Pri studiju elektrotehnike treba se baviti električnim, magnetskim i mehaničkim veličinama i mjeriti te veličine.

Izmjeriti električnu, magnetsku ili bilo koju drugu veličinu znači usporediti je s drugom homogenom veličinom uzetom kao jedinica.

Ovaj članak govori o klasifikaciji mjera, najvažnijih za . Takva klasifikacija može uključivati ​​klasifikaciju mjerenja s metodološkog gledišta, tj. ovisno o općim metodama za dobivanje rezultata mjerenja (vrste ili klase mjerenja), klasifikaciju mjerenja ovisno o uporabi principa i mjernih instrumenata (mjerni instrumenti). metode) i klasifikacija mjerenja ovisno o dinamici izmjerenih veličina.

Vrste električnih mjerenja

Ovisno o općim metodama dobivanja rezultata mjerenja, dijele se na sljedeće vrste: izravne, neizravne i zajedničke.

Za izravna mjerenja uključuju one čiji se rezultat dobiva izravno iz eksperimentalnih podataka. Neposredno mjerenje može se uvjetno izraziti formulom Y = X, gdje je Y željena vrijednost mjerene veličine; X je vrijednost izravno dobivena iz eksperimentalnih podataka. Ova vrsta mjerenja uključuje mjerenja raznih fizikalne veličine korištenjem instrumenata stupnjevanih u utvrđenim jedinicama.

Primjerice, mjerenje jakosti struje ampermetrom, temperature termometrom itd. U ovu vrstu mjerenja spadaju i mjerenja kod kojih se željena vrijednost neke veličine utvrđuje izravnim uspoređivanjem s mjerom. Korištena sredstva i jednostavnost (ili složenost) eksperimenta ne uzimaju se u obzir pri klasificiranju mjerenja kao izravnog.

Neizravno mjerenje je takvo mjerenje u kojem se željena vrijednost veličine nalazi na temelju poznatog odnosa između te veličine i veličina koje su podvrgnute izravnim mjerenjima. Kod neizravnih mjerenja brojčana vrijednost mjerene veličine određuje se izračunavanjem po formuli Y = F(Xl, X2 ... Xn), gdje je Y željena vrijednost mjerene veličine; X1, X2, Xn - vrijednosti izmjerenih veličina. Kao primjer neizravnih mjerenja može se navesti mjerenje snage u krugovima istosmjerna struja ampermetar i voltmetar.

Mjerenje zglobova nazivaju se one u kojima se željene vrijednosti suprotno imenovanih veličina određuju rješavanjem sustava jednadžbi koje povezuju vrijednosti traženih veličina s izravno izmjerenim veličinama. Primjer zajedničkog mjerenja je određivanje koeficijenata u formuli koja povezuje otpor otpornika s njegovom temperaturom: Rt = R20

Električne metode mjerenja

Ovisno o skupu metoda za korištenje principa i sredstava mjerenja, sve metode se dijele na metode neposredne procjene i metode usporedbe.

Esencija metoda izravne evaluacije leži u činjenici da se vrijednost izmjerene veličine prosuđuje prema očitanjima jednog (izravna mjerenja) ili više (posredna mjerenja) instrumenata, prethodno kalibriranih u jedinicama mjerene veličine ili u jedinicama drugih veličina na koje se mjeri mjerena veličina. ovisi.

Najjednostavniji primjer metode izravne procjene je mjerenje veličine s jednim instrumentom, čija je ljestvica graduirana u odgovarajućim jedinicama.

Druga velika skupina električnih mjernih metoda objedinjena je pod općim nazivom metode usporedbe. Tu spadaju sve one metode električnih mjerenja u kojima se izmjerena vrijednost uspoređuje s vrijednošću koju mjerilo reproducira. Na ovaj način, obilježje metode usporedbe je izravno uključivanje mjera u proces mjerenja.

Metode usporedbe dijele se na: nulte, diferencijalne, supstitucijske i slučajne.

Nulta metoda je metoda usporedbe izmjerene veličine s mjerom u kojoj je neto učinak veličina na indikator sveden na nulu. Dakle, kada se postigne ravnoteža, određena pojava nestaje, na primjer, struja u odsječku strujnog kruga ili napon na njemu, što se može zabilježiti uređajima koji služe za tu svrhu - nul-indikatorima. Zbog visoke osjetljivosti nul-indikatora, kao i zbog toga što se mjerenja mogu izvesti s velikom točnošću, postiže se i veća točnost mjerenja.

Primjer primjene nulte metode bilo bi mjerenje električni otpor most sa svojim punim balansiranjem.

Na diferencijalna metoda, kao i na nuli, izmjerena veličina uspoređuje se izravno ili neizravno s mjerom, a vrijednost izmjerene veličine kao rezultat usporedbe prosuđuje se prema razlici između učinaka koje te količine istodobno proizvode i prema poznatoj vrijednosti reproducirano po mjeri. Dakle, kod diferencijalne metode dolazi do nepotpunog uravnoteženja mjerene veličine i to je razlika između diferencijalne metode i nulte.

Diferencijalna metoda kombinira neke od značajki metode izravne evaluacije i neke od značajki nulte metode. Može dati vrlo točan rezultat mjerenja, samo ako se izmjerena vrijednost i mjera malo razlikuju jedna od druge.

Na primjer, ako je razlika između ove dvije veličine 1% i izmjerena je s pogreškom do 1%, tada se pogreška mjerenja željene vrijednosti time smanjuje na 0,01%, ako se pogreška mjere ne uzme u obzir. račun. Primjer primjene diferencijalne metode je mjerenje voltmetrom razlike dvaju napona, od kojih je jedan poznat s velikom točnošću, a drugi je željena vrijednost.

metoda supstitucije sastoji se u naizmjeničnom mjerenju željene vrijednosti instrumentom i mjerenju istim instrumentom mjere koja reproducira homogenu vrijednost s izmjerenom vrijednošću. Na temelju rezultata dvaju mjerenja može se izračunati željena vrijednost. Zbog činjenice da se oba mjerenja provode istim instrumentom pod istim vanjskim uvjetima, a željena vrijednost određena je omjerom očitanja instrumenta, pogreška rezultata mjerenja je značajno smanjena. Budući da pogreška instrumenta obično nije ista na različitim točkama ljestvice, najveća točnost mjerenja postiže se s istim očitanjima instrumenta.

