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Mesure des caractéristiques électriques de base. Mesure des paramètres électriques. Règles d'entretien et de réparation des câbles de communication |
Lorsqu’on étudie le génie électrique, il faut traiter des grandeurs électriques, magnétiques et mécaniques et mesurer ces grandeurs. Mesurer une grandeur électrique, magnétique ou toute autre signifie la comparer à une autre grandeur homogène prise comme unité. Cet article traite de la classification des mesures les plus importantes. Cette classification comprend la classification des mesures d'un point de vue méthodologique, c'est-à-dire en fonction des techniques générales d'obtention des résultats de mesure (types ou classes de mesures), la classification des mesures en fonction de l'utilisation de principes et d'instruments de mesure (méthodes de mesure) et la classification des mesures en fonction de la dynamique des grandeurs mesurées. Types de mesures électriques Selon les méthodes générales d'obtention du résultat, les mesures sont réparties selon les types suivants : directes, indirectes et conjointes. Vers des mesures directes inclure ceux dont les résultats sont obtenus directement à partir de données expérimentales. La mesure directe peut être exprimée conditionnellement par la formule Y = X, où Y est la valeur souhaitée de la quantité mesurée ; X est une valeur directement obtenue à partir de données expérimentales. Ce type de mesure comprend des mesures de divers grandeurs physiques en utilisant des instruments calibrés dans des unités établies. Par exemple, mesurer le courant avec un ampèremètre, la température avec un thermomètre, etc. Ce type de mesure comprend également les mesures dans lesquelles la valeur souhaitée d'une grandeur est déterminée en la comparant directement à la mesure. Les moyens utilisés et la simplicité (ou la complexité) de l'expérience ne sont pas pris en compte pour qualifier une mesure de directe. La mesure indirecte est une mesure dans laquelle la valeur souhaitée d'une grandeur est trouvée sur la base d'une relation connue entre cette grandeur et les grandeurs soumises à des mesures directes. Dans les mesures indirectes, la valeur numérique de la valeur mesurée est déterminée en calculant à l'aide de la formule Y = F(Xl, X2 ... Xn), où Y est la valeur souhaitée de la valeur mesurée ; X1, X2, Xn - valeurs des grandeurs mesurées. A titre d'exemple de mesures indirectes, on peut citer la mesure de puissance dans les circuits courant continu ampèremètre et voltmètre. Mesures conjointes sont appelés ceux dans lesquels les valeurs souhaitées de quantités opposées sont déterminées en résolvant un système d'équations reliant les valeurs des quantités recherchées avec des quantités directement mesurées. Un exemple de mesures conjointes est la détermination des coefficients dans la formule reliant la résistance d'une résistance à sa température : Rt = R20 Méthodes de mesure électrique En fonction de l'ensemble des techniques d'utilisation des principes et des moyens de mesure, toutes les méthodes sont divisées en méthodes d'évaluation directe et méthodes de comparaison. Essence méthode d'évaluation directe réside dans le fait que la valeur de la grandeur mesurée est jugée par les lectures d'un (mesures directes) ou de plusieurs (mesures indirectes) instruments, pré-étalonnés en unités de la grandeur mesurée ou en unités d'autres grandeurs sur lesquelles la grandeur mesurée dépend. L'exemple le plus simple de méthode d'évaluation directe est la mesure d'une grandeur avec un seul appareil dont l'échelle est graduée en unités appropriées. Le deuxième grand groupe de méthodes de mesure électrique est réuni sous le nom général méthodes de comparaison. Celles-ci incluent toutes les méthodes de mesures électriques dans lesquelles la valeur mesurée est comparée à la valeur reproduite par la mesure. Ainsi, trait distinctif les méthodes de comparaison sont la participation directe des mesures au processus de mesure. Les méthodes de comparaison sont divisées comme suit : zéro, différentielle, substitution et coïncidence. La méthode zéro est une méthode de comparaison d'une valeur mesurée avec une mesure, dans laquelle l'effet résultant de l'influence des valeurs sur l'indicateur est ramené à zéro. Ainsi, lorsque l'équilibre est atteint, on observe la disparition d'un certain phénomène, par exemple le courant dans une section du circuit ou la tension sur celle-ci, qui