izmeriteliniaia praktika

Оглавление:

Метрология и задачи метрологии………………………………………. 1

Измерительные приборы……………………………………………….... 9

Техника безопасности и должностнаяинструкция инженера по метрологии……………………………….…. 10

Постоянный ток и напряжение…………………………………….…… 13

Переменный ток и напряжение……………………………………….… 15

Источники питания…………………………………………………….… 16

Электронные вольтметры…………………………………………….… 17

Радиоэлектронные компоненты…………………………………….….. 18

Диоды и транзисторы………………………………………………..…… 19

Генераторы……………………………………………………………..….. 20

Осциллограф…………………………………………………………...….. 22

Частотомер………………………………………………………………..... 24

1. Метрология и задачи метрологии

С течением мировой истории человеку приходилось измерять различные вещи, взвешивать продукты, отсчитывать время. Для этой цели понадобилось создать целую систему различных измерений, необходимую для вычисления объема, веса, длины, времени и т. п. Данные подобных измерений помогают освоить количественную характеристику окружающего мира. Крайне важна роль подобных измерений при развитии цивилизации. Сегодня никакая отрасль народного хозяйства не могла бы правильно и продуктивно функционировать без применения своей системы измерений. Ведь именно с помощью этих измерений происходит формирование и управление различными технологическими процессами, а также контролирование качества выпускаемой продукции. Подобные измерения нужны для самых различных потребностей в процессе развития научно—технического прогресса: и для учета материальных ресурсов и планирования, и для нужд внутренней и внешней торговли, и для проверки качества выпускаемой продукции, и для повышения уровня защиты труда любого работающего человека. Несмотря на многообразие природных явлений и продуктов материального мира, для их измерения существует такая же многообразная система измерений, основанных на очень существенном моменте – сравнении полученной величины с другой, ей подобной, которая однажды была принята за единицу. При таком подходе физическая величина расценивается как некоторое число принятых для нее единиц, или, говоря иначе, таким образом получается ее значение. Существует наука, систематизирующая и изучающая подобные единицы измерения, – метрология. Как правило, под метрологией подразумевается наука об измерениях, о существующих средствах и методах, помогающих соблюсти принцип их единства, а также о способах достижения требуемой точности.Происхождение самого термина «метрология» возводя! к двум греческим словам: metron, что переводится как «мера», и logos – «учение». Бурное развитие метрологии пришлось на конец XX в. Оно неразрывно связано с развитием новых технологий. До этого метрология была лишь описательным научным предметом. Следует отметить и особое участие в создании этой дисциплины Д. И. Менделеева, которому подевалось вплотную заниматься метрологией с 1892 по 1907 гг… когда он руководил этой отраслью российской науки. Таким образом, можно сказать, что метрология изучает:

1) методы и средства для учета продукции по следующим показателям: длине, массе, объему, расходу и мощности;2) измерения физических величин и технических параметров, а также свойств и состава веществ;3) измерения для контроля и регулирования технологических процессов.

Выделяют несколько основных направлений метрологии:1) общая теория измерений;2) системы единиц физических величин;3) методы и средства измерений;4) методы определения точности измерений;5) основы обеспечения единства измерений, а также основы единообразия средств измерения;6) эталоны и образцовые средства измерений;7) методы передачи размеров единиц от образцов средств измерения и от эталонов рабочим средствам измерения. Важным понятием в науке метрологии является единство измерений, под которым подразумевают такие измерения при которых итоговые данные получаются в узаконенных единицах, в то время как погрешности данных измерений получены с заданной вероятностью. Необходимость существования единства измерений

Mod. Coala Nr.document.

Semnat Data

Лист

1

вызвана возможностью сопоставления результатов различных измерений, которые были проведены в различных районах, в различные временные отрезки, а также с применением разнообразных методов и средств измерения.Следует различать также объекты метрологии:1) единицы измерения величин;2) средства измерений;3) методики, используемые для выполнения измерений и т. д.

Метрология включает в себя: во—первых, общие правила, нормы и требования, во—вторых, вопросы, нуждающиеся в государственном регламентировании и контроле. И здесь речь идет о:1) физических величинах, их единицах, а также об их измерениях;2) принципах и методах измерений и о средствах измерительной техники;3) погрешностях средств измерений, методах и средствах обработки результатов измерений с целью исключения погрешностей;4) обеспечении единства измерений, эталонах, образцах;5) государственной метрологической службе;6) методике поверочных схем;7) рабочих средствах измерений.

В связи с этим задачами метрологии становятся: усовершенствование эталонов, разработка новых методов точных измерений, обеспечение единства и необходимой точности измерений.

Классификация измерений

Классификация средств измерений может проводиться по следующим критериям.

1. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.

Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерений (СИ), обладающих одинаковой точностью, в идентичных исходных условиях.

Неравноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерения, обладающих разной точностью, и (или) в различных исходных условиях.

2. По количеству измерений измерения делятся на однократные и многократные.

Однократное измерение – это измерение одной величины, сделанное один раз. Однократные измерения на практике имеют большую погрешность, в связи с этим рекомендуется для уменьшения погрешности выполнять минимум три раза измерения такого типа, а в качестве результата брать их среднее арифметическое.

Многократные измерения – это измерение одной или нескольких величин, выполненное четыре и более раз. Многократное измерение представляет собой ряд однократных измерений. Минимальное число измерений, при котором измерение может считаться многократным, – четыре. Результатом многократного измерения является среднее арифметическое результатов всех проведенных измерений. При многократных измерениях снижается погрешность.

3. По типу изменения величины измерения делятся на статические и динамические.

Статические измерения – это измерения постоянной, неизменной физической величины. Примером такой постоянной во времени физической величины может послужить длина земельного участка.

Динамические измерения – это измерения изменяющейся, непостоянной физической величины.

4. По предназначению измерения делятся на технические и метрологические.

Технические измерения – это измерения, выполняемые техническими средствами измерений.