Primjer primjene supstitucijske metode može biti mjerenje relativno velike naizmjeničnim mjerenjem struje koja teče kroz kontrolirani otpornik i referentni. Napajanje strujnog kruga tijekom mjerenja mora biti izvedeno iz istog izvora struje. Otpor izvora struje i uređaja koji mjeri struju trebao bi biti vrlo mali u usporedbi s promjenljivim i oglednim otporima.

Metoda podudaranja- ovo je metoda u kojoj se razlika između izmjerene vrijednosti i vrijednosti reproducirane mjerom mjeri pomoću podudarnosti oznaka ljestvice ili periodičnih signala. Ova metoda se široko koristi u praksi neelektričnih mjerenja.

Primjer je mjerenje duljine. U električnim mjerenjima primjer je mjerenje brzine vrtnje tijela stroboskopom.

Istaknut ćemo više klasifikacija mjerenja na temelju promjene mjerene veličine u vremenu. Ovisno o tome mijenja li se izmjerena vrijednost tijekom vremena ili ostaje nepromijenjena tijekom procesa mjerenja, razlikuju se statička i dinamička mjerenja. Statička mjerenja su mjerenja konstantnih ili stacionarnih vrijednosti. To uključuje mjerenje efektivnih i amplitudnih vrijednosti veličina, ali u stabilnom stanju.

Ako se mjere trenutne vrijednosti vremenski promjenjivih veličina, tada se mjerenja nazivaju dinamičkim. Ako tijekom dinamičkih mjerenja mjerni instrumenti omogućuju kontinuirano praćenje vrijednosti izmjerene veličine, takva se mjerenja nazivaju kontinuiranim.

Moguće je izmjeriti veličinu mjerenjem njezinih vrijednosti u određenim vremenima t1, t2, itd. Kao rezultat toga, neće biti poznate sve vrijednosti izmjerene veličine, već samo vrijednosti u odabranim vremenima. Takva mjerenja nazivaju se diskretna.

Mjerenje električnih parametara obavezan je korak u razvoju i proizvodnji elektroničkih proizvoda. Za kontrolu kvalitete proizvedenih uređaja potrebna je postupna kontrola njihovih parametara. Ispravno definiranje funkcionalnosti budućeg kontrolno-mjernog kompleksa zahtijeva definiranje vrsta električne kontrole: industrijska ili laboratorijska, potpuna ili selektivna, statistička ili pojedinačna, apsolutna ili relativna itd.

U strukturi proizvodnje proizvoda razlikuju se sljedeće vrste kontrole:

• Ulazna kontrola;
• Interoperacijska kontrola;
• Kontrola radnih parametara;
• Ispitivanja prihvatljivosti.

U proizvodnji tiskane ploče i elektroničkih komponenti (područje ciklusa instrumenata), potrebno je izvršiti ulazna kontrola kvaliteta sirovina i komponenti, električna kontrola kvalitete metalizacije gotovih tiskanih pločica, kontrola radnih parametara sklopljenih elektroničkih komponenti. Za rješavanje ovih problema, u modernoj proizvodnji, uspješno se koriste električni upravljački sustavi tipa adaptera, kao i sustavi s "letećim" sondama.

Proizvodnja komponenti u paketu (zapakirani proizvodni ciklus) zahtijevat će ulaznu parametarsku kontrolu pojedinačnih kristala i paketa, naknadnu međuoperacijsku kontrolu nakon odvarivanja čipova ili njegove ugradnje, i konačno, parametarsku i funkcionalnu kontrolu gotov proizvod.

Za proizvodnju poluvodičkih komponenti i integriranih sklopova (proizvodnja kristala) bit će potrebna detaljnija kontrola električne karakteristike. U početku je potrebno kontrolirati svojstva ploče, kako površinske tako i mase, nakon čega se preporuča kontrola karakteristika glavnih funkcionalnih slojeva, a nakon nanošenja slojeva metalizacije provjeriti kvalitetu izvedbe i električna svojstva. Nakon primitka strukture na ploču potrebno je izvršiti parametarsku i funkcionalnu kontrolu, mjerenje statičkih i dinamičkih karakteristika, kontrolu integriteta signala, analizu svojstava strukture i verificiranje izvedbe.

Parametarska mjerenja:

Parametarska analiza uključuje skup metoda za mjerenje i kontrolu pouzdanosti parametara napona, struje i snage, bez kontrole funkcionalnosti uređaja. Mjerenje električnih parametara uključuje primjenu električnog podražaja na uređaj koji se mjeri (DUT) i mjerenje odziva DUT-a. Parametarska mjerenja provode se na istosmjernoj struji (standardna istosmjerna mjerenja strujno-naponskih karakteristika (CVC), mjerenja strujnih krugova itd.), na niske frekvencije(višefrekventna mjerenja kapacitivno-naponskih karakteristika (CVC), mjerenja kompleksne impedancije i imitancije, analiza materijala itd.), mjerenja impulsa (impulsna IV karakteristika, debugging vremena odziva itd.). Za rješavanje problema parametarskih mjerenja koristi se veliki broj specijalizirane upravljačke i mjerne opreme: generatori signala proizvoljnog valnog oblika, izvori napajanja (DC i naizmjenična struja), mjerači izvora, ampermetri, voltmetri, multimetri, LCR i mjerači impedancije, parametarski analizatori i pokazivači krivulja i još mnogo toga, kao i veliki broj dodataka, pribora i pribora.