peut être enregistrée à l'aide d'appareils servant à cet effet - des indicateurs nuls. En raison de la sensibilité élevée des indicateurs nuls et également du fait que les mesures peuvent être effectuées avec une grande précision, une plus grande précision de mesure est obtenue. Un exemple d'utilisation de la méthode nulle serait de mesurer résistance électrique pont avec son équilibrage complet. À méthode différentielle, ainsi qu'avec zéro, la grandeur mesurée est comparée directement ou indirectement à la mesure, et la valeur de la grandeur mesurée à la suite de la comparaison est jugée par la différence des effets produits simultanément par ces grandeurs et par la valeur connue reproduite par la mesure. Ainsi, dans la méthode différentielle, un équilibrage incomplet de la valeur mesurée se produit, et c'est la différence entre la méthode différentielle et la méthode zéro. La méthode différentielle combine certaines caractéristiques de la méthode d’évaluation directe et certaines caractéristiques de la méthode zéro. Cela peut donner un résultat de mesure très précis, si seulement la quantité mesurée et la mesure diffèrent peu l'une de l'autre. Par exemple, si la différence entre ces deux quantités est de 1 % et est mesurée avec une erreur allant jusqu'à 1 %, alors l'erreur de mesure de la quantité souhaitée est réduite à 0,01 %, si l'erreur de mesure n'est pas prise en compte. . Un exemple d'application de la méthode différentielle est la mesure avec un voltmètre de la différence entre deux tensions, dont l'une est connue avec une grande précision et l'autre est la valeur souhaitée. Méthode de substitution consiste à mesurer alternativement la grandeur désirée avec un appareil et à mesurer avec le même appareil une mesure qui reproduit une grandeur homogène avec la grandeur mesurée. Sur la base des résultats de deux mesures, la valeur souhaitée peut être calculée. Du fait que les deux mesures sont effectuées par le même instrument dans les mêmes conditions externes et que la valeur souhaitée est déterminée par le rapport des lectures de l'instrument, l'erreur du résultat de la mesure est considérablement réduite. Étant donné que l'erreur de l'instrument n'est généralement pas la même en différents points de l'échelle, la plus grande précision de mesure est obtenue avec les mêmes lectures d'instrument. Un exemple d'application de la méthode de substitution serait d'en mesurer un relativement important en mesurant alternativement le courant circulant à travers une résistance contrôlée et une résistance de référence. Le circuit pendant les mesures doit être alimenté par la même source de courant. La résistance de la source de courant et de l'appareil mesurant le courant doit être très faible par rapport aux résistances variables et de référence. Méthode de correspondance est une méthode dans laquelle la différence entre la valeur mesurée et la valeur reproduite par la mesure est mesurée en utilisant la coïncidence de graduations ou de signaux périodiques. Cette méthode est largement utilisée dans la pratique des mesures non électriques. Un exemple est la mesure de la longueur. Dans les mesures électriques, un exemple est la mesure de la vitesse de rotation d’un corps avec une lumière stroboscopique. Indiquons également classification des mesures basée sur les changements dans le temps de la valeur mesurée. Selon que la grandeur mesurée évolue dans le temps ou reste inchangée pendant le processus de mesure, on distingue les mesures statiques et dynamiques. Les mesures statiques sont des mesures de valeurs constantes ou stables. Il s'agit notamment de mesures des valeurs efficaces et d'amplitude des grandeurs, mais en régime permanent. Si des valeurs instantanées de grandeurs variables dans le temps sont mesurées, alors les mesures sont dites dynamiques. Si, lors de mesures dynamiques, les instruments de mesure permettent de surveiller en permanence les valeurs de la grandeur mesurée, ces mesures sont dites continues. Il est possible de mesurer une grandeur en mesurant ses valeurs à certains instants t1, t2, etc. De ce fait, toutes les valeurs de la grandeur mesurée ne seront pas connues, mais seulement les valeurs à des instants choisis. De telles mesures sont dites discrètes. La mesure des paramètres électriques est une étape obligatoire dans le développement et la production de produits électroniques. Pour contrôler la qualité des appareils fabriqués, une surveillance étape par étape de leurs paramètres est nécessaire. Bien déterminer la fonctionnalité du futur complexe de contrôle et de mesure nécessite de déterminer les types de contrôle électrique : industriel ou de laboratoire, complet ou sélectif, statistique ou unique, absolu ou relatif, etc. On distingue les types de contrôle suivants dans la structure de la production des produits :