Метрологические измерения – это измерения, выполняемые с использованием эталонов.

5. По способу представления результата измерения делятся на абсолютные и относительные.

Абсолютные измерения – это измерения, которые выполняются посредством прямого, непосредственного измерения основной величины и (или) применения физической константы.

Относительные измерения – это измерения, при которых вычисляется отношение однородных величин, причем числитель является сравниваемой величиной, а знаменатель – базой сравнения (единицей). Результат измерения будет зависеть от того, какая величина принимается за базу сравнения.

6. По методам получения результатов измерения делятся на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения – это измерения, выполняемые при помощи мер, т. е. измеряемая величина сопоставляется непосредственно с ее мерой. Примером прямых измерений является измерение величины угла (мера – транспортир).

Косвенные измерения – это измерения, при которых значение измеряемой величины вычисляется при помощи значений, полученных посредством прямых измерений, и некоторой известной зависимости между данными значениями и измеряемой величиной.

Совокупные измерения – это измерения, результатом которых является решение некоторой системы уравнений, которая составлена из уравнений, полученных вследствие измерения возможных сочетаний измеряемых величин.

Совместные измерения – это измерения, в ходе которых измеряется минимум две неоднородные физические величины с целью установления существующей между ними зависимости.


Semnat Data

Лист

3

Единицы измерения

В 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам была утверждена Международная система единиц (СИ).

В основе Международной системы единиц лежат семь единиц, охватывающих следующие области науки: механику, электричество, теплоту, оптику, молекулярную физику, термодинамику и химию:

1) единица длины (механика) – метр;

2) единица массы (механика) – килограмм;

3) единица времени (механика) – секунда;

4) единица силы электрического тока (электричество) – ампер;

5) единица термодинамической температуры (теплота) – кельвин;

6) единица силы света (оптика) – кандела;

7) единица количества вещества (молекулярная физика, термодинамика и химия) – моль.

В Международной системе единиц есть дополнительные единицы:

1) единица измерения плоского угла – радиан;

2) единица измерения телесного угла – стерадиан. Таким образом, посредством принятия Международной системы единиц были упорядочены и приведены к одному виду единицы измерения физических величин во всех областях науки и техники, так как все остальные единицы выражаются через семь основных и две дополнительных единицы СИ. Например, количество электричества выражается через секунды и амперы.


Semnat Data

Лист

4

Ошибки

В практике использования измерений очень важным показателем становится их точность, которая представляет собой ту степень близости итогов измерения к некоторому действительному значению, которая используется для качественного сравнения измерительных операций. А в качестве количественной оценки, как правило, используется погрешность измерений. Причем чем погрешность меньше, тем считается выше точность.

Согласно закону теории погрешностей, если необходимо повысить точность результата (при исключенной систематической погрешности) в 2 раза, то число измерений необходимо увеличить в 4 раза; если требуется увеличить точность в 3 раза, то число измерений увеличивают в 9 раз и т. д.

Процесс оценки погрешности измерений считается одним из важнейших мероприятий в вопросе обеспечения единства измерений. Естественно, что факторов, оказывающих влияние на точность измерения, существует огромное множество. Следовательно, любая классификация погрешностей измерения достаточно условна, поскольку нередко в зависимости от условий измерительного процесса погрешности могут проявляться в различных группах. При этом согласно принципу зависимости от формы данные выражения погрешности измерения могут быть: абсолютными, относительными и приведенными.

Кроме того, по признаку зависимости от характера проявления, причин возникновения и возможностей устранения погрешности измерений могут быть составляющими При этом различают следующие составляющие погрешности: систематические и случайные.

Систематическая составляющая остается постоянной или меняется при следующих измерениях того же самого параметра.

Случайная составляющая изменяется при повторных изменениях того же самого параметра случайным образом. Обе составляющие погрешности измерения (и случайная, и систематическая) проявляются одновременно. Причем значение случайной погрешности не известно заранее, поскольку оно может возникать из—за целого ряда неуточненных факторов Данный вид погрешности нельзя исключить полностью, однако их влияние можно несколько уменьшить, обрабатывая результаты измерений.

Систематическая погрешность, и в этом ее особенность, если сравнивать ее со случайной погрешностью, которая выявляется вне зависимости от своих источников, рассматривается по составляющим в связи с источниками возникновения.

Составляющие погрешности могут также делиться на: методическую, инструментальную и субъективную. Субъективные систематические погрешности связаны с индивидуальными особенностями оператора. Такая погрешность может возникать из—за ошибок в отсчете показаний или неопытности оператора. В основном же систематические погрешности возникают из—за методической и инструментальной составляющих. Методическая составляющая погрешности определяется несовершенством метода измерения, приемами использования СИ, некорректностью расчетных формул и округления результатов. Инструментальная составляющая появляется из—за собственной погрешности СИ, определяемой классом точности, влиянием СИ на итог и разрешающей способности СИ. Есть также такое понятие, как «грубые погрешности или промахи», которые могут появляться из—за ошибочных действий оператора, неисправности СИ или непредвиденных изменений ситуации измерений. Такие погрешности, как правило,


Semnat Data

Лист

5

обнаруживаются в процессе рассмотрения результатов измерений с помощью специальных критериев. Важным элементом данной классификации является профилактика погрешности, понимаемая как наиболее рациональный способ снижения погрешности, заключается в устранении влияния какого—либо фактора.

Виды ошибок

Выделяют следующие виды погрешностей:

1) абсолютная погрешность;2) относительна погрешность;3) приведенная погрешность;4) основная погрешность;5) дополнительная погрешность;6) систематическая погрешность;7) случайная погрешность;8) инструментальная погрешность;9) методическая погрешность;10) личная погрешность;11) статическая погрешность;12) динамическая погрешность.

Погрешности измерений классифицируются по следующим признакам.

По способу математического выражения погрешности делятся на абсолютные погрешности и относительные погрешности.

По взаимодействию изменений во времени и входной величины погрешности делятся на статические погрешности и динамические погрешности.

