ВВ rx Падение напряжения на участке цепи между зондом и заземлителем от тока I 2 равно падению напряжения на измеряемом сопротивлении от тока I 1.

>      Метод логометра где: rх – сопротивление заземлителя r. Метод логометра где: rх – сопротивление заземлителя r. ЗН – сопротивление зонда (приняв его пренебрежимо малым) к = (r 2+rd+r. ЗН) - градуировочное сопротивление в цепи второй рамки

> Измерение сопротивления заземлений методом      трёх электродов  Измерение сопротивления заземлений методом трёх электродов r 12 1 2 r 13 r 23 3 А Б ВВ rx r. Б r. В Б и В вспомогательные электроды, имеющие сопротивления rа, rв, . идентичные измеряемому. rx r 12 = r. Х + r. В; r 13 = r. Х + r. Б; r 23 = r. В + r. Б

>  Определение места повреждения изоляции мостовым     методом  Определение места повреждения изоляции мостовым методом A 2 RL- Rx R 2 В R 1 Г Rx x A Г Б При балансировке моста с помощью реохорда R и резисторов R 1, R 2 При известном значении удельного сопротивления жилы кабеля , сечения S расстояние от точки Б до места повреждения изоляции Х

> Определение места повреждения изоляции мостовым методом  При одинаковом сечении кабеля по всей Определение места повреждения изоляции мостовым методом При одинаковом сечении кабеля по всей длине , в формулу для определения Rx вместо Rx и RL можно представить их через длину, сечение, и удельное сопротивление. Тогда получим Измерение поверхностного и объёмного сопротивлений диэлектрика. I 0 В IS IS Б В Б А Б U I I 0 U . Измерение объёмного поверхностного сопротивления

>   Измерение частоты Классификация, наименование и обозначение, приборов для  измерения частоты Измерение частоты Классификация, наименование и обозначение, приборов для измерения частоты • Ч 1 – стандарты частоты и времени, • Ч 2 - частотомеры резонансные, • Ч 3 – частотомеры электронносчётные, • Ч 4 – частотомеры гетеродинные, емкостные, мостовые, • Ч 5 – синхронизаторы частоты, • Ч 6 – синтезаторы частоты, • Ч 7 – приёмники сигналов эталонных частот, • Ч 9 – преобразователи частоты.

>    Методы измерения частоты •  Методы сравнения •  Функциональные Методы измерения частоты • Методы сравнения • Функциональные методы • Методы дискретного счёта • Генераторные методы Метод сравнения с известной частотой. • Метод нулевых (звуковых) биений fx f 0 V При f 1 = Um 1 sinω1 t и f 2 = Um 2 sinω2 t образуется сложное амплитудно-модулированное колебание F = f 1 – f 2 с амплитудой в пределах от Um 1 ─ Um 2 до Um 1 + Um 2

>    Гетеродинный метод   fx    Смеситель Гетеродинный метод fx Смеситель Индикатор Нулевых биений f 0 F = fx – f 0 при m = n = 1 , F = fx – f 0 , fx = f 0 + F, где F – частота биений Погрешность

>  Осциллографический метод     Y    X Осциллографический метод Y X fx fo Y X С д в и г ф а з с и г н а л о в Fx и Fo Fx: fo 0 π/2 π 3/2π 1 . 2 Fx: fo 3 Fверт · Nверт = fгор · Nгор,

> Метод круговой развёртки и яркостной модуляции   Y   X M Метод круговой развёртки и яркостной модуляции Y X M fx fx = 4 f 0 R C f 0 Метод сравнения с частотой развёртки осциллографа Tx = N Кр , fx = 1/Tx. Кр – коэффициент развёртки время на деление N – число делений на периоде Tx

>  Резонансный метод измерения частоты    Элемент   Колебательная Резонансный метод измерения частоты Элемент Колебательная Индикатор связи система резонанса fx Элемент настройки f Up fx L C 0, 75 Up M Ир f 1 fp f 2 U fp = 0, 5 ( f 1 + f 2 ) f 1 f 2