Primjena:

• Mjerenje osnovnih karakteristika (struja, napon, snaga) električnih krugova;
• Mjerenje otpora, kapaciteta i induktiviteta pasivnih i aktivnih elemenata električnih krugova;
• Mjerenje ukupne impedancije i imitanse;
• IV mjerenje u kvazistatičkom i pulsni modovi;
• Mjerenje CV karakteristika u kvazistatičkom i višefrekventnom načinu rada;
• Karakterizacija poluvodičkih komponenti;
• Analiza kvarova.

Funkcionalna mjerenja:

Funkcionalna analiza uključuje skup tehnika za mjerenje i kontrolu performansi uređaja tijekom izvođenja osnovnih operacija. Ove tehnike omogućuju izradu modela (fizičkog, kompaktnog ili ponašanja) uređaja na temelju podataka dobivenih tijekom procesa mjerenja. Analiza dobivenih podataka omogućuje kontrolu stabilnosti karakteristika proizvedenih uređaja, njihovo proučavanje i razvoj novih, otklanjanje grešaka u tehnološkim procesima i ispravljanje topologije. Za rješavanje problema funkcionalnih mjerenja koristi se veliki broj specijalizirane kontrolno-mjerne opreme: osciloskopi, mrežni analizatori, frekvencijski mjerači, mjerači šuma, mjerači snage, analizatori spektra, detektori i mnogi drugi, kao i veliki broj prateće opreme. , pribor i oprema.

Primjena:

• Mjerenje slabih signala: parametri prijenosa i refleksije signala, upravljanje manipulacijom;
• Mjerenje jakih signala: kompresija pojačanja, mjerenja opterećenja i povlačenja itd.;
• Generiranje i pretvorba frekvencija;
• Analiza valnog oblika u vremenskoj i frekvencijskoj domeni;
• Mjerenje vrijednosti buke i analiza parametara buke;
• Provjera čistoće signala i analiza intermodulacijske distorzije;
• Analiza integriteta signala, standardizacija;

Mjerenja sonde:

Posebno treba izdvojiti mjerenja sondama. Aktivan razvoj mikro i nanoelektronike doveo je do potrebe za točnim i pouzdanim mjerenjima na pločici, što je moguće samo uz visokokvalitetan, stabilan i pouzdan kontakt koji ne uništava DUT. Rješenje ovih problema postiže se korištenjem sondnih stanica, posebno dizajniranih za određenu vrstu mjerenja, koje provode sondnu kontrolu. Postaje su dizajnirane posebno za isključivanje vanjskih utjecaja, vlastite buke i održavanje "čistoće" eksperimenta. Sve mjere date su na razini ploča/fragmenata, prije odvajanja u kristale i pakiranja.

Primjena:

• Mjerenje koncentracije nositelja naboja;
• Mjerenje površinskog i volumenskog otpora;
• Analiza kvalitete poluvodičkih materijala;
• Provođenje parametarske kontrole na razini ploče;
• Ponašanje funkcionalne analize na razini ploče;
• Provođenje mjerenja i kontrole elektrofizičkih parametara (vidi dolje) poluvodičkih uređaja;
• Kontrola kvalitete tehnoloških procesa.

Radio mjerenja:

Mjerenje radijskih emisija, elektromagnetska kompatibilnost, ponašanje signala primopredajnika i antensko-fiderskih sustava, kao i njihova otpornost na smetnje zahtijevaju posebne vanjski uvjeti provođenje eksperimenta. RF mjerenja zahtijevaju poseban pristup. Ne samo karakteristike prijamnika i odašiljača, već i vanjsko elektromagnetsko okruženje (ne isključujući interakciju vremenskih, frekvencijskih i karakteristika snage, a osim toga položaj svih elemenata sustava jedan u odnosu na drugi, te dizajn aktivnih elementi) pridonose svojim utjecajem.

Primjena:

• Radar i nalaz smjera;
• Telekomunikacijski i komunikacijski sustavi;
• Elektromagnetska kompatibilnost i otpornost na buku;
• Analiza integriteta signala, standardizacija.

Elektrofizička mjerenja:

Mjerenje električnih parametara često je usko povezano s mjerenjem/utjecajem fizičkih parametara. Elektrofizička mjerenja koriste se za sve uređaje koji bilo koji vanjski utjecaj pretvaraju u električnu energiju i/ili obrnuto. LED diode, mikroelektromehanički sustavi, fotodiode, senzori tlaka, protoka i temperature, kao i svi uređaji temeljeni na njima, zahtijevaju kvalitativnu i kvantitativnu analizu međudjelovanja fizikalnih i električnih karakteristika uređaja.

Primjena:

• Mjerenje intenziteta, valnih duljina i usmjerenosti zračenja, CVC, svjetlosnog toka i spektra LED-a;
• Mjerenje osjetljivosti i šuma, CVC, spektralnih i svjetlosnih karakteristika fotodioda;
• Analiza osjetljivosti, linearnosti, točnosti, rezolucije, pragova, zazora, buke, prijelaznog odziva i energetske učinkovitosti za MEMS aktuatore i senzore;
• Analiza karakteristika poluvodičkih uređaja (kao što su MEMS aktuatori i senzori) u vakuumu i visokotlačnoj komori;
• Analiza karakteristika temperaturnih ovisnosti, kritičnih struja i utjecaja polja u supravodičima.

Električna mjerenja uključuju mjerenja fizičkih veličina kao što su napon, otpor, struja, snaga. Mjerenja se vrše pomoću raznim sredstvima- mjerni instrumenti, sklopovi i posebni uređaji. Vrsta mjernog uređaja ovisi o vrsti i veličini (rasponu vrijednosti) mjerene veličine, kao i o zahtijevanoj točnosti mjerenja. Električna mjerenja koriste osnovne jedinice SI sustava: volt (V), ohm (Ohm), farad (F), henry (G), amper (A) i sekundu (s).

električno mjerenje- to je pronalaženje (eksperimentalnim metodama) vrijednosti fizičke veličine, izražene u odgovarajućim jedinicama.