По характеру появления погрешности делятся на систематические погрешности и случайные погрешности.

По характеру зависимости погрешности от влияющих величин погрешности делятся на основные и дополнительные.

По характеру зависимости погрешности от входной величины погрешности делятся на аддитивные и мультипликативные.

Абсолютная погрешность – это значение, вычисляемое как разность между значением величины, полученным в процессе измерений, и настоящим (действительным) значением данной величины.

Абсолютная погрешность вычисляется по следующей формуле:ΔQn =Qn −Q0,где AQn – абсолютная погрешность;Qn – значение некой величины, полученное в процессе измерения;Q0 – значение той же самой величины, принятое за базу сравнения (настоящее значение).

Абсолютная погрешность меры – это значение, вычисляемое как разность между числом, являющимся номинальным значением меры, и настоящим (действительным) значением воспроизводимой мерой величины.


Semnat Data

Лист

6

Относительная погрешность – это число, отражающее степень точности измерения.

Относительная погрешность вычисляется по следующей формуле:

где ΔQ – абсолютная погрешность;Q0 – настоящее (действительное) значение измеряемой величины.Относительная погрешность выражается в процентах.

Приведенная погрешность – это значение, вычисляемое как отношение значения абсолютной погрешности к нормирующему значению.

Нормирующее значение определяется следующим образом:

1) для средств измерений, для которых утверждено номинальное значение, это номинальное значение принимается за нормирующее значение;

2) для средств измерений, у которых нулевое значение располагается на краю шкалы измерения или вне шкалы, нормирующее значение принимается равным конечному значению из диапазона измерений. Исключением являются средства измерений с существенно неравномерной шкалой измерения;

3) для средств измерений, у которых нулевая отметка располагается внутри диапазона измерений, нормирующее значение принимается равным сумме конечных численных значений диапазона измерений;

4) для средств измерения (измерительных приборов), у которых шкала неравномерна, нормирующее значение принимается равным целой длине шкалы измерения или длине той ее части, которая соответствует диапазону измерения. Абсолютная погрешность тогда выражается в единицах длины.

Погрешность измерения включает в себя инструментальную погрешность, методическую погрешность и погрешность отсчитывания. Причем погрешность отсчитывания возникает по причине неточности определения долей деления шкалы измерения.

Инструментальная погрешность – это погрешность, возникающая из—за допущенных в процессе изготовления функциональных частей средств измерения ошибок.

Методическая погрешность – это погрешность, возникающая по следующим причинам:

1) неточность построения модели физического процесса, на котором базируется средство измерения;

2) неверное применение средств измерений.

Субъективная погрешность – это погрешность возникающая из—за низкой степени квалификации оператора средства измерений, а также из—за погрешности зрительных органов человека, т. е. причиной возникновения субъективной погрешности является человеческий фактор.


Semnat Data

Лист

7

Погрешности по взаимодействию изменений во времени и входной величины делятся на статические и динамические погрешности.

Статическая погрешность – это погрешность, которая возникает в процессе измерения постоянной (не изменяющейся во времени) величины.

Динамическая погрешность – это погрешность, численное значение которой вычисляется как разность между погрешностью, возникающей при измерении непостоянной (переменной во времени) величины, и статической погрешностью (погрешностью значения измеряемой величины в определенный момент времени).

По характеру зависимости погрешности от влияющих величин погрешности делятся на основные и дополнительные.

Основная погрешность – это погрешность, полученная в нормальных условиях эксплуатации средства измерений (при нормальных значениях влияющих величин).


Semnat Data

Лист

8

2.Измерительные приборы.

Измери_тельный прибо_р — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

Классификация:По способу представления информации (показывающие или регистрирующие)Показывающий измерительный прибор — измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний значений измеряемой величиныРегистрирующий измерительный прибор — измерительный прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний. Регистрация значений может осуществляться в аналоговой или цифровой формах. Различают самопишущие и печатающие регистрирующие приборыПо методу измеренийИзмерительный прибор прямого действия — измерительный прибор, например, манометр, амперметр в котором осуществляется одно или несколько преобразований измеряемой величины и значение её находится без сравнения с известной одноимённой величинойИзмерительный прибор сравнения — измерительный прибор, предназначенный для непосредственного сравнения измеряемой величины с величиной, значение которой известноПо форме представления показанийАналоговый измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого или выходной сигнал являются непрерывной функцией изменений измеряемой величиныЦифровой измерительный прибор — измерительный прибор, показания которого представлены в цифровой форме.

Список приборов:Радиоизмерительные приборы(осциллографы, частотомеры, вольтметры, ваттметры, омметры и другие приборы.),Электроизмерительные приборы(ваттметры, мультиметры, мосты, потенциометры, меры, магазины мер и другие приборы),Приборы для энергетики(мегаомметры, измерители петли фаза-ноль, трассоискатели, приборы ADSL, рефлектометры и другие приборы)Приборы для измерения параметров окружающей среды(газоанализаторы, анемометры, пирометры, тепловизоры и другие приборы).

АцетометрДинамометрБарометрАмперметрОмметрДозиметрРучные пружинные весыСчётчик электрической энергииРефлектометр.


Semnat Data

Лист

9

3. Техника безопасности и должностная инструкция инженера по метрологии.

К общим требованиям охраны труда при проведении электрических измерений и испытаний можно отнести:1) создание условий, обеспечивающих безопасное выполнение работ и снабжение работников специальными средствами защиты. Работникам, занятым при проведении электрических измерений и испытаний, должны быть бесплатно выданы следующие средства индивидуальной защиты:

А) комбинезон или костюм хлопчатобумажный;Б) рукавицы комбинированные индивидуальные;В) каска защитная;Г) галоши диэлектрические;Д) перчатки диэлектрические.