>   ГЕНЕРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ  fx  Усилитель -  ГЕНЕРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ fx Усилитель - Формиров. Детектор ограничитель импульсов линейный Uи Т Uср Т Схема конденсаторного частотомера fx = I/C(Uзар – Uразр). Ek Rk I зар С Д 2 q = CU, - за период Дст R fx i зар = q/T = CU·f I разр И f = i/CU Д 1

>Цифровой метод (метод дискретного счёта)  Fx    Форм   Цифровой метод (метод дискретного счёта) Fx Форм & Счётчик имп. F 0 Тр F 0 n T 0 Структурная схема частотомера Tx Fx Форм Тр & Счётчик имп. Fo F 0 x n Структурная схема периодомера

>   ЭСЧ в режиме измерения частоты  fx    ЭСЧ в режиме измерения частоты fx Tx fo fo: n tсч БА N

>  ЭСЧ в режиме измерения периода     fо fо ЭСЧ в режиме измерения периода fо fо tсч fх Tх БА N

>    Методы измерения фазовых сдвигов     U Методы измерения фазовых сдвигов U t 1 t 2 Т • Для двух гармонических сигналов при одинаковой частоте • u 1 = Um sin( t 1+ 1), u 2 = Um sin( t 2 + 2) 1 = 2 = , • приняв 2 = 0, получим • t 1 + - t 2 = , = (t 1 – t 2) = 2 /Т∙ (t 1 – t 2). = 2 t /Т методы измерения фазовых сдвигов • осциллографический, • с преобразованием во временной интервал, • цифровой • компенсационный,

>    Осциллографический метод • разновидности:  Метод эллипса,  Метод двухканального Осциллографический метод • разновидности: Метод эллипса, Метод двухканального осциллографа, Метод круговой развёртки и яркостной модуляции Y Метод эллипса Uy = Um. Sin t Х Ux = Um. Sin ( t+ ) При Uy =0 Ux= Um. Sin =l Um = L Ux = l

>    Цифровой двухканальный фазометр.      = Цифровой двухканальный фазометр. = u(t)=Umsin t Tx tизм S Тр1 Фу1 &3 счётчик . 4 -Х Пол Фу2 R u(t)=Umsin( t+ ) tизм = n. T 0 S Tр3 &2 ГОЧ Делитель fo/n R m= tизм. /Тх S Тр2 Пуск tизм = n. T 0 R к = . /То. -1 N=кm= N = 2

>  . Измерение временных интервалов с    преобразованием в напряжение . Измерение временных интервалов с преобразованием в напряжение R Стар Стоп В С = RC. U 0 t Используя метод заряда конденсатора постоянным током I = const Старт Ключ Интегратор Ампл. вольтметр Стоп U 0 Старт Стоп t t 1 t 2 U t

>    метода масштабного преобразования     временного интервала метода масштабного преобразования временного интервала S Тр Старт Форм 1 ГЛИН 1 R Компаратор T Стоп Форм 2 ГЛИН 2 Временные диаграммы метода трансформации времени. U t t 1 t 2 t 3 t U 1 = U = tg ·(t 3 – t 1) = tg · T t T U 2 = U = tg ·{(t 3 – t 1) - (t 2 – t 1)} = tg ·( T- t),

>    Измерение мощности  Энергия, поступающая в нагрузку  Мгновенная мощность Измерение мощности Энергия, поступающая в нагрузку Мгновенная мощность величина алгебраическая Если положительные направления u, I одинаковых знаков р > 0 Энергия поступает в нагрузку Если положительные направления u, I разных знаков р < 0 Энергия возвращается к источнику

>    Единицы измерения мощности Виды измеряемой мощности Активная (Ватт)  Единицы измерения мощности Виды измеряемой мощности Активная (Ватт) Pn=In. Un, Pn= Реактивная (Вар) Полная (Вольт-амперы)

>  Единицы измерения уровней мощности Для оценки эффективности передачи энергии по каналу определяется Единицы измерения уровней мощности Для оценки эффективности передачи энергии по каналу определяется затухание или усиление сигнала Единица затухания 4 -х полюсника Бел (непер) Р 0 4 -х пол 1 При R вх = R вых В показательной форме Практически применяют децибелы В показательной форме

