P1 Popis laboratorních přístrojů a zařízení P1.1 Měřící přístroje P1.1.1 Analogový multimetr DU20 P1.1.1.1 Parametry přístroje: Vnitřní odpor stejnosměrného voltmetru: 50 kω / V Vnitřní odpor střídavého voltmetru: 10 kω / V Třída přesnosti pro měření střídavých průběhů: 1,5 Třída přesnosti pro měření stejnosměrných průběhů: 1 Typ měřícího ústrojí: magnetoelektrické s usměrňovačem Rozsahy měřených hodnot: stejnosměrné napětí 300 mv 1000 V střídavé napětí 10 V 1000 V střídavý proud 20 µa 10 A stejnosměrný proud 20 µa 10 A Obr. P1.1: Měřící přístroj DU 20 P1.1.1.2 Popis přístroje Analogový multimetr měřící stejnosměrný i střídavý proud, stejnosměrné i střídavé napětí, elektrický odpor a kapacitu. Jedná se o magnetoelektrický měřící systém, měří tedy střední hodnotu elektrických veličin a ukazatel udává efektivní hodnotu. Při měření elektrického napětí a proudu odečítáme naměřené hodnoty ze spodních dvou lineárních stupnic (s 30 a se 100 dílky). Při měření odporu a kapacity odečítáme z uprostřed situovaných logaritmických stupnic. - 1 -
P1.1.2 Digitální multimetr METEX M - 3800 P1.1.2.1 Parametry přístroje Typ a velikost displeje: LCD 3 ½ místný Měřené veličiny: AC DC proud, AC DC napětí, el. odpor, měřič tranzistorů a diod Vstupní impedance: 10MΩ Typ použitého AD převodníku: ADP s dvojtaktní integrací Maximální vstupní proud: 20A(maximálně 15 minut) Frekvence měření: 2-3 měření za sekundu Provozní teplota: 0 C až 40 C Doporučená teplota zajišťující udávanou přesnost: 23 C ± 5 C Skladovací teplota: -10 C až 50 C P1.1.2.2 Přesnost a rozlišení jednotlivých měřících rozsahů Funkce (Function) DC napětí (DC voltage) AC napětí (AC voltage) DC proud (DC current) AC proud (AC current) El.odpor (Resistance) Měř.rozsah (Range) 200mV 2V 20V 200V 1000V 200mV 2V 20V 200V 700V 200µA 2mA 20mA 200mA 2A 20A 20µA 200µA 2mA 20mA 200mA 2A 20A 20µA 200Ω 2kΩ 20kΩ 200kΩ 2MΩ 20MΩ Přesnost (Accurancy) ±1,2% rdg + 3 ±0,8% rdg + 3 ±1,2% rdg + 3 ±1,2% rdg + 1 ±2,0% rdg + 5 ±1,0% rdg + 3 ±1,8% rdg + 3 ±3,0% rdg + 7 ±0,5% rdg + 3 ±1,0% rdg + 2 Rozlišení (Resolution) 100µV 1mV 10 mv 100 mv 1V 100 µv 1mV 10 mv 100 mv 1V 0,1µA 1 µa 10 µa 100 µa 1mA 10mA 10nA 0,1 µa 1 µa 10 µa 100 µa 1mA 10mA 10nA 0,1Ω 1Ω 10Ω 100Ω 1kΩ 10kΩ - 2 -
Obr. P1.2: Multimetr Metex M 3800 P1.1.2.3 Popis přístroje Digitální multimetr měřící odpor, střídavé i stejnosměrné proudy a napětí. Lze ho také použít pro měření tranzistorů a proměřování PN přechodů. Přístroj je napájen 9V baterií. Přístroj je pro měření proudu vybaven dvěma měřícími obvody, jedním jištěným (fused) a druhým nejištěným (unfused). Jištění je realizováno tavnou trubičkovou pojistkou 2A. Jištěným obvodem měříme proudy do 2A, nejištěným do 20A. Překročení proudu 20A může způsobit zničení přístroje! Při měření napětí a odporu a při testu diod používáme svorky V/Ω a COM, pro měření proudů do 2A svorky A a COM, při měření proudu do 20A svorky 20A a COM. Při ukončení práce vypněte přístroj vypínačem zařízení není vybaveno automatickým vypínáním! P1.1.3 Digitální multimetr MASTECH M - 3900 P1.1.3.1 Parametry přístroje Typ a velikost displeje: LCD 3 ½ místný Měřené veličiny: AC DC proud, AC DC napětí, el. odpor, měřič tranzistorů a diod Vstupní impedance: 10MΩ Typ použitého AD