Выполнение данных обязанностей возлагается непосредственно на работодателя;2) использование только установленных путей следования на территории организации, которые должны быть заранее разработаны и доведены до сведения работников;3) немедленное извещение своего непосредственного руководителя о каждом несчастном случае, произошедшем на производстве, а также обо всех неисправностях сооружений, оборудования и защитных устройств;4) содержание рабочего места в чистоте, а также обеспечение сохранности средств защиты, инструмента, приспособлений и средств, предназначенных для тушения пожара;5) прохождение работниками обучения и инструктажа по охране труда.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Инженер по метрологии назначается, перемещается и увольняется приказом председателя правления акционерного общества по представлению помощника директора-начальника отдела технического контроля.1.2. Инженер по метрологии подчиняется непосредственно помощнику директора-начальнику отдела технического контроля и всю работу выполняет под его контролем.1.2. Инженер по метрологии в своей работе руководствуется законодательством Украины по метрологии, ГОСТом по метрологии и настоящей должностной инструкцией.

2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОБЯЗАННОСТИ

Инженер по метрологии обязан:2.1. Выполнять работу по метрологическому обеспечению разработки, производства, испытаний и эксплуатации выпускаемой предприятием продукции, направленную на неуклонное повышение ее качества2.2. Участвовать в подготовке планов метрологического обеспечения производства и планам организационно-технических мероприятий по совершенствованию метрологического обеспечения, средств и методов измерений на предприятии.2.3. Составлять локальные поверочные схемы по видам измерений, устанавливать периодичность поверок средств измерений и разрабатывать календарные графики их проведения.2.4. Осуществлять метрологическую экспертизу конструкторской и технологической документации, разрабатываемой на предприятии и поступающей от других предприятий, метрологическую аттестацию нестандартизуемых средств измерений.


Semnat Data

Лист

10

2.5. Участвовать в подготовке технических заданий на проектирование и в разработке средств измерений специального назначения, в проведении испытаний новых видов продукции, а также в анализе причин нарушения технологических режимов, брака продукции, непроизводительных затрат сырья, материалов, энергии и других потерь в производстве, связанных с состоянием средств измерений, контроля и испытаний.2.6. Осуществлять проверку сложных средств измерений, технологического оборудования на соответствие установленным нормам точности, подготавливать заключения по результатам таких измерений.2.7. Определять потребности подразделений предприятия в средствах измерений, составлять сводные заявки на их приобретение.2.8. Осуществлять обязательный контроль за состоянием и правильностью монтажа, установки и применения средств измерений, техническую приемку вновь поступающих на предприятие измерительных средств.2.9. Участвовать в разработке и согласовании стандартов предприятия и других нормативных документов по вопросам метрологии.2.10. Составлять отчеты о выполнении планов метрологического обеспечения производства.2.11. Соблюдать трудовое законодательство, правила внутреннего распорядка на предприятии, правила охраны труда, техники безопасности и правил пожарной безопасности.

3. ПРАВА

Инженер по метрологии имеет право:3.1. Осуществлять контроль соблюдения на предприятии установленных метрологических положений, правил, требований и норм.3.2. Представлять руководству предприятия предложения о приостановке действия или изъятия из применения нормативно-технических, конструкторских и технических документов, не соответствующих установленным требованиям, нормам и правилам метрологического обеспечения.3.3. Контролировать состояние, правильность применения и хранения средств измерений во всех подразделениях.3.4. Запрещать применение и требовать от должностных лиц изъятия из обращения средств измерений, не прошедших поверку (аттестацию) или используемых с нарушением метрологических правил. Давать предписание об устранении выявленных нарушений.3.5. Утверждать методики поверки и протоколы метрологической аттестации нестандартизованных (нестандартных) средств измерений и испытаний, разработанных и изготовленных предприятием.3.6. Готовить письма-запросы на отсутствующую на предприятии нормативно-техническую документацию.3.7. Составлять проекты распоряжений и приказов по вопросам метрологии.

4. ДОЛЖЕН ЗНАТЬ

Инженер по метрологии должен знать:4.1. Постановления, распоряжения, приказы, методические, нормативные и другие руководящие материалы по метрологическому обеспечению производства; организацию метрологического обеспечения производства.


Semnat Data

Лист

11

4.2. Стандарты и другие нормативные документы по метрологической аттестации продукции, эксплуатации, ремонту, наладке, поверке, юстировке и хранению средств измерений.4.3. Технические требования, предъявляемые к продукции, выпускаемой предприятием, технологию ее производства.4.4. Технические характеристики, конструктивные особенности, назначение и принципы работы средств измерений, технологию их ремонта.4.5. Методы выполнения измерений.4.6. Передовой отечественный и зарубежный опыт в области метрологического контроля и обеспечения производства.4.7. Основы трудового права, правила внутреннего трудового распорядка.

5. ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

Инженер по метрологии несет ответственность:5.1. Соблюдение метрологической дисциплины в подразделениях предприятия.5.2. Объективный учет и движение измерительных средств.5.3. Своевременную организацию проведения метрологической поверки средств измерения согласно графику.5.4. Сохранность закрепленных за ним средств измерения.5.5. Соблюдение правил и норм по охране труда и технике безопасности, производственной санитарии, противопожарной безопасности, соблюдение трудовой и производственной дисциплины, культуры производства.


Semnat Data

Лист

12

4. Постоянный ток и напряжение.

Постоя_нный ток, — электрический ток, параметры, свойства, и направление которого не изменяются со временем.

Постоянный ток широко используется в технике: подавляющее большинство электронных схем в качестве питания используют постоянный ток. Переменный ток используется преимущественно для более удобной передачи от генератора до потребителя.

Как измерить постоянный ток и напряжение

Измерение постоянного тока и напряжения чаще всего производится щитовыми приборами магнитоэлектрической, а при измерении высоких напряжений - электростатической и ионной систем. Иногда применяют приборы электромагнитной, электродинамической и ферродинамической систем, они значительно уступают приборам магнитоэлектрической системы в отношении точности, чувствительности, потребляемой мощности, имеют неравномерную шкалу, чувствительны к воздействию внешних магнитных полей. Для проведения точных измерений все большее применение находят цифровые вольтметры, амперметры и комбинированные приборы, обладающие большим быстродействием и малой погрешностью измерения (0,01-0,1 %).