>   Принципы оценки мощности  В цепях постоянного тока  Pn=In. Un, Принципы оценки мощности В цепях постоянного тока Pn=In. Un, Pn = Rn В цепях переменного тока U(t)=Um. Sin t i(t)=Im. Sin( t+ ) G а) Оценка мгновенной мощности в нагрузке Zn P(t)=u(t)i(t)= Um. Sin t · Im. Sin( t+ ) = 0, 5 Um. Im. Cos - 0, 5 Um. Im. Cos(2 t+ ) P=0, 5 Um. Im. Cos =UICos b) Оценка средней мощности в нагрузке за период - активная мощность При работе на согласованную нагрузку P =UICos

>   Принципы оценки мощности Реактивная мощность для периодического переменного тока Индуктивность Принципы оценки мощности Реактивная мощность для периодического переменного тока Индуктивность > 0 Q>0 Ёмкость < 0 Q<0 Активность =0 Q=0 В трёхфазных цепях При равномерной нагрузке

>   Принципы оценки мощности В общем случае Так как произведение мгновенных значений Принципы оценки мощности В общем случае Так как произведение мгновенных значений сигналов разной частоты равно нулю Когда надо знать Р, U, I используют понятие полной мощности Коэффициент мощности

>  Классификация методов измерения мощности 1. По способу включения в тракт передачи (по Классификация методов измерения мощности 1. По способу включения в тракт передачи (по назначению) Рх Рн Проходящей мощности Нагрузка Ризм Рх = Рн + Ризм ИП Измеритель Ризм << Px Рх Поглощаемой мощности Нагрузка ИП Измеритель Рх = Рн 2. По виду первичных ИП 3. По типу тракта передачи 1. Эл. механические 1. 2 -х проводная, 2. Электронные 2. Коаксиальная, 3. тепловые 3. Волновая

> Классификация методов измерения мощности     1. Среднего значения: По характеру Классификация методов измерения мощности 1. Среднего значения: По характеру измеряемой мощности • Непрерывного сигнала • Импульсного сигнала, 2. Активной, реактивной, полной По уровню -6 3 P<10 BT, P<0, 1 BT, P = 1 10 BT, P= 10 10 BT, P >10 BT, По способу преобразования мощности. Прямые Косвенные I ИП i ИП i B, P ВУ U X U ИП u A

>   Преобразователи мощности  1.  Электромеханические    * Преобразователи мощности 1. Электромеханические * I 1 * U I 2 r ZН

>  Измерение мощности трёхфазного тока  • Вид электрической цепи   Измерение мощности трёхфазного тока • Вид электрической цепи А В С О

>Схемы измерения активной мощности    A    B  W Схемы измерения активной мощности A B W C W C Р = 3 Рi O При несимметричной нагрузке W A W B W C Р = Р 1 +Р 2 +Р 3 O

>   Метод двух ваттметров   P 1 W   Метод двух ваттметров P 1 W P = P 1 +P 2 = (u. A –u. B)i. A + (u. C –u. B)i. C A i. A P = u. Ai. A + u. Bi. B + u. Ci. C, i. A +i. B +i. C = 0 Один измерительный механизм B i. B W C i. C P 2 P = U I +UIcos = =

> Схема включения ваттметра с   трансформатором тока   Л 1 Схема включения ваттметра с трансформатором тока Л 1 Л 2 I 1 u 2 Iв P =I 2 U 1 cos(180 ) = I 2 U 1 cos I 2

>Измерительные генераторы Измерительные генераторы

>     Измерительные генераторы  •  Генераторы измерительных сигналов низкой Измерительные генераторы • Генераторы измерительных сигналов низкой частоты • Диапазон частот 20 Гц – 20 к. Гц и 20 Гц – 200 к. Гц • Структурная схема генератора НЧ ЗГ У АТТ ТР Выход V

>    RC - генераторы     R 3 Uвх RC - генераторы R 3 Uвх R 1 Z 1 К C 1 R 4 Uвых Uп R 2 C 2 U 0 Z 2 Баланс моста Z 1 R 4= Z 2 R 3 при R 1 = R 2 = R, C 1 = C 2 = C, R 3 = 2 R 4 Коэф. ПОС Коэф. ООС