En production cartes de circuits imprimés et les composants électroniques (le domaine du cycle d'ingénierie des instruments), il est nécessaire de réaliser contrôle d'entrée qualité des matières premières et des composants, contrôle qualité électrique de la métallisation des circuits imprimés finis, contrôle des paramètres de fonctionnement des composants électroniques assemblés. Pour résoudre ces problèmes, les systèmes de production modernes utilisent avec succès des systèmes de commande électrique de type adaptateur, ainsi que des systèmes à sondes « volantes ». La fabrication de composants dans un boîtier (cycle de production conditionné), à son tour, nécessitera un contrôle paramétrique entrant des cristaux et des boîtiers individuels, un contrôle inter-opérationnel ultérieur après le soudage des fils cristallins ou leur installation, et enfin un contrôle paramétrique et fonctionnel. produit fini. La fabrication de composants semi-conducteurs et de circuits intégrés (fabrication de puces) nécessitera un contrôle plus détaillé Caractéristiques électriques. Dans un premier temps, il est nécessaire de contrôler les propriétés de la plaque, tant superficielles que volumétriques, après quoi il est recommandé de contrôler les caractéristiques des principales couches fonctionnelles, et après avoir appliqué les couches de métallisation, de vérifier la qualité de ses performances et de ses propriétés électriques. Après avoir reçu la structure sur la plaquette, il est nécessaire d'effectuer des tests paramétriques et fonctionnels, de mesurer les caractéristiques statiques et dynamiques, de surveiller l'intégrité du signal, d'analyser les propriétés de la structure et de vérifier les caractéristiques de performance. Mesures paramétriques :L'analyse paramétrique comprend un ensemble de techniques permettant de mesurer et de surveiller la fiabilité des paramètres de tension, de courant et de puissance, sans surveiller la fonctionnalité de l'appareil. La mesure électrique consiste à appliquer un stimulus électrique à l'appareil mesuré (DUT) et à mesurer la réponse du DUT. Les mesures paramétriques sont réalisées sur courant continu (mesures DC standards des caractéristiques courant-tension (caractéristiques voltampères), mesure des circuits de puissance, etc.), sur basses fréquences(mesures multi-chaînes de caractéristiques capacité-tension (caractéristiques CV), mesures complexes d'impédance et d'immitance, analyse de matériaux, etc.), mesures d'impulsions (caractéristiques I-V d'impulsion, débogage de temps de réponse, etc.). Pour résoudre les problèmes de mesures paramétriques, un grand nombre d'équipements de contrôle et de mesure spécialisés sont utilisés : générateurs de formes d'onde arbitraires, alimentations (constantes et courant alternatif), sources-mètres, ampèremètres, voltmètres, multimètres, LCR et impédancemètres, analyseurs paramétriques et traceurs de courbes, et bien plus encore, ainsi qu'un grand nombre d'accessoires, accessoires et luminaires. Application:
Mesures fonctionnelles :L'analyse fonctionnelle comprend un ensemble de techniques permettant de mesurer et de surveiller les performances des appareils pendant les opérations de base. Ces techniques permettent de construire un modèle (physique, compact ou comportemental) d'un appareil basé sur les données obtenues lors du processus de mesure. L'analyse des données obtenues vous permet de surveiller la stabilité des caractéristiques des appareils fabriqués, de les rechercher et d'en développer de nouveaux, de déboguer les processus technologiques et d'ajuster la topologie. Pour résoudre les problèmes de mesure fonctionnelle, un grand nombre d'équipements de test et de mesure spécialisés sont utilisés : oscilloscopes, analyseurs de réseaux, compteurs de fréquence, sonomètres, wattmètres, analyseurs de spectre, détecteurs et bien d'autres, ainsi qu'un grand nombre d'accessoires, accessoires et appareils. Application:
Mesures de sonde :Les mesures de la sonde doivent être mises en évidence séparément. Le développement actif de la micro et de la nanoélectronique a conduit à la nécessité d'effectuer des mesures précises et fiables sur une plaquette, qui ne sont possibles qu'avec un contact de haute qualité, stable et fiable qui ne détruit pas l'appareil. La solution à ces problèmes est obtenue grâce à l'utilisation de stations de sonde, spécialement conçues pour un type spécifique de mesure, qui effectuent le contrôle des sondes. Les stations sont spécialement conçues pour exclure les influences extérieures, leur propre bruit et maintenir la « pureté » de l’expérience. Toutes les mesures sont données au niveau de la tranche/éclat, avant qu'ils ne soient divisés en cristaux et emballés. Application:
Mesures radio :La mesure des émissions radio, de la compatibilité électromagnétique, du comportement des signaux des appareils émetteurs-récepteurs et des systèmes d'alimentation d'antenne, ainsi que de leur immunité aux interférences, nécessitent des conditions extérieures réaliser l'expérience. Les mesures RF nécessitent une approche distincte. Non seulement les caractéristiques du récepteur et de l'émetteur, mais également l'environnement électromagnétique externe (sans exclure l'interaction des caractéristiques de temps, de fréquence et de puissance, ainsi que l'emplacement de tous les éléments du système les uns par rapport aux autres et la conception du système actif éléments) contribuent à leur influence. Application:
Mesures électrophysiques :La mesure des paramètres électriques interagit souvent étroitement avec la mesure/l'impact des paramètres physiques. Les mesures électrophysiques sont utilisées pour tous les appareils qui convertissent toute influence externe en énergie électrique et/ou vice versa. Les LED, les systèmes microélectromécaniques, les photodiodes, les capteurs de pression, de débit et de température, ainsi que tous les dispositifs basés sur ceux-ci, nécessitent une analyse qualitative et quantitative de l'interaction des caractéristiques physiques et électriques des appareils. Application:
Les mesures électriques incluent les mesures de grandeurs physiques telles que la tension, la résistance, le courant et la puissance. Les mesures sont effectuées à l'aide divers moyens– instruments de mesure, circuits et appareils spéciaux. Le type d'appareil de mesure dépend du type et de la taille (plage de valeurs) de la valeur mesurée, ainsi que de la précision de mesure requise. Les unités SI de base utilisées dans les mesures électriques sont le volt (V), l'ohm (Ω), le farad (F), le Henry (H), l'ampère (A) et la seconde (s). Mesure électrique est la détermination (à l'aide de méthodes expérimentales) de la valeur d'une grandeur physique exprimée dans des unités appropriées. Les valeurs des unités de grandeurs électriques sont déterminées par un accord international conformément aux lois de la physique. Le « maintien » des unités de grandeurs électriques déterminées par les accords internationaux étant semé d'embûches, elles sont présentées comme des normes « pratiques » pour les unités de grandeurs électriques. Les normes sont soutenues par les laboratoires métrologiques d'État différents pays. De temps en temps, des expériences sont menées pour clarifier la correspondance entre les valeurs des étalons des unités de grandeurs électriques et les définitions de ces unités. En 1990, les laboratoires nationaux de métrologie des pays industrialisés ont signé un accord pour harmoniser toutes les normes pratiques d'unités de grandeurs électriques entre elles et avec les définitions internationales des unités de ces grandeurs. Les mesures électriques sont effectuées conformément aux normes nationales d'unités de tension et de courant continu, de résistance au courant continu, d'inductance et de capacité. De telles normes sont des appareils présentant des caractéristiques électriques stables ou des installations dans lesquelles, sur la base d'un certain phénomène physique, une grandeur électrique est reproduite, calculée à partir des valeurs connues des constantes physiques fondamentales. Les normes de watt et de wattheure ne sont pas prises en charge, car il est plus approprié de calculer les valeurs de ces unités en définissant des équations qui les relient à des unités d'autres quantités. Les instruments de mesure électriques mesurent le plus souvent des valeurs instantanées soit de grandeurs électriques, soit de grandeurs non électriques converties en grandeurs électriques. Tous les appareils sont divisés en analogiques et numériques. Les premiers