převodníku: ADP s dvojtaktní integrací Maximální vstupní proud: 20A(maximálně 15 minut) Frekvence měření: 2-3 měření za sekundu Provozní teplota: 0 C až 40 C Doporučená teplota zajišťující udávanou přesnost: 23 C ± 5 C Skladovací teplota: -10 C až 50 C P1.1.3.2 Přesnost a rozlišení jednotlivých měřících rozsahů Funkce (Function) DC napětí (DC voltage) AC napětí (AC voltage) Měř.rozsah (Range) 200mV 2V 20V 200V 1000V 200mV 2V 20V 200V 700V Přesnost (Accurancy) ±1,2% rdg + 3 ±0,8% rdg + 3 ±1,2% rdg + 3 Rozlišení (Resolution) 100µV 1mV 10 mv 100 mv 1V 100 µv 1mV 10 mv 100 mv 1V - 3 -
Funkce (Function) DC proud (DC current AC proud (AC current) El.odpor (Resistance) Měř.rozsah (Range) 200µA 2mA 20mA 200mA 2A 20A 20µA 200µA 2mA 20mA 200mA 2A 20A 20µA 200Ω 2kΩ 20kΩ 200kΩ 2MΩ 20MΩ Přesnost (Accurancy) ±1,2% rdg + 1 ±2,0% rdg + 5 ±1,0% rdg + 3 ±1,8% rdg + 3 ±3,0% rdg + 7 ±0,5% rdg + 3 ±1,0% rdg + 2 Rozlišení (Resolution) 0,1µA 1 µa 10 µa 100 µa 1mA 10mA 10nA 0,1 µa 1 µa 10 µa 100 µa 1mA 10mA 10nA 0,1Ω 1Ω 10Ω 100Ω 1kΩ 10kΩ Obr. P1.3: Multimetr MASTECH M 3900 P1.1.3.3 Popis přístroje Přístroj je určen pro měření stejnosměrného a střídavého napětí i proudu, měření odporu, tranzistorů a test zkratu. Obsahuje vestavěný AD převodník využívající C-MOS technologii k automatickému nulování, umožňuje automatické nastavení polarity při měření a indikaci překročení rozsahu. Přístroj je napájen 9V baterií. Pro měření proudu je vybaven dvěma měřícími obvody, jedním jištěným (fused) a druhým nejištěným (unfused). Jištění je realizováno tavnou trubičkovou pojistkou 2A. Jištěným obvodem měříme proudy do 2A, nejištěným do 20A. Překročení proudu 20A může způsobit zničení přístroje! Při měření napětí a odporu a při testu diod používáme svorky V/Ω a COM, pro měření proudů do 2A svorky A a COM, při měření proudu do 20A svorky 20A a COM. Při ukončení práce vypněte přístroj vypínačem zařízení není vybaveno automatickým vypínáním! - 4 -
P1.1.4 Wattmetr EL 20 P1.1.4.1 Popis přístroje Jedná se o elektrodynamický měřicí přístroj sloužící pro měření elektrického výkonu. Většina parametrů přístroje je natištěna na předním panelu pod stupnicí (odpor a indukčnost proudové a napěťové cívky, konstanta přístroje). Přímo na stupnici (v její spodní části) je údaj o třídě přesnosti (0,2), typu měřicího systému, zkušebním napětí a správné poloze měřicího přístroje. Všechny wattmetry tohoto typu měří v napěťových rozsazích 75-150-300-450 V. Proudový rozsah závisí na volbě přístroje (25-50 ma; 100-200 ma; 0,5 1 A nebo 2,5 5 A). P1.1.4.2 Zapojení přístroje Wattmetr má dvě cívky napěťovou a proudovou, které zapojujeme stejně jako voltmetr resp. ampérmetr. Velice důležitá je smysl zapojení cívek, který je třeba přesně dodržet. Z principu elektrodynamického měřicího systému vyplývá, že pro správnou výchylku správným směrem musejí jednotlivými cívkami procházet měřené proudy správným směrem (se správnou fází). Při špatné polaritě cívek neukazuje wattmetr žádnou nebo špatnou výchylku, popřípadě výchylku v opačném směru (mimo stupnici). Z tohoto důvodu se ve schématech zapojení u svorek wattmetru označují začátky cívek. Nejčastější označení je pomocí šipek směřujících dolů nebo do wattmetru ( ) anebo pomocí teček( ). Na měřicích přístrojích se začátek cívky označuje nejčastěji šipkou. Obr. P1.4: Wattmetr EL20 s označením svorek P1.1.4.3 Popis svorek wattmetru A začátek napěťové cívky C začátek proudové cívky E volba proudového rozsahu B konec napěťové cívky (zároveň volba napěťového rozsahu) D - konec proudové cívky F zkratovací zdířka - 5 -