Vrijednosti jedinica električnih veličina određene su međunarodnim sporazumom u skladu sa zakonima fizike. Budući da je "održavanje" jedinica električnih veličina određenih međunarodnim ugovorima prepuno poteškoća, one se prikazuju kao "praktični" etaloni jedinica električnih veličina.

Etalone održavaju državni mjeriteljski laboratoriji različite zemlje. S vremena na vrijeme provode se eksperimenti kako bi se razjasnila korespondencija između vrijednosti standarda jedinica električnih veličina i definicija tih jedinica. Godine 1990. državni mjeriteljski laboratoriji industrijski razvijenih zemalja potpisali su sporazum o međusobnom usklađivanju svih praktičnih etalona jedinica električnih veličina s međunarodnim definicijama jedinica tih veličina.

Električna mjerenja provode se u skladu s državnim standardima za napon i istosmjernu struju, istosmjerni otpor, induktivitet i kapacitet. Takvi etaloni su uređaji koji imaju stabilna električna svojstva, odnosno instalacije u kojima se na temelju neke fizikalne pojave reproducira električna veličina izračunata iz poznatih vrijednosti temeljnih fizikalnih konstanti. Standardi vat i vat-sat nisu podržani jer ima više smisla izračunati vrijednosti ovih jedinica definiranjem jednadžbi koje ih povezuju s jedinicama drugih veličina.

Električni mjerni instrumenti najčešće mjere trenutne vrijednosti ili električnih veličina ili neelektričnih veličina pretvorenih u električne. Svi uređaji dijele se na analogne i digitalne. Prvi obično pokazuju vrijednost izmjerene veličine pomoću strelice koja se pomiče po skali s podjelama. Potonji su opremljeni digitalnim zaslonom koji prikazuje izmjerenu vrijednost kao broj.

Za većinu mjerenja prednost se daje digitalnim mjeračima jer su prikladniji za očitavanje i općenito su svestraniji. Digitalni multimetri ("multimetri") i digitalni voltmetri koriste se za mjerenje istosmjernog otpora srednje do visoke točnosti, kao i izmjeničnog napona i struje.

Analogne uređaje postupno zamjenjuju digitalni, iako još uvijek nalaze primjenu tamo gdje je važna niska cijena, a nije potrebna velika točnost. Za najtočnija mjerenja otpora i impedancije (impedancije) postoje mjerni mostovi i druga specijalizirana mjerila. Za bilježenje tijeka promjene izmjerene veličine u vremenu koriste se uređaji za snimanje - magnetofoni i elektronički osciloskopi, analogni i digitalni.

Mjerenja električnih veličina jedna su od najčešćih vrsta mjerenja. Zahvaljujući stvaranju električnih uređaja koji pretvaraju razne neelektrične veličine u električne, metode i sredstva električni uređaji koristi se za mjerenje gotovo svih fizikalnih veličina.

Opseg električnih mjernih instrumenata:

· Znanstveno istraživanje u fizici, kemiji, biologiji itd.;

· tehnološki procesi u elektroenergetici, metalurgiji, kemijskoj industriji i dr.;

· prijevoz;

istraživanje i proizvodnja minerala;

meteorološki i oceanološki radovi;

medicinska dijagnostika;

proizvodnja i rad radijskih i televizijskih uređaja, zrakoplova i svemirska letjelica itd.

Veliki izbor električnih veličina, široki rasponi njihovih vrijednosti, zahtjeva visoka preciznost mjerenja, različiti uvjeti i područja primjene električnih mjernih instrumenata doveli su do različitih metoda i sredstava električnih mjerenja.

Mjerenje "aktivnih" električnih veličina (struja, električni napon itd.), koji karakterizira energetsko stanje mjernog objekta, temelji se na izravnom utjecaju tih veličina na sredstva osjetljivog elementa i, u pravilu, popraćen je potrošnjom određene količine električna energija od objekta mjerenja.

Mjerenje "pasivnih" električnih veličina (električni otpor, njegove složene komponente, induktivitet, tangens dielektričnog gubitka itd.), koje karakteriziraju električna svojstva mjernog objekta, zahtijeva da se mjerni objekt napaja iz vanjskog izvora električne energije i za mjerenje parametara odzivnog signala.
Metode i načini električnih mjerenja u istosmjernim i izmjeničnim krugovima bitno se razlikuju. U strujnim krugovima izmjenične struje ovise o učestalosti i prirodi promjene veličina, kao i o tome koje se karakteristike promjenjivih električnih veličina (trenutačne, efektivne, maksimalne, prosječne) mjere.

Za električna mjerenja u istosmjernim krugovima najviše se koriste mjerni magnetoelektrični instrumenti i digitalni mjerni uređaji. Za električna mjerenja u strujnim krugovima izmjenične struje - elektromagnetski uređaji, elektrodinamički uređaji, indukcijski uređaji, elektrostatički uređaji, ispravljačka električna brojila, osciloskopi, digitalna brojila. Neki od ovih uređaja koriste se za električna mjerenja u krugovima izmjenične i istosmjerne struje.

Vrijednosti izmjerenih električnih veličina su približno unutar granica: jakost struje - od do A, napon - od do V, otpor - od do Ohma, snaga - od W do desetaka GW, frekvencija izmjenične struje - od do Hz . Rasponi izmjerenih vrijednosti električnih veličina imaju stalnu tendenciju širenja. Mjerenja na visokim i ultravisokim frekvencijama, mjerenje malih struja i velikih otpora, visokih napona i karakteristika električnih veličina u snažnim elektranama izdvojena su u cjeline koje razvijaju specifične metode i sredstva električnih mjerenja.