indiquent généralement la valeur de la grandeur mesurée au moyen d'une flèche se déplaçant le long d'une échelle à divisions. Ces derniers sont équipés d'un affichage numérique qui affiche la valeur mesurée sous forme de chiffre. Les instruments numériques sont préférables pour la plupart des mesures, car ils sont plus pratiques pour effectuer des lectures et, en général, plus polyvalents. Les multimètres numériques (« multimètres ») et les voltmètres numériques sont utilisés pour mesurer la résistance CC, ainsi que la tension et le courant CA, avec une précision moyenne à élevée. Les appareils analogiques sont progressivement remplacés par des appareils numériques, même s'ils sont toujours utilisés là où un faible coût est important et où une grande précision n'est pas nécessaire. Pour les mesures les plus précises de résistance et d’impédance, il existe des ponts de mesure et autres compteurs spécialisés. Pour enregistrer l'évolution des changements de la valeur mesurée au fil du temps, des appareils d'enregistrement sont utilisés - des enregistreurs à bande et des oscilloscopes électroniques, analogiques et numériques. Les mesures de grandeurs électriques sont l’un des types de mesures les plus courants. Grâce à la création de dispositifs électriques qui convertissent diverses grandeurs non électriques en grandeurs électriques, procédés et moyens appareils électriques sont utilisés dans les mesures de presque toutes les grandeurs physiques. Champ d'application des instruments de mesure électriques : · Recherche scientifique en physique, chimie, biologie, etc.; · procédés technologiques dans l'énergie, la métallurgie, l'industrie chimique, etc.; · transport; · exploration et production de ressources minérales; · travaux météorologiques et océanologiques ; · diagnostics médicaux; · fabrication et exploitation d'appareils de radio et de télévision, d'aéronefs et vaisseau spatial et ainsi de suite. Une grande variété de grandeurs électriques, de larges plages de valeurs, d'exigences haute précision Les mesures, la variété des conditions et des domaines d'application des instruments de mesure électriques ont conduit à une variété de méthodes et de moyens de mesures électriques. Mesure de grandeurs électriques « actives » (courant, tension électrique etc.), caractérisant l'état énergétique de l'objet à mesurer, repose sur l'impact direct de ces grandeurs sur les moyens de l'élément sensible et, en règle générale, s'accompagne de la consommation d'une certaine quantité énergie électrique de l’objet à mesurer. Mesurer des grandeurs électriques « passives » (résistance électrique, ses composantes complexes, inductance, tangente de perte diélectrique, etc.) caractérisant les propriétés électriques de l'objet à mesurer nécessite d'alimenter l'objet à mesurer à partir d'une source d'énergie électrique externe et de mesurer les paramètres de la réponse. signal. Pour les mesures électriques dans les circuits à courant continu, les instruments de mesure magnétoélectriques et les appareils de mesure numériques sont les plus largement utilisés. Pour les mesures électriques dans les circuits à courant alternatif - instruments électromagnétiques, instruments électrodynamiques, instruments à induction, instruments électrostatiques, instruments de mesure électriques redresseurs, oscilloscopes, instruments de mesure numériques. Certains des instruments répertoriés sont utilisés pour les mesures électriques dans les circuits AC et DC. Les valeurs des grandeurs électriques mesurées se situent approximativement dans les limites suivantes : intensité du courant - de à A, tension - de à V, résistance - de à Ohm, puissance - de W à des dizaines de GW, fréquence du courant alternatif - de à Hz. Les plages de valeurs mesurées des grandeurs électriques ont une tendance continue à s'élargir. Les mesures à hautes et ultra-hautes fréquences, la mesure de faibles courants et de hautes résistances, les hautes tensions et les caractéristiques des grandeurs électriques dans les centrales électriques puissantes sont devenues des sections qui développent des méthodes et des moyens spécifiques de mesures électriques. L'élargissement des plages de mesure des grandeurs électriques est associé au développement de la technologie des transducteurs de mesure électriques, notamment au développement de la technologie d'amplification et d'affaiblissement des courants et tensions électriques. Les problèmes spécifiques des mesures