Základní měřicí přístroje
description
Transcript of Základní měřicí přístroje
ELM VI2 Měřicí přístroje 1
Základní měřicí přístroje
• seznámení s přístroji měřícími zákl. el. veličiny:– ampérmetr– voltmetr– wattmetr– měřič kmitočtu– osciloskop
Bc. David FURKA
ELM VI2 Měřicí přístroje 2
Obecné rozdělení měř. přístr. (MP)• analogové - měří kontinuelně
- spojitý údaj- nepotřebují vlastní zdroj el.
en. (někdy)- lze odečíst amplitudu přech.dějů- lze zjistit trend měřené veličiny
• číslicové - několik měření za sekundu (multimetr 3x)- jednoznačný údaj- chyba je nezávislá na poloze přístroje- nespojitý údaj (záleží na citlivosti)- potřebují vždy cizí zdroj el. energie- nedávají informaci o trendu měř. veličiny
ELM VI2 Měřicí přístroje 3
Ampérmetr – pro DC proud
• měří elektrický proud – přímoukazující měřicí přístroj• prochází jím celý měřený proud – zapojen sériově• požadavek na minimální vnitřní odpor – chyba metody
Možnosti měření stejnosměrného proudu
• 101 μA ÷ 100 A - analogový magnetoelektrický nebo elektromagnetický MP .
• 101 μA ÷ 101 A - číslicový Ametr a multimetry- úbytek napětí na bočníku > ADP > ZJ
• od 101 nA - el. převodník UI s operačním zesil.• 101 pA ÷ 102 pA - úbytek napětí na vysokoohm.odporu
mikrovoltmetrem s modulačním zesil.• větší proudy - bočníkem zvětš. měř. rozsah Ametru
ELM VI2 Měřicí přístroje 4
Ampérmetr – pro AC proud
Možnosti měření střídavého proudu
• 100 mA ÷ 102 A - elmag. a eldyn. analogové MP
frekv. do 102 Hz - magel. analog. MP s usměrňovačem (harmon.průběh)
• 102 μA ÷ 101 A - číslicové multimetry (úbytek napětí na frekv. do 103 Hz bezindukčním bočníku)
• větší proudy- externí bočník
větš. f = 50 Hz - měřicí transformátor proudu
- klešťový ampérmetr
ELM VI2 Měřicí přístroje 5
Voltmetr – pro DC napětí
• měří el. napětí – přímoukazující měřicí přístroj• snímá rozdíl potenciálů – připojujeme paralelně na měř. část
obvodu• požadavek na maximální vnitřní odpor (kvůli chybě metody)
Možnosti měření stejnosměrného napětí• 101 mV ÷ 102 V - magel. analogové voltmetry• 102 μV ÷ 102 V - číslicové voltmetry• větší napětí - s použitím předřadníku• menší napětí - s použitím předzesilovače• velmi malá napětí - s použitím modulačního zesilovače
ELM VI2 Měřicí přístroje 6
Voltmetr – pro AC napětí
Možnosti měření střídavého napětí
• 100 V ÷ 102 V - magel. analogové Vmetry s usměrňovačem frekv. do 103 nebo termočlánkem až 104 Hz - měří Ustř resp. Uef, stupnice v Uef
• 101 V ÷ 102 V - elmag. analogové Vmetry
frekv. do 101 - měří Uef, stupnice v Uef
někdy až 103 Hz
• 100 mV ÷ 101 V - nf milivoltmetry (s analog. i dig. výstupem)
- měří Ustř resp. Uef, stupnice v Uef
• 102 mV - Vmetry s vf sondou
f až 100 GHz - měří Umax, stupnice v Uef
ELM VI2 Měřicí přístroje 7
Digitální multimetr• číslicový stejnosměrný voltmetr doplněný o převodníky měřicí
střídavá napětí, proudy, odpory (převádějí na DC napětí)• základ je DC voltmetr (vst.dělič VD a zesilovač Z, AD převodník,
log.řídicí jednotka ŘJ a číslicový zobrazovač ČZ)• další bloky převádějí měřené veličiny na DC napětí v požadovaném
rozsahu hodnot
ELM VI2 Měřicí přístroje 8
• počet míst zobrazovače (3 až 8 a ½ místa)• počet a hodnoty vstupních rozsahů (4 až 6 pro 0,01 V až 1000 V)• přesnost (tabulka v manuálu)• časová stálost• rozlišovací schopnost (1 digit – změna posled. místa na displeji o 1)• citlivost (min. napětí měřitelné tímto MP)• vstupní impedance (typicky 10 MΩ)• typ použitého AD převodníku (dvoutaktní integrace)
Digit. multimetr – hlavní parametry
ELM VI2 Měřicí přístroje 9
Číslicový ampérmetr
A B C
Jaké zdířky? Do obvodu zapojit sériově
Proudové svorky
B + C – menší proudy (zde do 2A) - jištěnoA + C – větší proudy (zde od 2 do 20A) - nejištěno
Nastavený měřicí rozsah
AC A – střídavý proudDC A – stejnosměrný proud
ELM VI2 Měřicí přístroje 10
Číslicový voltmetr
Jaké zdířky?Do obvodu zapojit paralelně
Nastavený měřicí rozsahAC V – střídavé napětí max. 750 VDC V – stejnosměrné napětí max. 1000 V