Proširenje mjernih područja električnih veličina povezano je s razvojem tehnologije električnih mjernih pretvarača, posebice s razvojem tehnologije pojačanja i prigušenja električnih struja i napona. Specifični problemi električnih mjerenja ultra-malih i super-velikih vrijednosti električnih veličina uključuju borbu protiv izobličenja koja prate procese pojačanja i slabljenja električnih signala, te razvoj metoda za izolaciju korisnog signala u odnosu na pozadinu. smetnji.

Granice dopuštenih pogrešaka u električnim mjerenjima kreću se od približno jedinica do %. Za relativno gruba mjerenja koriste se mjerni instrumenti s izravnim djelovanjem. Za točnija mjerenja koriste se metode koje se provode pomoću premosnih i kompenzacijskih električnih krugova.

Korištenje električnih mjernih metoda za mjerenje neelektričnih veličina temelji se ili na poznatom odnosu između neelektričnih i električnih veličina ili na uporabi mjernih pretvarača (senzora).

Kako bi se osigurao zajednički rad senzora sa sekundarnim mjernim instrumentima, prijenos električnih izlaznih signala senzora na daljinu i kako bi se povećala otpornost na smetnje odaslanih signala, koriste se različiti električni međumjerni pretvornici, koji istovremeno, u pravilu, obavljaju funkcije pojačanja (rjeđe, prigušenja) električnih signala, kao i nelinearne transformacije za kompenzaciju nelinearnosti senzora.

Na ulaz međumjernih pretvarača mogu se dovesti bilo koji električni signali (veličine), dok se kao izlazni signali najčešće koriste unificirani električni signali istosmjerne, sinusne ili impulsne struje (napona). AC izlazni signali koriste amplitudnu, frekvencijsku ili faznu modulaciju. Digitalni pretvarači postaju sve rašireniji kao međumjerni pretvornici.

Složena automatizacija znanstvenih eksperimenata i tehnoloških procesa dovela je do stvaranja složenih sredstava mjernih instalacija, mjernih i informacijskih sustava, kao i do razvoja telemetrije i radiotelemehanike.

Suvremeni razvoj električnih mjerenja karakterizira uporaba novih fizikalnih učinaka. Na primjer, trenutno, za stvaranje visoko osjetljivih i visoko preciznih električnih mjernih instrumenata, kvantni efekti Josephson, Hall i dr. Dostignuća elektronike široko se uvode u mjernu tehniku, koristi se mikrominijaturizacija mjernih instrumenata, njihovo sučelje s računalnom tehnologijom, automatizacija električnih mjernih procesa, kao i objedinjavanje mjeriteljskih i drugih zahtjeva za ih.

Plan

Uvod

Mjerači struje

Mjerenje napona

Kombinirani uređaji magnetoelektričnog sustava

Univerzalni elektronički mjerni instrumenti

Mjerni šantovi

Instrumenti za mjerenje otpora

Određivanje otpora uzemljenja

magnetski tok

Indukcija

Bibliografija

Uvod

Mjerenje se naziva pronalaženje vrijednosti fizikalne veličine empirijskim putem, uz pomoć posebnih tehničkih sredstava – mjernih instrumenata.

Dakle, mjerenje je informacijski proces dobivanja iskustvom numeričkog odnosa između dane fizikalne veličine i neke od njezinih vrijednosti, uzetih kao jedinica za usporedbu.

Rezultat mjerenja je imenovani broj dobiven mjerenjem fizičke veličine. Jedan od glavnih zadataka mjerenja je procijeniti stupanj aproksimacije ili razlike između istinskog i prave vrijednosti mjerena fizikalna veličina – pogreške mjerenja.

Glavni parametri električnih krugova su: jakost struje, napon, otpor, strujna snaga. Za mjerenje ovih parametara koriste se električni mjerni instrumenti.

Mjerenje parametara električnih krugova provodi se na dva načina: prvi je izravna metoda mjerenja, drugi je neizravna metoda mjerenja.

Metoda izravnog mjerenja uključuje dobivanje rezultata izravno iz iskustva. Neizravno mjerenje je mjerenje u kojem se željena vrijednost nalazi na temelju poznatog odnosa između te vrijednosti i vrijednosti dobivene kao rezultat izravnog mjerenja.

Električni mjerni instrumenti - klasa uređaja koji se koriste za mjerenje različitih električnih veličina. U skupinu električnih mjernih instrumenata, osim samih mjernih instrumenata, ubrajaju se i ostali mjerni instrumenti - mjere, pretvarači, složene instalacije.

Električni mjerni instrumenti razvrstavaju se na sljedeći način: prema izmjerenoj i ponovljivoj fizičkoj veličini (ampermetar, voltmetar, ommetar, frekvencijski metar i dr.); prema namjeni (mjerni instrumenti, mjere, mjerni pretvarači, mjerne instalacije i sustavi, pomoćni uređaji); prema načinu davanja rezultata mjerenja (prikazivanje i bilježenje); prema načinu mjerenja (uređaji za neposredno ocjenjivanje i uređaji za usporedbu); prema načinu primjene i izvedbi (panelne, prijenosne i stacionarne); prema principu rada (elektromehanički - magnetoelektrični, elektromagnetski, elektrodinamički, elektrostatski, ferodinamički, indukcijski, magnetodinamički; elektronički; termoelektrični; elektrokemijski).

U ovom eseju pokušat ću govoriti o uređaju, principu rada, dati opis i Kratak opis električni mjerni instrumenti elektromehaničke klase.

Mjerenje struje

Ampermetar - uređaj za mjerenje jakosti struje u amperima (slika 1). Ljestvica ampermetara je graduirana u mikroamperima, miliamperima, amperima ili kiloamperima u skladu s mjernim granicama uređaja. Ampermetar je spojen na električni krug u seriju s onim dijelom električnog kruga (slika 2), u kojem se mjeri jakost struje; za povećanje granice mjerenja - s šantom ili kroz transformator.