électriques de valeurs ultra-petites et ultra-grandes de grandeurs électriques incluent la lutte contre les distorsions accompagnant les processus d'amplification et d'affaiblissement des signaux électriques, et le développement de méthodes pour isoler un signal utile d'un fond de bruit . Les limites des erreurs tolérées dans les mesures électriques vont d'environ unités à %. Pour des mesures relativement grossières, des instruments de mesure directe sont utilisés. Pour des mesures plus précises, on utilise des méthodes mises en œuvre à l'aide de circuits électriques en pont et en compensation. L'utilisation de méthodes de mesure électriques pour mesurer des grandeurs non électriques repose soit sur la relation connue entre grandeurs non électriques et électriques, soit sur l'utilisation de transducteurs de mesure (capteurs). Pour assurer le fonctionnement conjoint des capteurs avec des instruments de mesure secondaires, transmettre les signaux de sortie électriques des capteurs à distance et augmenter l'immunité au bruit des signaux transmis, divers convertisseurs de mesure électriques intermédiaires sont utilisés, qui, en règle générale, remplissent simultanément les fonctions d'amplification. (moins souvent, atténuation) des signaux électriques, ainsi que des transformations non linéaires pour compenser la non-linéarité des capteurs. Tous les signaux électriques (valeurs) peuvent être fournis à l'entrée des transducteurs de mesure intermédiaires ; les signaux électriques unifiés de courant (tension) continu, sinusoïdal ou pulsé sont le plus souvent utilisés comme signaux de sortie. Les signaux de sortie CA utilisent une modulation d'amplitude, de fréquence ou de phase. Les convertisseurs numériques sont de plus en plus répandus en tant que convertisseurs de mesure intermédiaires. L'automatisation complexe des expériences scientifiques et des processus technologiques a conduit à la création de moyens complexes d'installations de mesure, de systèmes de mesure et d'information, ainsi qu'au développement de la technologie de télémétrie et de la radiotélémécanique. Le développement moderne des mesures électriques se caractérise par l’utilisation de nouveaux effets physiques. Par exemple, actuellement, pour créer des instruments de mesure électriques de haute sensibilité et de haute précision, effets quantiques Josephson, Hall, etc. Les réalisations électroniques sont largement introduites dans la technologie de mesure, la microminiaturisation des instruments de mesure est utilisée, leur interface avec la technologie informatique, l'automatisation des processus de mesure électrique, ainsi que l'unification des exigences métrologiques et autres pour ceux-ci. Plan Introduction Courantomètres Mesure de tension Dispositifs combinés du système magnétoélectrique Instruments de mesure électroniques universels Shunts de mesure Instruments pour mesurer la résistance Détermination de la résistance du sol Flux magnétique Induction Bibliographie Introduction La mesure est le processus consistant à trouver expérimentalement la valeur d'une grandeur physique, à l'aide de moyens techniques spéciaux - des instruments de mesure. Ainsi, la mesure est un processus informationnel permettant d'obtenir expérimentalement une relation numérique entre une grandeur physique donnée et certaines de ses valeurs, prises comme unité de comparaison. Le résultat d'une mesure est un nombre nommé trouvé en mesurant une grandeur physique. L'une des tâches principales de la mesure est d'estimer le degré d'approximation ou de différence entre le vrai et le vrai. de vraies valeurs grandeur physique mesurée – erreur de mesure. Les principaux paramètres des circuits électriques sont : le courant, la tension, la résistance, la puissance actuelle. Des instruments de mesure électriques sont utilisés pour mesurer ces paramètres. La mesure des paramètres des circuits électriques s'effectue de deux manières : la première est une méthode de mesure directe, la seconde est une méthode de mesure indirecte. La méthode de mesure directe consiste à obtenir le résultat directement à partir de l'expérience. Une mesure indirecte est une mesure dans laquelle la grandeur souhaitée est trouvée sur la base d'une relation connue entre cette grandeur et la grandeur obtenue à la suite d'une mesure directe. Les instruments de mesure électriques sont une classe d'appareils utilisés pour mesurer diverses grandeurs électriques. Le groupe des instruments de