Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace ZS 2010/2011 9.3 2010 - Ing. Václav Rada, CSc.
Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb Teorie měření a regulace elektr. měření 14.SP-t.6. ZS 2014/2015 2014 - Ing. Václav Rada, CSc.
Další pokračování o A principech měření
Měření fyzikálních veličin elektrické veličiny Elektrotechnická měření lze rozčlenit do skupin či oblastí podle obecných nebo specifických kriterií závislých na účelu členění. Do skupiny Základních elektrotechnických měření jsou zařazena měření základních A elektrotechnických veličin: - napětí - proudu - výkonu - odporu - kapacity - indukčnosti
Měření fyzikálních veličin elektrické veličiny Ostatní měření elektrotechnických veličin (většinou odvozených či odvoditelných, případně vypočitatelných, ze základních měření, kdy jsou takovéto komplikované přístupy nahrazeny přímo přístrojem obsahujícím vše potřebné např. mikropočítač pro numerické výpočty atd. z těch nejznámějších sem patří měření výkonu A / příkonu či cos φ takto definováno jen pro jednoduchost) - jsou zařazeny do jediné skupiny Pokročilá elektrotechnická měření. VR - ZS 2010/2011
Měření napětí: Přístroj: voltmetr V Zapojení: paralelně ke zdroji či spotřebiči (k potenciálovému rozdílu)
Měření napětí: G V R Z V MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ ZDROJ alternativní zapojení MĚŘÍCÍHO PŘÍSTROJE ZÁTĚŽ
Měření vyšších napětí použití napěťového děliče: Aby byl V-metr schopen měřit vyšší napětí (U G ) a to právě nkrát vyšší musí být použit napěťový dělič zde odporový. Problémem napěťových děličů je, že odpor R 1 musí být podstatně menší než vnitřní odpor V-metru za dostatečné se považuje, pokud hodnota vzájemného poměru těchto odporů bude minimálně 100, lepší je 1000. Odpor R 2 je v praxi zátěží neboli spotřebičem a jeho hodnota je tudíž dána (a většinou se nedá ovlivnit) pak musí být použit (jako speciální varianta) měřicí přístroj s vysokým vnitřním odporem. VR - ZS 2010/2011
Měření vyšších napětí použití napěťového děliče: ZDROJ G ODPOROVÝ DĚLIČ U G R 1 R 2 U G - U m U m MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ V
Měření vyšších napětí použití napěťového děliče: Napěťový dělič sníží napětí (U G ) v poměru hodnot celkového odporu (R 1 + R 2 ) a dílčího odporu (R 2 ) na úroveň U m : Dělicí poměr napěťového děliče a hodnota základního odporu v děliči jsou dány vztahy: U m / R 2 = (U G U m ) / R 1 R 1 = R 2 * ( U G / (U m 1) ) n = U G / U m R 1 = R 2 * ( n 1)
Měření vyšších napětí použití napěťového děliče: Napěťový dělič sníží napětí (U G ) v poměru hodnot celkového odporu (R 1 + R 2 ) a dílčího odporu (R 2 ) na úroveň U m : U m / R 2 = (U G U m ) / R 1 R 1 = R 2 * ( U G / (U m 1) ) Dělicí poměr napěťového děliče a hodnota základního odporu v děliči jsou dány vztahy: n = U G / U m R 1 = R 2 * ( n 1)
Měření vyšších napětí použití napěťového děliče: Druhým problémem je, že odpory děliče musí také snést (vydržet) procházející proud - jejich výkonová hodnota (tzv. watáž neboli hodnota dovolené či přípustné wattové zátěže jednotlivých prvků děliče) musí respektovat tento procházející proud. V některých případech (a to pouze u střídavého napětí) mohou být místo odporů použity kondenzátory. Jiná verze pro střídavé napětí je využití transformátoru se snižujícím poměrem. VR - ZS 2010/2011
Měření proudu: Přístroj: Zapojení: ampérmetr sériově ke zdroji či spotřebiči (aby přístrojem protékal ak-tivní pracovní proud) A
Měření proudu: G MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ A R Z ZDROJ ZÁTĚŽ
Měření proudu: Hodnota proudu je dána Ohmovým zákonem: U = R * I napětí je dáno násobkem odporu a proudu nebo I = U / R To znamená, že velikost proudu závisí na hodnotě napájecího napětí (napětí zdroje U G ) a hodnotě zátěžného odporu R z.