Najčešći ampermetri, u kojima se pokretni dio uređaja sa strelicom okreće kroz kut proporcionalan vrijednosti izmjerene struje.

Ampermetri su magnetoelektrični, elektromagnetski, elektrodinamički, toplinski, indukcijski, detektorski, termoelektrični i fotoelektrični.

Magnetoelektrični ampermetri mjere jakost istosmjerne struje; indukcija i detektor - AC napajanje; ampermetri drugih sustava mjere jakost bilo koje struje. Najtočniji i najosjetljiviji su magnetoelektrični i elektrodinamički ampermetri.

Načelo rada magnetoelektričnog uređaja temelji se na stvaranju zakretnog momenta, zbog interakcije između polja trajnog magneta i struje koja prolazi kroz namot okvira. Na okvir je spojena strelica koja se kreće duž ljestvice. Kut rotacije strelice proporcionalan je jakosti struje.

Elektrodinamički ampermetri sastoje se od nepomične zavojnice i pomične zavojnice spojene paralelno ili serijski. Interakcija između struja koje prolaze kroz zavojnice uzrokuje otklon pokretne zavojnice i strelice povezane s njom. U električnom krugu ampermetar je spojen u seriju s teretom, a kada visoki napon ili velike struje – preko transformatora.

Tehnički podaci nekih vrsta kućnih ampermetara, miliampermetara, mikroampermetara, magnetoelektričnih, elektromagnetskih, elektrodinamičkih i toplinskih sustava dati su u tablici 1.

Stol 1. Ampermetri, miliampermetri, mikroampermetri

Mjerenje napona

Voltmetar - mjerni uređaj za izravno očitavanje za određivanje napona ili EMF u električnim krugovima (slika 3). Spaja se paralelno s trošilom ili izvorom električne energije (slika 4).

Prema principu rada voltmetri se dijele na: elektromehaničke - magnetoelektrične, elektromagnetske, elektrodinamičke, elektrostatičke, ispravljačke, termoelektrične; elektronički – analogni i digitalni. Po dogovoru: istosmjerna struja; naizmjenična struja; impuls; osjetljiv na fazu; selektivno; univerzalni. Po dizajnu i načinu primjene: ploča; prenosiv; stacionarni. Tehnički podaci nekih domaćih voltmetara, milivoltmetara magnetoelektričnih, elektrodinamičkih, elektromagnetskih i toplinskih sustava prikazani su u tablici 2.

Tablica 2. Voltmetri i milivoltmetri

Za mjerenje u istosmjernim krugovima koriste se kombinirani uređaji magnetoelektričnog sustava, amper-voltmetri. Tehnički podaci za pojedine vrste uređaja dati su u tablici 3.

Tablica 3 Kombinirani uređaji magnetoelektričnog sustava.

Tehnički podaci o kombiniranim instrumentima - ampervoltmetrima i ampervoltmetrima za mjerenje napona i struje, kao i snage u krugovima izmjenične struje.

Kombinirani prijenosni instrumenti za mjerenje u krugovima istosmjerne i izmjenične struje omogućuju mjerenje istosmjernih i izmjeničnih struja i otpora, a neki mjere i kapacitete elemenata u vrlo širokom rasponu, kompaktni su, imaju autonomno napajanje, što osigurava njihovu široka primjena. Klasa točnosti ove vrste uređaja pri istosmjernoj struji je 2,5; na varijabli - 4.0.

