17 Vlastnosti ručkových měřicích přístrojů



Podobné dokumenty
MĚŘENÍ NAPĚTÍ A PROUDŮ VE STEJNOSMĚRNÝCH OBVODECH.

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEI VUT BRNO

1 Přesnost měření efektivní hodnoty různými typy přístrojů

Jméno a příjmení. Ročník

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

Elektrotechnická měření - 2. ročník

Měření kapacity Opakování kapacita C (farad F) kapacita deskového kondenzátoru

Synchronní detektor, nazývaný též fázově řízený usměrňovač, je určen k měření elektrolytické střední hodnoty periodického signálu podle vztahu.

Úloha 1 Multimetr. 9. Snižte napájecí napětí na 0V (otočením ovládacího knoflíku výstupního napětí zcela doleva).

10a. Měření rozptylového magnetického pole transformátoru s toroidním jádrem a jádrem EI

MĚŘENÍ POLOVODIČOVÉHO USMĚRŇOVAČE STABILIZACE NAPĚTÍ

Praktikum II Elektřina a magnetismus

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

MĚŘENÍ TRANZISTOROVÉHO ZESILOVAČE

MĚŘENÍ HYSTEREZNÍ SMYČKY TRANSFORMÁTORU

Pokud není uvedeno jinak, uvedený materiál je z vlastních zdrojů autora

výkon střídavého proudu, kompenzace jalového výkonu

MĚŘENÍ HYSTEREZNÍ SMYČKY TRANSFORMÁTORU

5. ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

17 Vlastnosti analogových (ručkových) měřicích přístrojů

Pokud není uvedeno jinak, uvedený materiál je z vlastních zdrojů autora

Polovodičový usměrňovač

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

2. Změřte a nakreslete časové průběhy napětí u 1 (t) a u 2 (t). 3. Nakreslete převodní charakteristiku komparátoru

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

SYMETRICKÉ ČTYŘPÓLY JAKO FILTRY

Měření základních vlastností OZ

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jiří Kozlík dne:

TEPELNÉ ÚČINKY EL. PROUDU

SÍŤOVÝ ZDROJ. 2. Sestavte navržený zdroj a změřte U 0 a ϕ ZVm při zadaném I 0.

MĚŘENÍ NA USMĚRŇOVAČÍCH

A U. kde A je zesílení zesilovače, U 2 je výstupní napětí zesilovače a U 1 je vstupní napětí na zesilovači. Zisk po té můžeme vypočítat podle vztahu:

7. Měření rychlosti zvuku ze zpoždění signálu v akustické trubici

4.SCHÉMA ZAPOJENÍ. a U. kde a je zisk, U 2 je výstupní napětí zesilovače a U vst je vstupní napětí zesilovače. Zesilovač

6. Senzory elektrického proudu. Měření výkonu.

Pavel Dědourek. 28. dubna 2006

NÁVOD K POUŽÍVÁNÍ PU 298

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického napětí

CZ.1.07/1.1.08/

Teorie elektronických

Základní měření s výchylkovými multimetry Laboratorní cvičení č. 1

Rezonanční elektromotor

popsat činnost základních zapojení operačních usměrňovačů samostatně změřit zadanou úlohu

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

Virtuální a reálná elektronická měření: Virtuální realita nebo Reálná virtualita?

8. TLAKOMĚRY. Úkol měření Dynamické měření tlaku Měření tlaků 0-1 MPa

Laboratorní úloha č. 1 Základní elektrická měření

9. MĚŘENÍ TEPELNÉ VODIVOSTI

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

Fázory, impedance a admitance

MĚŘENÍ JALOVÉHO VÝKONU

Harmonický ustálený stav pokyny k měření Laboratorní cvičení č. 1

Vytvořeno v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost CZ.1.07/1.1.30/01,0038 Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a

Laboratorní měření 1. Seznam použitých přístrojů. Popis měřicího přípravku

7. MĚŘENÍ LINEÁRNÍHO POSUVU

Praktická úloha celostátního kola 48.ročníku FO

Korekční křivka napěťového transformátoru

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

3. Změřte závislost proudu a výkonu na velikosti kapacity zařazené do sériového RLC obvodu.

"Rozvoj vědy a pokrok poznání se stávají stále obtížnější. Na experimentování již nestačí zápalky a sláma." Richard Philips Feynman

3. D/A a A/D převodníky

MĚŘENÍ INDUKČNOSTI A KAPACITY

R w I ź G w ==> E. Přij.