Měření výkonu / příkonu: Přístroj: wattmetr W obsahuje vždy dvě části = pro měření připojeného napětí a pro měření procházejícího proudu výchozí vztah: P = U * I nebo N = U * I VR - ZS 2010/2011
Měření výkonu / příkonu: Zapojení: principem je současné sériově a paralelně ke zdroji či spotřebiči (aby přístrojem protékal aktivní pracovní proud a přístroj byl zároveň připojen i na příslušný potenciálový rozdíl) VR - ZS 2010/2011
Měření výkonu / příkonu: W G MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ (elektroměr) R Z ZDROJ ZÁTĚŽ
Měření výkonu / příkonu: A G MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ V R Z ZDROJ ZÁTĚŽ
Měření (vykonané) práce: Přístroj: elektroměr Ws Obsahuje vždy tři části = pro měření připojeného napětí, pro měření procházejícího proudu a pro určení doby po kterou proud procházel (pracoval) výchozí vztah: A = P * t nebo A = U * I * t VR - ZS 2010/2011
Měření práce: Zapojení: obdobné, tj. sériově a paralelně ke zdroji či spotřebiči proto, aby přístrojem protékal aktivní pracovní proud a přístroj byl zároveň připojen i na příslušný potenciálový rozdíl + (navíc, protože fyzikální veličina práce je dynamickou veličinou) časové určení = odměření doby po kterou proud protékal (pracoval) VR - ZS 2010/2011
Měření práce: Ws G MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ (elektroměr) R Z ZDROJ ZÁTĚŽ
Měření el. práce - nepřímé měření: t měření času A G MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ V R Z ZDROJ ZÁTĚŽ
Měření el. práce: elektroměr Zapojení 1-fázového elektroměru (pro jednofázový odběr) ve 3-fázové síti.
Měření na 3-fázové síti: A V V ZÁTĚŽ V V N 3-fázový ZDROJ V V A napětí sdružené napětí fázové A fázový proud
Měření odporu: Přístroj: ohmmetr R x obsahuje vlastní zdroj napětí a proudu, který bude protékat měřeným odporem (proto se nehodí každý přístroj pro měření libovolného fyzického odporu) principiálně se využívá jednoho ze vztahů vyjadřujících Ohmův zákon: Ω R = U / I VR - ZS 2010/2011
Měření odporu: Zapojení přímé : ohmmetr (paralelně) k měřenému fyzickému odporu (předmětu, jehož elektrický odpor chceme změřit) obsahuje vlastní zdroj cca 1,5 nebo 3 V ss vyšší napětí se nepoužívá z provozně-praktických důvodů - pokud se neměří vysoké Ohmické hodnoty, například u isolačních odporů.
Měření odporu přímo Ohmmetrem: MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ Ω R x MĚŘENÝ (FYZICKÝ) ODPOR
Měření odporu - nepřímé: Zapojení nepřímé : sériovým ampérmetrem (přístrojem musí proté-kat aktivní pracovní proud tekoucí měřeným od-porem) a paralelním voltmetrem připojenými zároveň do obvodu s měřeným odporem je nutný externí zdroj s hodnotami napětí a proudu přiměřenými měřenému odporu
Měření odporu pomocí výpočtu z Ohmova zákona: MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ A G MĚŘÍCÍ PŘÍSTROJ V R Z ZDROJ ss ZÁTĚŽ
Měření odporu: Měření velkých odporů (např. isolačního): přístrojem megmet pro rozsah od 1 [ MΩ ] výše (až do hodnot jednotek [ GΩ ] - podle konstrukce přístroje) obsahuje zdroj zvýšeného střídavého napětí (500 V st a více)
Měření odporu: Měření zemních odporů přístrojem terrametr pro rozsah od 10 [ MΩ ] výše (do hodnot až stovek [ GΩ ] - podle konstrukce přístroje) obsahuje vlastní zdroj cca 200 V st a více
Měření odporu: Měření velmi malých odporů (např. přechodových odporů v kontaktech a spojích) přístrojem miliohmmetr pro rozsah do 1 (příp. 10) [Ω ] od hodnot 0,001 [Ω ] = 1 [ mω ] (nebo i menších) vždy v můstkovém zapojení s kompenzacemi přídavných přechodových odporů a v přesných přístrojích i včetně teplotních kompenzací) má vlastní zdroj malého stejnosměrného napětí (cca 1 až 3 V)
Měření na transformátoru: primár U1 U 2 sekundár N1 L1 L 2 N2 Převodní poměr: k tr = U 2 / U 1 = I 1 / I 2 = N 2 / N 1
Měření na transformátoru: A A G V U1 L1 U2 L2 V R Z N1 N2
a to by bylo k informacím o měření el. veličin (skoro) vše 99...
Témata