Univerzalni elektronički mjerni instrumenti

ELEKTRIČNA MJERENJA
mjerenje električnih veličina kao što su napon, otpor, struja, snaga. Mjerenja se vrše različitim sredstvima - mjernim instrumentima, strujnim krugovima i posebnim uređajima. Vrsta mjernog uređaja ovisi o vrsti i veličini (rasponu vrijednosti) mjerene veličine, kao i o zahtijevanoj točnosti mjerenja. Električna mjerenja koriste osnovne jedinice SI sustava: volt (V), ohm (Ohm), farad (F), henry (G), amper (A) i sekundu (s).
STANDARDI JEDINICA ELEKTRIČNIH VELIČINA
Električno mjerenje je pronalaženje (eksperimentalnim metodama) vrijednosti fizikalne veličine izražene u odgovarajućim jedinicama (na primjer, 3 A, 4 V). Vrijednosti jedinica električnih veličina određene su međunarodnim ugovorom u skladu sa zakonima fizike i jedinicama mehaničkih veličina. Budući da je "održavanje" jedinica električnih veličina određenih međunarodnim ugovorima prepuno poteškoća, one se prikazuju kao "praktični" etaloni jedinica električnih veličina. Takve standarde podržavaju državni mjeriteljski laboratoriji različitih zemalja. Na primjer, u Sjedinjenim Državama, Nacionalni institut za standarde i tehnologiju zakonski je odgovoran za održavanje standarda električnih jedinica. S vremena na vrijeme provode se eksperimenti kako bi se razjasnila korespondencija između vrijednosti standarda jedinica električnih veličina i definicija tih jedinica. Godine 1990. državni mjeriteljski laboratoriji industrijski razvijenih zemalja potpisali su sporazum o međusobnom usklađivanju svih praktičnih etalona jedinica električnih veličina s međunarodnim definicijama jedinica tih veličina. Električna mjerenja provode se u skladu s državnim standardima za napon i istosmjernu struju, istosmjerni otpor, induktivitet i kapacitet. Takvi etaloni su uređaji koji imaju stabilna električna svojstva, odnosno instalacije u kojima se na temelju neke fizikalne pojave reproducira električna veličina izračunata iz poznatih vrijednosti temeljnih fizikalnih konstanti. Standardi vat i vat-sat nisu podržani jer ima više smisla izračunati vrijednosti ovih jedinica definiranjem jednadžbi koje ih povezuju s jedinicama drugih veličina. vidi također MJERNE JEDINICE FIZIKALNIH VELIČINA.
MJERNI INSTRUMENTI
Električni mjerni instrumenti najčešće mjere trenutne vrijednosti ili električnih veličina ili neelektričnih veličina pretvorenih u električne. Svi uređaji dijele se na analogne i digitalne. Prvi obično pokazuju vrijednost izmjerene veličine pomoću strelice koja se pomiče po skali s podjelama. Potonji su opremljeni digitalnim zaslonom koji prikazuje izmjerenu vrijednost kao broj. Digitalni mjerači preferiraju se za većinu mjerenja jer su točniji, lakši za čitanje i općenito svestraniji. Digitalni multimetri ("multimetri") i digitalni voltmetri služe za mjerenje, srednje do visoke točnosti, istosmjernog otpora, kao i izmjeničnog napona i struje. Analogne uređaje postupno zamjenjuju digitalni, iako još uvijek nalaze primjenu tamo gdje je važna niska cijena, a nije potrebna velika točnost. Za najtočnija mjerenja otpora i impedancije (impedancije) postoje mjerni mostovi i druga specijalizirana mjerila. Za bilježenje tijeka promjene izmjerene veličine u vremenu koriste se uređaji za snimanje - magnetofoni i elektronički osciloskopi, analogni i digitalni.
DIGITALNI INSTRUMENTI
U svim digitalnim mjerni instrumenti(osim najjednostavnijih) pojačala i druge elektroničke komponente služe za pretvorbu ulaznog signala u naponski signal, koji se potom analogno-digitalnim pretvaračem (ADC) pretvara u digitalni oblik. Broj koji izražava izmjerenu vrijednost prikazuje se na LED (LED), vakuum fluorescentnom ili tekućem kristalnom (LCD) indikatoru (zaslonu). Uređaj obično radi pod kontrolom ugrađenog mikroprocesora, au jednostavnim uređajima mikroprocesor je kombiniran s ADC-om na jednom integriranom krugu. Digitalni instrumenti dobro su prilagođeni za rad kada su spojeni na vanjsko računalo. U nekim vrstama mjerenja takvo računalo prebacuje mjerne funkcije instrumenta i izdaje naredbe za prijenos podataka za njihovu obradu.
Analogno-digitalni pretvarači. Postoje tri glavne vrste ADC-a: integrirajući, sukcesivne aproksimacije i paralelni. Integrirajući ADC izračunava prosjek ulaznog signala tijekom vremena. Od tri navedena tipa, ovo je najprecizniji, iako i "najsporiji". Vrijeme pretvorbe integrirajućeg ADC-a je u rasponu od 0,001 do 50 s ili više, pogreška je 0,1-0,0003%. ADC pogreška sukcesivne aproksimacije je nešto veća (0,4-0,002%), ali je vrijeme pretvorbe od 10 µs do 1 ms. Paralelni ADC su najbrži, ali i najmanje točni: vrijeme pretvorbe im je oko 0,25 ns, pogreška je od 0,4 do 2%.
Metode diskretizacije. Signal se vremenski diskretizira brzim mjerenjem u pojedinim točkama vremena i čuvanjem (pohranjivanjem) izmjerenih vrijednosti za vrijeme trajanja njihove pretvorbe u digitalni oblik. Niz primljenih diskretnih vrijednosti može se prikazati kao krivulja koja ima valni oblik; kvadriranjem ovih vrijednosti i njihovim zbrajanjem možete izračunati RMS vrijednost signala; također se mogu koristiti za izračunavanje vremena porasta, maksimalne vrijednosti, vremenskog prosjeka, frekvencijskog spektra itd. Vremensko uzorkovanje može se izvršiti ili tijekom jednog razdoblja valnog oblika ("stvarno vrijeme") ili (sekvencijalno ili nasumično uzorkovano) tijekom određenog broja ponavljajućih razdoblja.
Digitalni voltmetri i multimetri. Digitalni voltmetri i multimetri mjere kvazistatičku vrijednost veličine i prikazuju je numerički. Voltmetri izravno mjere samo napon, obično DC, dok multimetri mogu mjeriti DC i AC napon, struju, DC otpor, a ponekad i temperaturu. Ovo su najčešći ispitni instrumenti opće namjene s točnošću mjerenja od 0,2 do 0,001% i dostupni su s digitalnim zaslonom od 3,5 ili 4,5 znamenki. Znak "polucijeli broj" (znamenka) je uvjetna indikacija da zaslon može prikazati brojeve koji prelaze nominalni broj znakova. Na primjer, 3,5-znamenkasti (3,5-znamenkasti) zaslon u rasponu od 1-2V može prikazati napone do 1,999V.
Mjerači ukupnog otpora. To su specijalizirani instrumenti koji mjere i prikazuju kapacitet kondenzatora, otpor otpornika, induktivitet induktora ili ukupni otpor (impedanciju) kondenzatora ili veze induktor-otpornik. Dostupni su instrumenti ove vrste za mjerenje kapaciteta od 0,00001 pF do 99,999 µF, otpora od 0,00001 Ω do 99,999 kΩ i induktiviteta od 0,0001 mH do 99,999 G. Mjerenja se mogu vršiti na frekvencijama od 5 Hz do 100 MHz, iako niti jedan uređaj ne pokriva cijeli raspon frekvencija. Na frekvencijama blizu 1 kHz, pogreška može biti samo 0,02%, ali se točnost smanjuje blizu granica frekvencijskih područja i izmjerenih vrijednosti. Većina instrumenata također može prikazati izvedene vrijednosti, kao što je faktor kvalitete zavojnice ili faktor gubitka kondenzatora, izračunate iz glavnih izmjerenih vrijednosti.
ANALOGNI INSTRUMENTI
Za mjerenje napona, struje i otpora u istosmjernoj struji koriste se analogni magnetoelektrični uređaji s permanentnim magnetom i pokretnim dijelom s više zavoja. Takve uređaje tipa pokazivača karakterizira pogreška od 0,5 do 5%. Oni su jednostavni i jeftini (na primjer, automobilski instrumenti koji pokazuju struju i temperaturu), ali se ne koriste tamo gdje je potrebna značajna točnost.
Magnetoelektrični uređaji. U takvim uređajima koristi se sila interakcije magnetsko polje sa strujom u zavojima namota pokretnog dijela, nastojeći okrenuti potonji. Moment te sile uravnotežuje se momentom koji stvara protudjelujuća opruga, tako da svakoj vrijednosti struje odgovara određeni položaj strelice na skali. Pokretni dio ima oblik višenavojnog žičanog okvira dimenzija od 3x5 do 25x35 mm i napravljen je što je moguće lakši. Pokretni dio, postavljen na kamene ležajeve ili obješen na metalnu traku, smješten je između polova jakog trajnog magneta. Dvije spiralne opruge koje uravnotežuju okretni moment također služe kao vodiči struje za namatanje pokretnog dijela. Magnetoelektrični uređaj reagira na struju koja prolazi kroz namot njegovog pokretnog dijela, pa je stoga ampermetar ili, točnije, miliampermetar (budući da gornja granica raspona mjerenja ne prelazi oko 50 mA). Može se prilagoditi za mjerenje većih struja spajanjem šantnog otpornika s niskim otporom paralelno s namotom pokretnog dijela, tako da se samo mali dio ukupne izmjerene struje grana u namotu pokretnog dijela. Takav je uređaj prikladan za struje mjerene u tisućama ampera. Ako spojite dodatni otpornik u seriju s namotom, uređaj će se pretvoriti u voltmetar. Pad napona na takvom serijskom spoju jednak je umnošku otpora otpornika i struje koju pokazuje uređaj, tako da se njegova skala može graduirati u voltima. Da biste napravili ohmmetar od magnetoelektričnog miliampermetra, morate na njega spojiti serijski mjerene otpornike i primijeniti na njega serijska veza konstantan napon, na primjer iz baterije. Struja u takvom krugu neće biti proporcionalna otporu, pa je stoga potrebna posebna ljestvica za ispravljanje nelinearnosti. Tada će biti moguće izvršiti izravno očitavanje otpora na ljestvici, iako s ne baš visokom točnošću.
Galvanometri. U magnetoelektrične uređaje spadaju i galvanometri - visokoosjetljivi uređaji za mjerenje iznimno malih struja. U galvanometrima nema ležajeva, njihov pomični dio obješen je na tanku vrpcu ili nit, koristi se jače magnetsko polje, a kazaljku zamjenjuje zrcalo zalijepljeno na nit ovjesa (slika 1). Zrcalo se okreće zajedno s pokretnim dijelom, a kut njegove rotacije procjenjuje se pomakom svjetlosne točke koju odbacuje na ljestvici postavljenoj na udaljenosti od oko 1 m. uA.