Простейшим способом измерения тока и напряжения является непосредственное включение приборов в цепь, возможное при выполнении условий:

1) максимальный предел измерения амперметра (вольтметра) не меньше максимального тока (напряжения) в цепи;2) номинальное напряжение амперметра не менее номинального напряжения сети;3) сопротивление амперметра Rа намного меньше, а сопротивление вольтметра намного больше сопротивления измеряемой цепи Rн, значительное сопротивление амперметра снижает ток в цепи при его включении на величину4) соблюдение полярности включения приборов.

Для расширения пределов измерения приборов используют преобразователи в виде измерительных шунтов, добавочных сопротивлений, делителей напряжения, измерительных трансформаторов и измерительных усилителей. Шунт представляет собой сопротивление, включаемое параллельно измеритель-ному прибору в цепь измеряемого тока. Шунты на токи до 50-100 А обычно устанавливают внутри прибора. Для больших токов применяют наружные шунты, имеющие токовые зажимы для включения в цепь измеряемого тока и потенциальные зажимы для подключения измерительного прибора. С целью унификации измерительных приборов шунты изготовляют по ГОСТ 8042-78 Класс точности шунтов 0,05-0,5.

Подключив к шунту милливольтметр с пределом измерения, соответствующим номинальному падению напряжения на шунте, получим соответствие полной шкалы прибора номинальному току шунта. Измеренный токгде Iн, Uн - номинальные ток шунта и падение напряжения на шунте; U -показание милливольтметра.Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с измерительным прибором включают добавочное сопротивление Rд.

Измеренное напряжение


Semnat Data

Лист

13

где Р = Rд /Rв+1 - коэффициент расширения предела измерения прибора; Uв - показание вольтметра;Rв - входное сопротивление вольтметра.

Добавочные сопротивления могут быть как внутренние (помещенные в корпус прибора), так и наружные для измерения напряжений свыше 500 В.

Номинальные токи добавочных сопротивлений стандартизированы ГОСТ 8623-78 при номинальном падении напряжения на них. Основная погрешность добавочных сопротивлений ± (0,1-0,5)%. Для расширения пределов измерения приборов с высоким входным сопротивлением используют делители напряжения с фиксированным коэффициентом деления, обычно кратным 10. В установках высокого напряжения электропередач постоянного тока и в сильноточных цепях могут быть использованы кроме указанных преобразователей измерительные трансформаторы постоянного тока.


Semnat Data

Лист

14

5. Переменный ток и напряжение.

Переменный ток, — электрический ток, который периодически изменяется по модулю и направлению.

Под переменным током также подразумевают ток в обычных одно- и трёхфазных сетях. В этом случае мгновенные значения тока и напряжения изменяются по гармоническому закону.

В устройствах-потребителях постоянного тока переменный ток часто преобразуется выпрямителями для получения постоянного тока.

Напряжение переменного тока это не значит что оно меняется так, что это изменение можно заметить простым прибором или глазом, нет. Напряжение переменного тока, а речь идёт о типовой частоте 50 Гц, меняется по уровню и знаку, в функции времени, но это происходит весьма быстро, т.к. при частоте питающей сети 50 Гц знаковые изменения наступают периодически - каждые 0,01с, т.е. повторение знаков происходит каждые 0,02с. Этот временной интервал в 0,02с - называют периодом колебаний напряжения и тока питающей сети, обозначают буквой T, а половину этого периода - так и называют полупериодом колебаний. Так изменения напряжения и тока по уровню происходят в течении каждого полупериода с 0...до максимума...до нуля...смена знака....до максимума...до нуля и...так периодически, с периодом в 0,02с. Огибающая кривая этих изменений уровня напряжения и тока выбрана и поддерживается - синусоидальная, как наиболее сосредотачивающая энергию на основной частоте. Ввиду того, что уровень всё время и быстро изменяется, то эти, все промежуточные уровни называют мгновенными значениями уровня и за полный период T только два мгновенных значения уровня бывают самыми большими (в каждом полупериоде - по одному) - их называют амплитудное значение напряжения. Ток, постоянный, не меняющий своего уровня греет резистор в соответствии с известной формулой энергии W=I^2*R*t=(U^2/R)*t, где I и U уровни неизменного во времени тока и напряжения, а на переменном токе уровни того и другого всё время изменяются и тепловой эффект получается ниже, чем на постоянном. С целью приравнивания уровней переменного напряжения, по тепловому эффекту - к уровню постоянного напряжения и было придумано название - действующий или эффективный уровень напряжения и тока, которым и является указываемый уровень в 220 В! При этом, самый большой уровень - амплитуда напряжения переменного тока значительно превышает его действующее значение и равно ~ 311 В, Um=Uд√2*=220*√2~311 В! Само значение выражения 220 В пошло от кратного значения напряжению первых гальванических аккумуляторных кислотных элементов с уровнем напряжения в 2,2 В. Приборы же стрелочного типа, применяемые для измерения напряжений и токов могут измерять только действующие начения перепменного тока и среднего значения пульсирующих постоянных напряжений - в зависимости от физической системы измерительного прибора и являются весьма инерционными элементами, и потому - не в состоянии показывать быстоменяющиеся изменения на переменном токе, да и глаз наш их не заметил бы.


Semnat Data

Лист

15

6. Источники питания.

Источник питания — радиоэлектронное устройство, предназначенное для обеспечения различных устройств электрическим питанием.

Различают первичные и вторичные источники питания.К первичным относят преобразователи различных видов энергии в электрическую, примером может служить аккумулятор, преобразующий химическую энергию.Вторичные источники сами не генерируют электроэнергию, а служат лишь для её преобразования с целью обеспечения требуемых параметров (напряжения, тока, пульсаций напряжения и т. п.)