P1.1.4.4 Měření s wattmetrem EL20 (postup) Svorky wattmetru zapojíme podle obr. P1.5. Pokud neznáme hodnotu svorkového napětí zdroje, nastavíme největší napěťový rozsah. Pomocí zkratovací svorky (obr. P1.4 F) zkratujeme proudovou cívku, aby nedošlo k jejímu přetížení vlivem průchodu nebezpečně velkého proudu. Zapneme zdroj napětí a na ampérmetru zapojeném do série s wattmetrem sledujeme velikost procházejícího proudu. Podle této hodnoty nastavíme proudový rozsah. Při nastavování proudového rozsahu by měla být proudová cívka zkratovaná, aby nedošlo k přerušení hlavní proudové větve. Odzkratujeme ji až po nastavení rozsahu. P1.1.5 Megmet PU 182 500D Obr. P1.5 Zapojení jednotlivých svorek wattmetru EL 20 do obvodu Je to měřicí přístroj určený pro měření izolačního odporu zařízení nízkého napětí a měření střídavého napětí. Pro měření izolačního odporu je vybaven zdrojem stejnosměrného napětí 500 V. Měřicí rozsah pro měření izolačního odporu je 0-200 MΩ. Rozsah pro měření napětí je 0-500 V. Jmenovitý měřicí proud I N =1,1 ma. Chceme-li měřit izolační odpor, je nutné stisknout tlačítko na pravém boku přístroje. Není-li tlačítko na boku stisknuto, přístroj měří napětí. Pozor!!! Vždy se před měřením izolačního odporu megmetem přesvědčte se, že svorky, mezi kterými měříte izolační odpor, jsou na stejném potenciálu (nejsou pod napětím)! Přesnost megmetu: pro všechny rozsahy pro měření napětí i izolačního odporu je chyba přístroje PŘ = 2% rgd + 5 Obr. P1.6: Megmet PU 182 500D měřič izolačního odporu - 6 -
P1.1.5 Luxmetr LX-101 Přístroj pro měření osvětlenosti v rozsahu 0 až 50 000 luxů. Je vybaven automatickým nulováním. Parametry přístroje: Display: Napájení: Snímač: Odezva: Pracovní teplota: Přesnost: LCD 3 a ½ místný, 13 mm vysoký 9V baterie selenový senzor spojený kabelem se zobrazovačem 0,4 s 0 50 C / 80 % RH pro všechny rozsahy: ± 5 % rdg ± 2 Před měřením vystavte sondu alespoň na 5 minut světelnému prostředí, ve kterém se bude měřit, aby se čidlo přizpůsobilo a stabilizovalo. P1.2 Zdroje napětí Obr. P1.7: Luxmetr LX-101 P1.2.1 Zdroj stejnosměrného napětí SZN 30 Výstupní napětí tohoto zdroje lze přesně nastavovat v mezích od 0 do 30 V. Napětí opačné polarity můžeme získat přepólováním napájecích vodičů. Zařízení je vybaveno nastavitelnou proudovou pojistkou, takže můžeme plynule nastavovat maximální možný proud odebíraný ze zdroje. Obr. P1.8: Zdroj stejnosměrného napětí SZN 30-7 -
Popis čelního panelu (obr. P1.8): A - síťový vypínač B - přepínač kanálů C - indikace zapnutí zdroje D - nastavení velikosti výstupního napětí (nahrubo) E - jemné nastavení velikosti výst. napětí F - nastavení proudového omezení G - indikace proudového omezení H - svorky výstupního napětí Na předním panelu zdroje jsou dva analogové ukazatele sloužící pro informativní měření svorkového napětí a odebíraného proudu. Při zapůsobení proudové pojistky, tzn. omezení výstupního proudu se