>     Условия генерации    При R 3 = Условия генерации При R 3 = 2 R 4 K=3 При R 1 = R 2 = R, C 1 = C 2 = C . Баланс фаз при Z 1·R 4 = Z 2·R 3 φвых ─ φвх = 0. Баланс амплитуд. , Uвх = Uп ─ Uo = Условие генерации колебаний

>   Электронно-лучевой осциллограф       • Структурная схема Электронно-лучевой осциллограф • Структурная схема Вход У У 2 У 1 ву лз ЭЛТ Внешн Вн У 3 Вход синхр г Вн Вход Х БС Внешн Вход Z Внешн Вн У 4

>   Электронно-лучевой осциллограф • Принцип получения изображения  y Uc = U Электронно-лучевой осциллограф • Принцип получения изображения y Uc = U y t x Тc Тр = Тc Uр = U x Тр Тпр x

>   Круговая развёртка      X=SUmsin t = Asin Круговая развёртка X=SUmsin t = Asin t У Х Y= SUmsin( t + )=B sin( t + ) sin t=X/A X=A sin t Y=B/A(X cos + sin ) Уравнение эллипса При =0 или 180 Y=(B/A)X - линия При =90 или 270 При А=В =90 окружность

>Синхронизация Синхронизация

>Измерение неэлектрических   величин  Измерительные преобразователи технологических параметров Измерение неэлектрических величин Измерительные преобразователи технологических параметров

>    Структурная схема ИП  X  датчик  Y Структурная схема ИП X датчик Y Измерительная цепь Z Измерительный преобразователь Ф Т R АЦП У Т R V Датчик предварительная дополнительная Первичный обработка ИП сигнала

>    Преобразователи деформации  Деформация    Механическое напряжение Преобразователи деформации Деформация Механическое напряжение G = F/S Предел упругости – Gмах - максимальное напряжение, не вызывающее остаточной деформации, большей 0, 2%. Модуль Юнга «Е» определяет деформацию в направлении действия силы При = 1, где l = l – lo = 1 Модуль упругости представляет собой такое механическое напряжение, при котором l = 1 , т. е. удлинение l = 2 lo Коэффициент Пуассона определяет деформацию, перпендикулярную направлению действия силы. В области упругой деформации = 0, 3 0, 5

>    Упругие преобразователи силы.       Стержневые Упругие преобразователи силы. Стержневые упругие элементы F F Относительная деформация Sq Sq L Продольная деформация Поперечная деформация Жёсткость стержня , F Кольцевые упругие элементы А R h b

>      Плоские упругие элементы    консольная балка Плоские упругие элементы консольная балка равного сечения F X A h Деформация A x b l Прогиб в точке А Жёсткость прогиб в точке Х консольная балка равного сопротивления F b Прогиб X x A h Жёсткость l относительная деформация в произвольной точке

>  Манометрические упругие элементы     Плоские оболочки   F Манометрические упругие элементы Плоские оболочки F Деформация в точке Х X x 2 R Жёсткость Прогиб центра плоской мембраны Цилиндрические оболочки h A При L > R Деформация на поверхности в точке А P 2 R P L

>    Проволочные тензорезисторы    коэффициент тензочувствительности.  Логарифмическая производная Проволочные тензорезисторы коэффициент тензочувствительности. Логарифмическая производная коэффициент тензочувствительности Для металлов коэффициент К находится в пределах от 1, 5 до 4. -3 В пределах упругих деформаций l 2, 5∙ 10, ∆R -ε +ε L

>    Конструкция тензодатчиков   подложка     Конструкция тензодатчиков подложка выводы тензорешётка база F n L F Коэффициент тензочувствительности равен 2 0, 2; максимальная относительная деформация не более 0, 003 (0, 3%). номинальный рабочий ток– 30 ма;

>  Полупроводниковые тензорезисторы  Коэффициент тензочувствительности  Ктч = – 100…+200 Сопротивление тензодатчиков Полупроводниковые тензорезисторы Коэффициент тензочувствительности Ктч = – 100…+200 Сопротивление тензодатчиков R = 100 Ом… 50 к. Ом, Деформационная характеристика Вольтамперная характеристика = l/l U 1 p n R 0 2 | 1|=| 2|, 1>0, 2<0, 0=0 l∙ 10 -3 I -4 0 +4 I пред