4. MĚŘENÍ PROUDU, MĚŘENÍ KMITOČTU A FÁZE

Transkript

1 4. MĚŘENÍ PROUDU, MĚŘENÍ KMIOČU A FÁZE Základní jednokou SI elekrický proud realizace: proudové váhy (primární ealonáž), dnes pomocí Josephsonova konaku (kvanový ealon napěí) a kvanového Hallova jevu (kvanový ealon odporu). MĚŘENÍ SEJNOSMĚRNÉHO PROUDU 1 µa 1 A magneoelekrické sysémy, magneoelekrické sysémy s bočníkem nebo bočník a A-Č převodník s předzesilovačem (úbyky ypicky 5 mv). Pozn.: Při přepínaní rozsahů Ayronův bočník < 1 µa obvykle měření úbyku napěí na vysokoohmovém odporu mikrovolmerem s modulačním zesilovačem (úbyky) < 1 ma bez úbyku napěí převodník proud - napěí s OZ (viz. přednáška 3, nuno uvažova i vsupní klidové proudy) >1 A neúměrné výkonové zráy na bočníku, používají se magneické senzory: I I x N + Hallovy sondy R U N = 1 I1 N I N 1 = 1; N = N; I X = I 1 ; I = U /R U = N R I x Praha & EU: Invesujeme do Vaší budoucnosi Evropský sociální fond P4/1

2 MĚŘENÍ SŘÍDAVÉHO PROUDU 1. Měření sřední hodnoy, cejchováno v efekivní hodnoě pro sinusový průběh číslicové mulimery nižší řídy jednoky ma jednoky A, měření napěí na bočníku, (5 Hz jednoky khz). Měření efekivní hodnoy číslicové mulimery sřední/vyšší řídy s převodníky efekivní hodnoy (viz 3. přednáška), měření napěí na bočníku, (5 Hz jednoky/desíky khz) sř. rozsah označen RMS Pro vyšší kmiočy (do sovek khz) se používá bezindukční (koaxiální) bočník: rubka a čela z vodivého maeriálu I x U B vrsva z odporového maeriálu keramická rubka Měření velkých proudu a měření s galvanickým oddělením Převodníky s Hallovou sondou (viz. sejnosměrná měření) Měřicí ransformáory proudu. Praha & EU: Invesujeme do Vaší budoucnosi Evropský sociální fond P4/

3 MĚŘENÍ KMIOČU - Zdroje ealonového kmioču poznámka: frekvence a čas jsou navzájem svázané fyzikální veličiny Jednoka času 1s definována v sousavě SI dobou rvání n period záření Základní ealon: cesiový rezonáor (sabilia až 1-14 /rok) Sekundární ealony: ermosaované krysalem řízené osciláory (sabilia až 1-9 /rok) Měření kmioču osciloskopem Srovnávací meoda v režimu X-Y pro celisvý poměr kmiočů (Lissajousovy obrazce) Přímé měření osciloskopem f x = 1/ (orienační málo přesná meoda) Číslicové měřiče kmioču číače a) režim přímého měření kmioču f X = N / N f x VD + PZ O H ČÍAČ (N) KO f D N DEKOD.+ ZOBRAZ. (N = poče pulsů načíaných za dobu N. ) Rozlišeni: f X = 1 / N ( N = 1 s f X = 1 Hz) Režim přímého měření je vhodný pro f X > 1 khz Praha & EU: Invesujeme do Vaší budoucnosi Evropský sociální fond P4/3

4 vsupní signál Vznik falešného údaje při měření číačem: Nevhodně nasavená úroveň spoušění může u signálů se zákmiy vés k hrubým chybám měření. Orienačně určíme frekvenci osciloskopem a číačem měření zpřesníme. signál za O Spoušěcí úroveň b) režim měření doby periody f N VD + PZ OUS H ČÍAČ (N) X = N N = N / f N ; f X = 1 / X Rozlišeni: / X = 1 / f N x KO f D X DEKOD.+ ZOBRAZ. (f N = 1 MHz / X =,1 µs) Režim přepoču z doby periody je vhodný pro Meze kolísání komparační úrovně f X < 1 khz MIN Kolísání komparační úrovně je další složkou nejisoy při měření doby periody.. MAX Praha & EU: Invesujeme do Vaší budoucnosi Evropský sociální fond P4/4

5 Určení kmioču (periody) z ovzorkovaného průběhu: (osciloskop s číslicovou paměí) k 1 číslo vzorku po 1. průchodu signálu u nulou k číslo vzorku po. průchodu signálu u nulou (se sejnou derivací) ( k k 1 ) S = ; S je perioda vzorkování Zpřesnění: 1, lze urči lin. inerpolací u u k1 1 u k osciloskopem: a) v režimu X-Y Měření fázového rozdílu A B A ϕ = arcsin = arcsin B A B u 1 () Y X u () A B Praha & EU: Invesujeme do Vaší budoucnosi Evropský sociální fond P4/5

6 b) dvoukanálovým osciloskopem v časové oblasi x 1 () x () ϕ = ω 36 ϕ = = π f ( ) π = ( rad) Číslicový fázoměr f f G x 36 k D H ČÍAČ u ϕ u 1 O MKO BKO u ϕ u O MKO N = fg = kn f = 36kD = kdϕ Praha & EU: Invesujeme do Vaší budoucnosi Evropský sociální fond P4/6

7 Další možnosi měření ϕ - vekorvolmerem: 1. signál ref.,. signál - U x - při měření výkonů: cosϕ = P/S - z ovzorkovaného průběhu (např. čísl. osciloskop): k 1 číslo vzorku po 1. průchodu signálu u 1 nulou k číslo vzorku po 1. průchodu signálu u nulou (se sejnou derivací) k 3 číslo vzorku po. průchodu signálu u 1 nulou (se sejnou derivací) = = ( k3 k1) S ( k k 1 ) S k ϕ = π = π k 3 k1 k 1 u u 1,k1 u 1,k3 1 u,k Zpřesnění: 1,, 3 lze urči lin. Inerpolací: 3 ϕ = π Praha & EU: Invesujeme do Vaší budoucnosi Evropský sociální fond P4/7