Источники питания (ИП). Основными и наиболее надежными источниками питания предприятий электроэнергией являются электростанции и сети районных энергосистем, у которых, кроме того, стоимость электроэнергии дешевле, чем на собственных заводских электростанциях. Собственные заводские электростанции сооружаются на предприятиях с большим теплопотреблением, когда они служат для комбинированного снабжения предприятия электроэнергией и теплом, производя электрическую энергию в соответствии с графиком тепловых нагрузок. Примером могут служить некоторые предприятия химической промышленности, на которых основным источником питания может явиться собственная ТЭЦ. Собственный ИП может также потребоваться при размещении предприятий в удаленных районах, не имеющих связи с энергосистемой или же при недостатке мощности в энергосистеме данного района, а также при наличии специальных требований к бесперебойности питания. Мощность собственного источника питания определяется его назначением. Она может быть равна и даже превышать (при выборе по теплопотреблению) мощность, необходимую предприятию, или же быть равной лишь мощности послеаварийного режима (около 15—25% потребной мощности) .На относительно небольших объектах с компактным размещением нагрузок при отсутствии специальных требований к бесперебойности питания и при небольшой мощности, получаемой от энергетической системы, связь может осуществляться непосредственно на шинах генераторного или повышенного напряжения заводской электростанции. На более крупных предприятиях эти связи целесообразно осуществлять через отдельные приемные пункты энергии от районной сети: ГПП или распределительный пункт (РП) на первичном или вторичном напряжении. Это, в частности, применяется при повышенных требованиях к надежности питания и при достаточной располагаемой мощности источников, а также при наличии удаленных от собственной электростанции предприятия групп потребителей, около которых целесообразно сооружение собственного пункта приема энергии от энергетической системы (например, в районе прокатных цехов металлургического завода).На очень крупных энергоемких предприятиях черной металлургии и химии с потребляемой мощностью порядка 500—1000 MB-А и более единичная мощность генераторов ТЭЦ составляет более 100 МВт и напряжение генераторов превышает 10 кВ. Такие крупные генераторы включаются по блочной схеме генератор — повысительный трансформатор напряжением 110 или 220 кВ. На этих напряжениях и осуществляются связи с энергосистемой. На таких крупных предприятиях электроэнергия на генераторном напряжении ТЭЦ не распределяется.


Semnat Data

Лист

16

7. Электронные вольтметры.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВО ЛЬТМЕТРЫ Определение и классификация. Электронным вольтметром называется прибор, показания которого вызываются током электронных приборов, т. е. энергией источника питания вольтметра. Измеряемое напряжение управляет током электронных приборов, благодаря чему входное сопротивление электронных вольтметров достигает весьма больших значений и они допускают значительные перегрузки. Электронные вольтметры делятся на аналоговые и дискретные.

В аналоговых вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в пропорциональное значение постоянного тока, измеряемое магнитоэлектрическим микроамперметром, шкала которого градуируется в единицах напряжения (вольты, милливольты, микровольты). В дискретных вольтметрах измеряемое напряжение подвергается ряду преобразований, в результате которых аналоговая измеряемая величина преобразуется в дискретный сигнал, значение которого отображается на индикаторном устройстве в виде светящихся цифр.

Аналоговые и дискретные вольтметры часто называют стрелочными и цифровыми соответственно. По роду тока электронные вольтметры делятся на вольтметры постоянного напряжения, переменного напряжения, Универсальные и импульсные. Кроме того, имеются вольтметры с частотно-избирательными свойствами — селективные. При разработке электронных вольтметров учитываются следующие основные технические требования: высокая чувствительность; широкие пределы измеряемого напряжения; широкий диапазон рабочих частот; большое входное сопротивление и малая входная емкость; малая погрешность; известная зависимость показаний от формы кривой измеряемого напряжения. Перечисленные требования нельзя удовлетворить в одном приборе, поэтому выпускаются вольтметры с разными структурными схемами. Вольтметры переменного напряжения. Электронный вольтметр переменного напряжения состоит из преобразователя переменного напряжения в постоянное, усилителя и магнитоэлектрического индикатора.

Часто на входе вольтметра устанавливается калиброванный делитель напряжения. с помощью которого увеличивается верхний предел измеряемого напряжения. В зависимости от вида преобразования показание вольтметра может быть пропорционально амплитудному (пиковому), средневыпрямленному или среднеквадратическому значению измеряемого напряжения.Структурная схема аналогового электронного вольтметра с амплитудным преобразователем Однако следует иметь в виду, что шкалу любого электронного вольтметра градуируют в среднеквадратических (действующих) значениях напряжения синусоидальной формы. Исключение составляют импульсные вольтметры, шкалу которых градуируют в амплитудных значениях. Вольтметр амплитудного (пикового) значения (рис.1) состоит из амплитудного преобразователя АПр, усилителя постоянного тока УПТ и магнитоэлектрического индикатора, градуированного в вольтах.


Semnat Data

Лист

17

8. Радиоэлектронные компоненты.

Радиодетали — просторечное название электронных компонентов. Название сформировалось исторически из-за того, что первым, наиболее распространённым, сложным электронным устройством в народе было радио. Изначально термин радиодетали означал детали, применяемые в электронике для производства различных радиоэлектронных устройств.

Список радиоэлектронных компонентов:

РезисторКонденсаторВакуумные электронные приборы:Электронная лампаТриодПентодПолупроводниковые приборы:ДиодТранзистор: полевой, биполярныйТиристор, симисторСтабилитронМикросхемапрочие приборы и устройства:СоленоидРелеТрансформаторКлючПредохранительЛампочкиГромкоговорительМикрофонАккумуляторАнтенна


Semnat Data

Лист

18

9. Диоды и транзисторы.

Диод — двухэлектродный электронный прибор, обладает различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключённый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключённый к отрицательному полюсу — катодом.

Транзи_стор — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. На принципиальных схемах обозначается "VT" или "Q".

Управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.).

В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.

Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзисторах (МОПТ), как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах. Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник)- транзисторы. Международный термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» для построения микросхем логики, памяти, процессора и т. п. Размеры современных МОПТ составляют от 90 до 22 нм[источник не указан 629 дней]. В настоящее время на одном современном кристалле площадью 1—2 см² могут разместиться несколько (пока единицы) миллиардов МОПТ. На протяжении 60 лет происходит уменьшение размеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается дальнейшее увеличение степени интеграции транзисторов на чипе (см. Закон Мура). Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров, снижению энергопотребления и тепловыделения.


Semnat Data

Лист

19

10. Генераторы

Генератор - технологическое устройство, преобразующее тепловую, химическую либо механическую энергию в электрическую.

Дизельный генератор - комплекс агрегатов, в состав которого входят электрические приводы, которые приводятся в действие дизельным двигателем внутреннего сгорания.

Классификация агрегатов зависит от типа электроснабжения и сферы использования устройств, в соответствии с чем они подразделяются на:промышленные;профессиональные;полупрофессиональные;бытовые.Генератор: виды, технические характеристики, область использования

Генератор - это миниэлектростанция небольшой мощности, посредством которой осуществляется основное или вспомогательное электроснабжение бытовых и промышленных объектов.

Бытовой вариант – портативная установка с системой воздушного охлаждения. Как правило, в быту используют бензогенератор, реже – устройство на газовом топливе.

Генератор также может применяться для удовлетворения бытовых нужд как в качестве резервного, так и в качестве основного источника энергии.

Для периодических работ, производящихся в местах удалённых от центральных электросетей, более всего подходит передвижная бензиновая электростанция, для постоянного энергоснабжения чаще используется дизельный генератор или газопоршневая электростанция.

Для небольшого помещения полноценным источником электроэнергии может служить ДЭС - дизель электростанция. Ее можно использовать для освещения дома и работы бытовых электроприборов. Для гарантии безопасной стабильной работы следует приобретать дизельгенератор с определенным запасом мощности.

Стационарный или передвижной генератор дизельный с воздушным либо жидкостным охлаждением может оборудоваться низкооборотистыми (1500 об/мин) или высокооборотистыми (3000 об/мин) генераторами, обеспечивающими мощность от 0,8 до 4000 кВт. Дизель генератор с системой охлаждения воздушного типа имеет меньший ресурс. Для обеспечения электроэнергией в постоянном режиме рекомендуется купить электрогенератор с жидкостным охлаждением. На практике, при мощности в диапазоне от 30кВт до 100 кВт или 200кВт , предпочтительнее жидкостное охлаждение мотора дизельгенератора.

При продаже электрогенератор может оборудоваться системами автоматического запуска, делающими работу дэс более надежной. Единственный недостаток, не позволяющий использовать обычный дизель-генератор для энергообеспечения жилого помещения - шум. Производители делают всё для того, чтобы он не мешал покупателям, вследствие этого установка на дизельном топливе может быть оборудована шумозащитным кожухом или устанавливаться в контейнер.


Semnat Data

Лист

20

Электрогенератор (бензогенератор или дизельгенератор) используется для выработки электрического тока.

Электроподогрев сохраняет неизменной температуру охлаждающей жидкости. Чаще всего устанавливается в электрогенераторах с автозапуском.

Принимая решение купить электрогенератор, детально ознакомьтесь с основными рабочими характеристиками агрегатов обоих типов. Дизель генератор отличается следующими преимуществами:Большим моторесурсом, вследствие чего такой электрогенератор может использоваться как основной источник энергоснабжения на протяжении длительного периода времени, в том числе, для энергообеспечения строительного оборудования.Дизель генератор отличается большим диапазоном мощностей, что позволяет использовать его для решения различных задач.Разница в габаритах и весе. Высокопроизводительный дизель-генератор достаточно тяжелый и требует для установки специальной платформы, но это разумный компромисс, гарантирующий надежность и безопасность работы устройства.Дизельный генератор проще в обслуживании, что объясняется особенностями конструкции его двигателя. Электрогенератор этого типа может быть использован в составе любой автономной электростанции.

В модельной линейке предлагаемой нами продукции присутствует дизельный генератор, предназначенный для энергоснабжения крупных объектов, а также передвижной дизель генератор для обеспечения электричеством дачных домов, коттеджей и т.д.


Semnat Data

Лист

21

11.Осцилограф.

Осцилло_граф (лат. oscillo — качаюсь + греч. γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи; также измерения) амплитудных и временны_х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

Современные осциллографы позволяют разворачивать сигнал гигагерцовых частот. Для разворачивания более высокочастотных сигналов можно использовать электронно-оптические камеры.

Осциллограф с дисплеем на базе ЭЛТ состоит из электронно-лучевой трубки, блока горизонтальной развертки и входного усилителя (для усиления слабых входных сигналов). Также содержатся вспомогательные блоки: блок управления яркости, блок вертикальной развертки, калибратор длительности, калибратор амплитуды.

Современные осциллографы всё в большей степени переходят (как и вся техника визуализации — телевизоры, мониторы и тп.) на отображение информации на экране ЖК-дисплеев.