rozsvítí červená dioda na čelním panelu. Zdroj je dvoukanálový, je tedy možno odebírat elektrickou energii z dvojích nezávislých svorek pod dvojím různým napětím. Analogové panelové ukazatele informují o proudu a napětí na zvoleném kanálu, samotná volba kanálu je realizována přepínačem B. P1.2.2 Generátor sinusového signálu U výstupního napětí lze pomocí ovládacích prvků na čelním panelu nastavovat kmitočet, amplitudu a amplitudové omezení výstupního signálu. Display generátoru zobrazuje aktuální kmitočet výstupního signálu, lze jej však také využít pro zobrazení načtených impulsů, je-li generátor používán jako pulsní čítač. Rozsah kmitočtu výstupního signálu 0 Hz až 1 MHz. Zeslabení výstupního signálu 0, -10, -20 nebo -40 db. Display čtyřmístný LED display. Přesnost 2% rdg + 2 Obr. P1.9: Generátor sinusového průběhu 8204A Popis předního panelu generátoru: A - display ukazující frekvenci výst. signálu nebo počet načtených impulsů (dle režimu přístroje) B - (Function) přepínač režimu přístr. (gen. nebo čítač) C - (Range) volba výstupní frek. (skokem) D - (Attenuator) zeslabení výstupního signálu E - (Power) síťový vypínač F - plynulá změna výstupní frekvence G - (Counter in) vstup čítače H - (Ext sync in) vstup pro externí synchronizaci I - (TTL out) výstupní signál TTL logiky J - (Amplitude) plynulé nastavení amplitudy výstupního signálu K - (Var out) výstupní napětí s nastavenou amplitudou a kmitočtem P1.3 Ostatní přístroje a zařízení P1.3.1 Měřicí transformátor proudu Měřicí transformátory proudu (MTP) se používají pro snížení proudu za účelem měření. Setkáme se s nimi při měření velkých proudů a u měření výkonu, kde snižují proud procházející proudovou cívkou a zamezuje tak jejímu přetížení. Každý MTP musí mít na štítku udanou přesnost převodu (v %). Primární vinutí zapojíme do měřeného obvodu a sekundárním vinutím prochází proud zmenšený p-krát, kde p je převod transformátoru (podíl vstupního proudu a výstupního proudu). Velice důležitý je tzv. zkratovací kontakt MTP. Jakmile potřebujeme během měření rozpojit sekundární obvod (např. za účelem výměny měřicího přístroje), zkratovací kontakt musí být ještě před rozpojením sekundárního obvodu sepnut, aby sekundárním vinutím stále protékal proud. Pokud by došlo k rozpojení sekundárního obvodu za současného proudového zatížení, na svorkách sekundárního vinutí by se vlivem silného střídavého magnetického toku indukovalo - 8 -
střídavé napětí značných hodnot (i napětí přes 1000V dle typu MTP a zatížení). Takovéto indukované napětí může prorazit izolaci stroje a zařízení tak vyřadit z provozu! Obr. P1.10: Proudový transformátor Popis prvků a svorek transformátoru: A - zkratovací kontakt B - sekundární cívka C - primární cívka pro převod p=3 (K-15) P1.3.2 Regulační autotransformátor Toto zařízení je v jednofázovém a třífázovém provedení a slouží pro změnu amplitudy střídavého napětí. Otáčením jádra s vinutím pomocí madla na vrchním čele zařízení dochází k plynulé změně výstupního napětí (od 0 do cca 1,2 násobku napájecího napětí). Svorky pro vstupní a výstupní napětí jsou naznačeny na obr. P1.11. Obr. P1.11: Regulační autotransformátoru Popis svorek autotransformátoru: A - výstupní regulované napětí B - vstupní napájecí napětí - 9 -