mesure électriques comprend également, outre les instruments de mesure eux-mêmes, d'autres instruments de mesure - jauges, convertisseurs, installations complexes. Les instruments de mesure électriques sont classés comme suit : selon la grandeur physique mesurée et reproductible (ampèremètre, voltmètre, ohmmètre, fréquencemètre, etc.) ; par destination (instruments de mesure, mesures, transducteurs de mesure, installations de mesure et systèmes, dispositifs auxiliaires); par la méthode de fourniture des résultats de mesure (affichage et enregistrement) ; par méthode de mesure (appareils d'évaluation directe et appareils de comparaison) ; par méthode d'application et de conception (panneau, portable et stationnaire) ; selon le principe de fonctionnement (électromécanique - magnétoélectrique, électromagnétique, électrodynamique, électrostatique, ferrodynamique, induction, magnétodynamique ; électronique ; thermoélectrique ; électrochimique). Dans cet essai, je vais essayer de parler de l'appareil, du principe de fonctionnement, de donner une description et brève description instruments de mesure électriques de classe électromécanique. Mesure de courant L'ampèremètre est un appareil permettant de mesurer le courant en ampères (Fig. 1). L'échelle des ampèremètres est calibrée en microampères, milliampères, ampères ou kiloampères conformément aux limites de mesure de l'appareil. Dans un circuit électrique, l'ampèremètre est connecté en série avec la section du circuit électrique (Fig. 2) dans laquelle le courant est mesuré ; pour augmenter la limite de mesure - avec un shunt ou via un transformateur. Les ampèremètres les plus courants sont ceux dans lesquels la partie mobile de l'appareil avec le pointeur tourne d'un angle proportionnel à l'amplitude du courant mesuré. Les ampèremètres sont magnétoélectriques, électromagnétiques, électrodynamiques, thermiques, à induction, à détecteur, thermoélectriques et photoélectriques. Les ampèremètres magnétoélectriques mesurent le courant continu ; induction et détecteur - courant alternatif ; les ampèremètres d'autres systèmes mesurent la force de n'importe quel courant. Les ampèremètres magnétoélectriques et électrodynamiques sont les plus précis et les plus sensibles. Le principe de fonctionnement d'un dispositif magnétoélectrique repose sur la création d'un couple dû à l'interaction entre le champ d'un aimant permanent et le courant qui traverse l'enroulement du châssis. Une flèche est reliée au cadre, qui se déplace le long de l'échelle. L'angle de rotation de la flèche est proportionnel à l'intensité du courant. Les ampèremètres électrodynamiques sont constitués de bobines fixes et mobiles connectées en parallèle ou en série. L'interaction entre les courants qui traversent les bobines provoque des déviations de la bobine mobile et de la flèche qui y est connectée. Dans un circuit électrique, l'ampèremètre est connecté en série avec la charge, et lorsque haute tension ou courants élevés - via un transformateur. Les données techniques de certains types d'ampèremètres domestiques, milliampèremètres, microampèremètres, systèmes magnétoélectriques, électromagnétiques, électrodynamiques et thermiques sont présentées dans le tableau 1. Tableau 1. Ampèremètres, milliampèremètres, microampèremètres
Mesure de tension Voltmètre - appareil de mesure à lecture directe pour déterminer la tension ou la FEM dans les circuits électriques (Fig. 3). Connecté en parallèle à la charge ou à la source d'énergie électrique (Fig. 4). Selon le principe de fonctionnement, les voltmètres sont divisés en : électromécaniques - magnétoélectriques, électromagnétiques, électrodynamiques, électrostatiques, redresseurs, thermoélectriques ; électronique - analogique et numérique. Par destination : courant continu ; courant alternatif; impulsion; sensible à la phase ; sélectif; universel. Par conception et méthode d'application : panneau ; portable; Stationnaire. Les données techniques de certains voltmètres domestiques, millivoltmètres de systèmes magnétoélectriques, électrodynamiques, électromagnétiques et thermiques sont présentées dans le tableau 2. Tableau 2. Voltmètres et millivoltmètres
Pour les mesures dans les circuits à courant continu, des instruments combinés du système magnétoélectrique, des ampère-voltmètres, sont utilisés. Les données techniques sur certains types d'appareils sont données dans le tableau 3. Tableau 3. Dispositifs combinés du système magnétoélectrique.