Semnat Data

Лист

22

Схема электронно-лучевой трубки осциллографа:1 — отклоняющие пластины, 2 — электронная пушка,3 — пучок электронов, 4 — фокусирующий соленоид,5 — экран

Использование

Для работы с осциллографом предварительно необходимо произвести калибровку его канала (каналов). Калибровка производится после прогрева прибора (примерно минут 5). Калибратор встроен в большинство осциллографов. Для калибровки высокочастотных моделей желательно иметь шнур с двумя разъемами (на выход калибратора и на вход осциллографа) иначе возможны искажения сигнала. Для низкочастотных моделей возможно просто коснуться щупом выхода калибратора. Далее ручку вольт/дел. ставится так, чтобы сигнал калибратора занимал 2—4 деления на экране (то есть, если калибратор 1 вольт,- то на 250 милливольт). После этого канал включается на переменное напряжение и на экране появится сигнал. Далее, в зависимости от частоты калибратора, ручка развертки ставится в положение при котором видно не менее 5—7 периодов сигнала. Для частоты 1 килогерц частота развертки при которой каждый период занимает одно деление экрана равен 1 мс (одна миллисекунда). Далее необходимо убедиться, чтобы сигнал на протяжении этих 5-7 периодов попадал точно по делениям экрана. Для аналоговых осциллографов нормируется как правило ±4 деления от центра экрана, то есть на протяжении восьми делений должен совпадать точно. Если не совпадает, следует поворачивать ручку плавного изменения развертки добиваясь совпадения. Заодно проверяется амплитуда (размах) сигнала — она должна совпадать с тем, что написано на калибраторе. Если не совпадает, то необходимо добиться совпадения, поворачивая ручку плавного изменения чувствительности вольт/дел. Необходимо помнить, что если установлена чувствительность канала в 250 милливольт, то сигнал в 1 вольт занимает при правильной настройке 4 деления. После калибровки прибор будет показывать сигнал точно. Теперь можно не только смотреть, но и измерять сигналы.Допустим, имеется устройство на выходе которого заведомо известный по напряжению сигнал. Чувствительность вертикального отклонения (Вольт/дел) устанавливается так, чтобы отображаемый на экране сигнал не выходил за рамки экрана, щуп устанавливается в нужное место на плате, после чего на экране появится исследуемый сигнал. При необходимости развертка переключается в позицию удобную для наблюдения. Если сигнал превышает допустимую документацией осциллографа, то необходимо воспользоваться делителем с коэффициентом деления 1/10 или 1/100 и соблюдать правила электробезопасности. Можно измерять амплитуду и частоту сигнала подсчитывая деления по вертикали и горизонтали. Некоторые модели осциллографов оснащены системой которая подсвечивает часть луча и измеряет время этого подсвеченного участка, это удобно при измерении частоты или периода — вручную выставляется длина подсвеченного участка, например, на начало и конец одного или нескольких периодов сигнала и на цифровом табло считывается значение в миллисекундах или иной временной единице. Амплитуда сигнала измеряется аналогично.


Semnat Data

Лист

23

12. Частотомер.

Частотомер — измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

КлассификацияПо методу измерения - приборы непосредственной оценки (напр. аналоговые) и приборы сравнения (напр. резонансные, гетеродинные, электронно-счетные).По физическому смыслу измеряемой величины — для измерения частоты синусоидальных колебаний (аналоговые), измерения частот гармонических составляющих (гетеродинные, резонансные, вибрационные) и измерения частоты дискретных событий (электронно-счетные, конденсаторные).По исполнению (конструкции) — щитовые, переносные и стационарные.По области применения частотомеры включаются в два больших класса средств измерений — электроизмерительные приборы и радиоизмерительные приборы. Следует заметить, что граница между этими группами приборов весьма прозрачна.В группу электроизмерительных приборов входят аналоговые стрелочные частотомеры различных систем, вибрационные, а также отчасти конденсаторные и электронно-счетные частотомеры.В группу радиоизмерительных приборов входят резонансные, гетеродинные, конденсаторные и электронно-счетные частотомеры.

Электронно-счетные частотомеры.

Принцип действия электронно-счетных частотомеров (ЭСЧ) основан на подсчете количества импульсов, сформированных входными цепями из периодического сигнала произвольной формы, за определенный интервал времени. Интервал времени измерения также задается методом подсчета импульсов, взятых с внутреннего кварцевого генератора ЭСЧ или из внешнего источника (например стандарта частоты). Таким образом ЭСЧ является прибором сравнения, точность измерения которого зависит от точности эталонной частоты.ЭСЧ является наиболее распространенным видом частотомеров благодаря своей универсальности, широкому диапазону частот (от долей герца до десятков мегагерц) и высокой точности. Для повышения диапазона до сотен мегагерц — десятков гигагерц используются дополнительные блоки — делители частоты и переносчики частоты.Большинство ЭСЧ кроме частоты позволяют измерять период следования импульсов, интервалы времени между импульсами, отношения двух частот, а также могут использоваться в качестве счетчиков количества импульсов.Некоторые ЭСЧ (например Ч3-64) сочетают в себе электронно-счетный и гетеродинный методы измерения. Это не только повышает диапазон измерения, но и позволяет определять несущую частоту импульсно-модулированных сигналов, что простым методом счета недоступно.


Semnat Data

Лист

24

НАЗНАЧЕНИЕ: обслуживание, регулировка и диагностика радиоэлектронного оборудования различного назначения, контроль работы радиосистем и технологических процессовПРИМЕРЫ: Ч3-54, Ч3-57, Ф5137, Ч3-84.

Аналоговые стрелочные частотомеры.Аналоговые частотомеры по применяемому измерительномумеханизму бывают электромагнитной, электродинамическойи магнитоэлектрической систем. В основе работы их лежитиспользование частотозависимой цепи, модуль полногосопротивления которой зависит от частоты. Измерительныммеханизмом, как правило, является логометр, на одно плечокоторого подается измеряемый сигнал черезчастотонезависимую цепь, а на другое — черезчастотозависимую, ротор логометра со стрелкой врезультате взаимодействия магнитных потоковустанавливается в положение, зависящее от соотношенийтоков в обмотках. Бывают аналоговые частотомеры работающие по другим принципам.НАЗНАЧЕНИЕ: контроль сети электропитанияПРИМЕРЫ: Д416, Э353, Ц1736, М800, С 300 М1-1


Semnat Data

Лист

25

Министерство Образования Республики МолдоваБельский Политехнический Колледж

Отчётпо: измерительной практике.

Преподователь: Забулика Сергей ВалерьевичУченик группы С-131, Вамеш Иван

2012

Documents

izmeriteliniaia praktika