A B
Napěťové svorky
A + B - pro měření všech napětí
Vnitřní odpor přístroje
typická hodnota 10 MΩ
ELM VI2 Měřicí přístroje 11
Wattmetr
Pro přímé měření elektrického výkonu je třeba snímat napětí i odebíraný proud 4 svorky
• analogový - elektrodynamický
- ferodynamický
• elektronický - na principu PWM
- s Hallovou sondou
- se vzorkovačem, ADP, pamětí a procesorem
ELM VI2 Měřicí přístroje 12
Analogový wattmetr
Zapojení Wmetru do obvodu
Popis svorek a cívek
ELM VI2 Měřicí přístroje 13
Měřiče kmitočtu
Většinou přímoukazující přístroje
• analogové - rezonanční jazýčkové kmitoměry (45 ÷ 55 Hz)
- výchylkové kmitočtoměry
- osciloskop (nepřímá metoda)
• číslicové - čítače
- digitální osciloskop
- analogový kmitočtoměr s číslovým výstupem
ELM VI2 Měřicí přístroje 14
Osciloskop - úvod
na obrazovce zobrazuje průběh signálů přivedených na vstup
Přístroj sloužící především k:• zobrazení časového průběhu signálu• měření periody, frekvence, amplitudy a dalších parametrů…• porovnání dvou, popř. více signálů• měření fázového posuvu• Zobrazení vzájemné závislosti dvou signálů
ELM VI2 Měřicí přístroje 15
Osciloskopy - rozdělení
Několik kritérií pro rozdělení, ty hlavní jsou:• princip - analogové
- digitální__________________________• počet paprsků - jednopaprskové
- dvoupaprskové____________________• použití - laboratorní univerzální (NF a VF)
- vzorkovací - vysokonapěťové- medicínské- malé revizní______________________
• počet kanálů - jednokanálové- dvoukanálové- vícekanálové
ELM VI2 Měřicí přístroje 16
Osciloskop (analog) – hlavní části
• Vertikální systém - vstupní obvody
- koncový vertikální zesilovač
- zpožďovací linka________________• Horizontální systém - obvod časové základny
- spouštěcí obvod
- koncový horizontální zesilovač_____ • Obrazovka - katoda – zdroj elektronového paprsku
- vertikální vychylovací destičky
- horizontální vychylovací destičky
- Wehneltův válec (tvar, rychl., ostrost)
- luminofor
ELM VI2 Měřicí přístroje 17
Analogový osciloskop
nejrozšířenější, většinou 2-kanálový obrazovka s elektrostatickým vychylováním základní osciloskop pracuje při f = 0 až 10 MHzNejdůležitější parametry• počet kanálů (1, 2, s el. přepínačem i více –
4,8…)• vstupní napěťové rozsahy (1 mV/d až 5 V/d)• vstupní impedance (typ. 1 MΩ a C = 30 pF)• doba náběhu (dle fh)• horní mezní kmitočet (101 až 102 GHz)• počet časových základen (1 nebo 2 – dvojitá ČZ)• přesnost zesílení• doplňky osciloskopu (kurzory apod.)
ELM VI2 Měřicí přístroje 18
Ovládací prvky analog. osc.
Kanál 1 Kanál 2
A
BC
DE
1 divI
K
J
F
G H
LM
N
A - přep. ČZ [s/div]
B - přep. 1.kanálu [V/DIV]
C - přep. 2.kanálu [V/DIV]
D,E - přep. typu průběhu
F - přep. režim zobrazení
G,H - vertik. pozice průb.
I - intenzita světlení bodu
K - ostrost paprsku
J - síťový vypínač
L – nast.úrovně spouštění
M – režimu spouštění ČZ
N – zdroj spouštění ČZ
ELM VI2 Měřicí přístroje 19
Pracovní režimy osciloskopu
• 1 kanálový režim Y – t - závislost kanálu 1 (osa Y) na čase (t)
• 2 kanálový režim Y – t - CH1 – čas. závislost kanálu 1
- CH2 – čas. závislost kanálu 2
- DUAL – současné zobr. kanálů 1 i 2
- ADD – zobr. součtu obou průběhů
• 2 kanálový režim X-Y - časová základna vypnuta
- signál kanálu 1 vychyluje ve směru X
- signál kanálu 2 vychyluje ve směru Y
- složením sig. o stejné frekv.obrazec
- tvar obrazce je dán fáz. posuvem sig.
ELM VI2 Měřicí přístroje 20
Digitální osciloskop - výhody
Výhody číslicového zpracování průběhů:
• jednorázové přechodové děje – možnost zachycení• lepší přesnost • rychlé měření (kurzory, autom.výpočty, zobrazení hodnot na displ.)• dostupnost kopie průběhu (tisk, dig.podoba apod.)• archivace• možnost číslicového zpracování sejmutých průběhů a spektr. analýza• úplná programovatelnost měření, samočinné nastavení přístroje• možnost “záporného zpoždění - pretriggering“
ELM VI2 Měřicí přístroje 21
Děkuji za pozornost
Kontakt:
Bc. David FURKA
412 315 047