Zobrazování ultrazvukem

Unipolární tranzistor aplikace

Digitální multimetr VICTOR VC203 návod k použití

- + C 2 A B V 1 V 2 - U cc

Oscilátory. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EO.

Multimetr: METEX M386OD (použití jako voltmetr V) METEX M389OD (použití jako voltmetr V nebo ampérmetr A)

E1 - Měření koncentrace kyslíku magnetickým analyzátorem

Název: Polovodičový usměrňovač Pomůcky: Teorie: Vypracování:

Laboratorní cvičení č.10

3. Změřte závislost proudu a výkonu na velikosti kapacity zařazené do sériového RLC obvodu. P = 1 T

Matematika I: Aplikované úlohy

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického proudu

UT20B. Návod k obsluze

FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 8: Závislost odporu termistoru na teplotě

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

ELEKTRICKÉ STROJE. Laboratorní cvičení LS 2013/2014. Měření ztrát 3f transformátoru

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Název: Měření paralelního rezonančního LC obvodu

REE 11/12Z - Elektromechanická přeměna energie. Stud. skupina: 2E/95 Hodnocení: FSI, ÚMTMB - ÚSTAV MECHANIKY TĚLES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY

Seznámení s přístroji, používanými při měření. Nezatížený a zatížený odporový dělič napětí, měření a simulace PSpice

Laboratorní úloha č. 2 Vzájemná induktivní vazba dvou kruhových vzduchových cívek - Faradayův indukční zákon. Max Šauer

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

STUDIUM FOTOEFEKTU A STANOVENÍ PLANCKOVY KONSTANTY. 1) Na základě měření vnějšího fotoefektu stanovte velikost Planckovy konstanty h.

2 Přímé a nepřímé měření odporu

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

1.5 Operační zesilovače I.

Vlny v trubici VUT FSI v Brně

Voltův článek, ampérmetr, voltmetr, ohmmetr

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ. Ústav aplikované fyziky a matematiky ZÁKLADY FYZIKY II

2 Teoretický úvod Základní princip harmonické analýzy Podmínky harmonické analýzy signálů Obdelník Trojúhelník...

Integrovaná střední škola, Kumburská 846, Nová Paka Elektronika - Zdroje SPÍNANÉ ZDROJE

ρ = měrný odpor, ρ [Ω m] l = délka vodiče

HC-UT 204. Digitální klešťový multimetr

HC-8906A. 4 ½ místný digitální multimetr

Obr. 1 Činnost omezovače amplitudy

Transkript:

17 Vlastnosti ručkových měřicích přístrojů Ručkovými elektrickými přístroji se měří základní elektrické veličiny, většinou na principu silových účinků poli. ato pole jsou vytvářena buď přímo měřeným proudem, nebo proudem, které v přístroji vytvoří měřené napětí. Pohyb otočného ústroji přístroje se převádí na ručku, jejíž výchylka udává na stupnici hodnotu měřené veličiny. Stupnice přístrojů mohou být lineární nebo nelineární s nulou na počátku. Občas se setkáme i se stupnicí s potlačenou nulou, případně s prodlouženou stupnici. této stupnice od místa označeného tečkou jsou uvedené hodnoty pouze orientační a nevyhovují třídě přesnosti měřidla. Stupnice měřícího přístroje s několika rozsahy neudává přímo velikost měřené veličiny, protože je rozdělena na dílky. těchto přístrojů musíme určit pro jednotlivé měřici rozsahy konstantu, tj. číslo, kterým násobíme počet dílků na stupnici, abychom dostali skutečnou hodnotu měřené veličiny. Na každém přístroji (zpravidla v pravém dolním rohu stupnice) bývá uvedeno několik důležitých údajů: 1. správná pracovní poloha stupnice. měřicí soustava 3. značka druhu proudu (napětí) a třída přesnosti 4. velikost zkušebního napětí voltmetrů je navíc uveden vnitřní odpor připadající na l V napěťového rozsahu přístroje. Je-li na stupnici údaj 1Ω/V, znamená to, že např. při rozsahu 1 V je odpor voltmetru 1 kω. ampérmetrů může být zadán vnitřní odpor (zpravidla v technické dokumentaci a zvlášť pro každý rozsah), anebo úbytek napětí na měřidle při maximální výchylce ručky. Podle způsobu převádění měřené elektrické veličiny na mechanický pohyb ukazatele rozeznáváme měřicí přístroje magnetoelektrické (deprézské, s otočnou cívkou) ferromagnetické (elektromagnetické) elektrodynamické tepelné elektrostatické, atd. Vyčerpávajícím způsobem jsou jejich fyzikální principy dobře popsané v literatuře, např. [1] nebo []. Zde si všimneme pouze nejpoužívanějších druhů voltmetrů a zopakujeme si, co který elektromechanický systém měří (značky měřících soustav jsou uvedeny v ab. 1). Přístroje magnetoelektrické mají výchylku ručky úměrnou střední hodnotě proudu (napětí) a stupnice je také tak cejchována. Reagují jen na stejnosměrné proudy a při zapojení je nutné brát zřetel na polaritu (přistroj má vždy označenou svorku + ). těchto přístrojů se užívá zpravidla tlumení vířivými proudy. Připojí-li se magnetoelektrický systém na střídavý proud (napětí), ručka se snaží sledovat změny polarity proudu. Při vyšších frekvencích to však není možné, proto se ustálí na nulové hodnotě. Abychom mohli tímto systémem měřit i střídavé proudy, musí mít zabudovaný usměrňovač (v našem případě se jedná o dvoucestný usměrňovač). Přistroj pak měří střední hodnotu usměrněného průběhu, ale je cejchován v efektivní hodnotě pro harmonický průběh. ento fakt ext 6/7 17-1 1

má zásadní vliv na použití takového přístroje, protože propustnost usměrňovače není lineární funkcí napětí. Přístroje ferromagnetické (elektromagnetické) mají výchylku ručky úměrnou efektivní hodnotě a stupnice je tak cejchována. lumeni ručky je vzduchové. Elektromagnetické přístroje jsou výrobně jednodušší než přístroje magnetoelektrické. Většinou jsou však méně citlivé. Napětí zdroje umožňuje používat transformované síťové napětí, které lze také jednocestně a dvoucestně usměrnit. Aby se alespoň částečně vyloučilo kolísání napětí a zkresleni průběhu, měřte vždy vícekrát a pro další vyhodnocováni použijte aritmetický průměr z naměřených hodnot. Efektivní ( ef ) a střední ( s ) hodnota napětí je definována ef 1 u t) dt ( a s 1 u( t) dt (1) 1. Harmonický průběh V této úloze se setkáte pouze s harmonickým průběhem signálu, který je popsán následujícím vztahem u( t) sin(π, () kde je amplituda napětí signálu a f je jeho frekvence. Vztahy pro výpočet efektivní a střední hodnoty harmonického signálu jsou ef 77, a s. (3) Pro ilustraci si tyto vztahy odvodíme na základě rovnic (1) a (). Efektivní hodnota napětí harmonického průběhu je ef 1 ( ) u t dt π sin ( 1 sin(4πft) 1 πft) 1 πf 4 + (πft) dt [( 1 1 ) ( 1 sin(π ) + π sin() + ) ] 4 4 (4) Střední hodnota napětí harmonického průběhu je s 1 u( t) dt sin(πft) dt π ( cos(π ) + cos() ) 1 cos(πft) πf (5) ext 6/7 17-1