Données techniques sur les instruments combinés - ampère-voltmètres et ampère-voltmètres pour mesurer la tension et le courant, ainsi que la puissance dans les circuits à courant alternatif. Les instruments portables combinés pour mesurer les circuits à courant continu et alternatif permettent de mesurer les courants et les résistances continus et alternatifs, et certains fournissent également la capacité des éléments dans une très large plage, sont compacts et disposent d'une alimentation autonome, ce qui assure leur large application. La classe de précision de ce type de dispositif DC est de 2,5 ; sur variable – 4,0. Instruments de mesure électroniques universels MESURES ÉLECTRIQUES Ponts de mesure AC. Les ponts de mesure CA les plus courants sont conçus pour mesurer soit à une fréquence de ligne de 50 à 60 Hz, soit à des fréquences audio (généralement autour de 1 000 Hz) ; les ponts de mesure spécialisés fonctionnent à des fréquences allant jusqu'à 100 MHz. En règle générale, dans les ponts de mesure AC, au lieu de deux bras qui règlent avec précision le rapport de tension, un transformateur est utilisé. Le pont de mesure Maxwell-Wien constitue une exception à cette règle. Pont de mesure pour transformateur. L'un des avantages des ponts de mesure AC est la facilité de réglage du rapport de tension exact via un transformateur. Contrairement aux diviseurs de tension constitués de résistances, de condensateurs ou d'inductances, les transformateurs maintiennent une tension constante. relation établie tensions et nécessitent rarement un réétalonnage. En figue. La figure 4 représente un schéma d'un pont de mesure de transformateur permettant de comparer deux impédances du même type. Les inconvénients d'un pont de mesure à transformateur incluent le fait que le rapport spécifié par le transformateur dépend dans une certaine mesure de la fréquence du signal. Cela conduit à la nécessité de concevoir des ponts de mesure pour transformateurs uniquement pour des plages de fréquences limitées dans lesquelles la précision nominale est garantie.
À l'aide d'une résistance supplémentaire, le courantomètre décrit peut être converti en voltmètre. Étant donné que les compteurs électriques thermiques mesurent directement les courants uniquement de 2 à 500 mA, des shunts de résistance sont nécessaires pour mesurer des courants plus élevés. Mesure de puissance AC et d’énergie. La puissance consommée par la charge dans un circuit alternatif est égale au produit moyen temporel des valeurs instantanées de tension et de courant de charge. Si la tension et le courant varient de manière sinusoïdale (comme c'est généralement le cas), alors la puissance P peut être représentée par P = EI cosj, où E et I sont valeurs efficaces tension et courant, et j est l'angle de phase (angle de décalage) des sinusoïdes de tension et de courant. Si la tension est exprimée en volts et le courant en ampères, alors la puissance sera exprimée en watts. Le multiplicateur cosj, appelé facteur de puissance, caractérise le degré de synchronisation des fluctuations de tension et de courant. D’un point de vue économique, la quantité électrique la plus importante est l’énergie. L'énergie W est déterminée par le produit de la puissance et du temps de sa consommation. Sous forme mathématique, cela s'écrit ainsi : Si le temps (t1 - t2) est mesuré en secondes, la tension e - en volts et le courant i - en ampères, alors l'énergie W sera exprimée en watt-secondes, c'est-à-dire joules (1 J = 1 Wh). Si le temps se mesure en heures, alors l’énergie se mesure en wattheures. En pratique, il est plus pratique d’exprimer l’électricité en kilowattheures (1 kW*h = 1 000 Wh).
mesures électriques- - [V.A. Semenov. Dictionnaire anglais-russe de la protection des relais] Sujets protection des relais FR mesure électriquecompteur d'électricité ... Guide du traducteur technique Les appareils de mesure E. sont des instruments et appareils utilisés pour mesurer E., ainsi que des grandeurs magnétiques. La plupart des mesures se résument à déterminer le courant, la tension (différence de potentiel) et la quantité d'électricité.… … Dictionnaire encyclopédique F.A. Brockhaus et I.A. Ephron - un ensemble d'éléments et de dispositifs connectés d'une certaine manière, formant un chemin de passage courant électrique. La théorie des circuits est une section de l'ingénierie électrique théorique qui traite des méthodes mathématiques de calcul électrique... ... Encyclopédie de Collier mesures aérodynamiques Encyclopédie "Aviation" mesures aérodynamiques- Riz. 1. mesures aérodynamiques le processus de recherche empirique des valeurs de grandeurs physiques dans une expérience aérodynamique à l'aide de moyens techniques appropriés. Il existe 2 types d’IA : statique et dynamique. À… … Encyclopédie "Aviation" Électrique - 4. Codes électriques conception de réseaux de diffusion radio. M., Svyazizdat, 1961. 80 p. |
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