harm.ep 1:53 1.9.6 4 ef 5 V u / V s V - -4 4 6 t / ms Obr.1: Ideální harmonický průběh amplitudy 35 V a frekvence f 5 Hz. Jednocestné ideální usměrnění harmonického průběhu Po jednocestném usměrnění harmonického signálu lze tento průběh popsat sledujícím vztahem u( t) sin(π pro sin( π > (6) u ( t) pro sin( π < 4 3 usm1.ep 8:1 1.9.6 u / V 1 ef 17,5 V s 11, V -1 1 3 4 5 Obr.: Jednocestný usměrňovač t / ms Obr.3: Ideální jednocestné usměrnění harmonického průběhu amplitudy 35 V a frekvence f 5 Hz Vztahy pro výpočet efektivní a střední hodnoty harmonického signálu jsou ef a s (7) π ext 6/7 17-1 3

yto vztahy pro ef a s však neplatí pro všechny použité voltmetry. Nezapomeňte, že magnetoelektrický voltmetr s usměrňovačem reaguje na střední hodnotu vstupního napětí, ale stupnice ukazuje efektivní hodnotu. ento převod mezi střední a efektivní hodnotou dává správný výsledek pouze u napětí harmonického průběhu. 3. Dvoucestné ideální usměrnění harmonického průběhu Harmonický signál po dvoucestném usměrnění je popsán vztahem u( t) sin(π. (8) Vztahy pro výpočet efektivní a střední hodnoty harmonického signálu jsou ef a s. (9) π usm.ep 8:1 1.9.6 4 u / V 3 1 ef 5V s.3v -1 1 3 4 5 Obr.4: Dvoucestný usměrňovač t / ms Obr.5: Ideální dvoucestné usměrnění harmonického průběhu amplitudy 35 V a frekvence f 5 Hz ext 6/7 17-1 4

Úkol Zobrazte na osciloskopu a změřte (užitím všech přiložených voltmetrů) zadané hodnoty napětí, a to neusměrněné a jednocestně a dvoucestně usměrněné. Postup při měření, zpracování a vyhodnocení 1. Seznamte se s osciloskopem a s funkcemi jeho ovládacích prvků.. K vstupním svorkám transformátoru (svorka 5 V a svorka 3 V) připojte osciloskop. Zobrazte na osciloskopu průběh střídavého napětí a odečtěte z obrazovky velikost amplitudy. Z této hodnoty vypočítejte odpovídající ef. Dále ke stejným vstupním svorkám transformátoru připojte paralelně všechny vhodné voltmetry, změřte ef a porovnejte naměřené hodnoty s hodnotou vypočtenou. Poznámka: Výstupní svorky transformátoru jsou tři: V, 5 V a 3 V. Avšak odebírat budeme pouze napětí 5 V (svorky 5 V a 3 V). 3. Zobrazte na osciloskopu průběh jednocestně usměrněného napětí, odečtěte z obrazovky velikost amplitudy a vypočítejte hodnoty ef a s pro odpovídající zapojení. ext 6/7 17-1 5

Voltmetry zapojte paralelně, změřte ef a s, a porovnejte naměřené hodnoty s vypočtenými. 4. Stejný postup jako v bodě číslo 3 proveďte pro dvoucestně usměrněné napětí. 5. kazuje-li magnetoelektrický přístroj s usměrňovačem jinou hodnotu ef než hodnotu vypočtenou, pokuste se zdůvodnit, proč tomu tak je. Odvoďte vztah mezi ef a pro tento případ. 6. Z třídy přesnosti přístrojů určete chyby měření. 7. Z hodnot jednotlivých měření vypočtěte a chybu δ( ). 8. Všechny naměřené a vypočítané hodnoty přehledně uveďte v tabulce a porovnejte pro různé průběhy napětí.. Značky měřicích soustav ext 6/7 17-1 6

ext 6/7 17-1 7