UREĐAJI ZA SNIMANJE
Uređaji za snimanje bilježe „povijest“ promjene vrijednosti izmjerene veličine. Najčešći tipovi takvih instrumenata su trakasti zapisivači dijagrama, koji olovkom bilježe krivulju magnitude na papirnatu traku za crtanje, analogni elektronički osciloskopi, koji prikazuju krivulju procesa na ekranu katodne cijevi, i digitalni osciloskopi, koji pohranjuju pojedinačne ili rijetko ponavljajući signali. Glavna razlika između ovih uređaja je brzina snimanja. Snimači trakastih dijagrama, sa svojim pokretnim mehaničkim dijelovima, najprikladniji su za snimanje signala koji se mijenjaju u sekundama, minutama, pa čak i sporije. Elektronički osciloskopi mogu bilježiti signale koji se mijenjaju tijekom vremena od milijuntinki sekunde do nekoliko sekundi.
MJERNI MOSTOVI
Mjerni most je obično četverokraki strujni krug, sastavljen od otpornika, kondenzatora i induktora, dizajniran za određivanje omjera parametara ovih komponenti. Na jedan par suprotnih polova kruga spojen je izvor napajanja, a na drugi nulti detektor. Mjerni mostovi se koriste samo u slučajevima kada je potrebna najveća točnost mjerenja. (Za mjerenja srednje preciznosti, bolje je koristiti digitalne instrumente, jer je njima lakše rukovati.) Najbolji AC transformatorski mostovi imaju pogrešku (mjerenja omjera) reda veličine 0,0000001%. Najjednostavniji most za mjerenje otpora nosi ime svog izumitelja C. Wheatstonea.
Dvostruki istosmjerni mjerni most. Teško je spojiti bakrene žice na otpornik bez uvođenja kontaktnog otpora reda veličine 0,0001 ohma ili više. U slučaju otpora od 1 Ω, takav strujni vod unosi pogrešku reda veličine samo 0,01%, ali za otpor od 0,001 Ω, pogreška će biti 10%. Dvostruki mjerni most (Thomsonov most), čija je shema prikazana na sl. 2 je dizajniran za mjerenje otpora referentnih otpornika niske vrijednosti. Otpor takvih četveropolnih referentnih otpornika definiran je kao omjer napona na njihovim potencijalnim stezaljkama (p1, p2 Rs otpornika i p3, p4 Rx otpornika na slici 2) i struje kroz njihove strujne stezaljke ( c1, c2 i c3, c4). Ovom tehnikom otpor spojnih žica ne unosi pogreške u rezultat mjerenja željenog otpora. Dva dodatna kraka m i n eliminiraju utjecaj spojne žice 1 između stezaljki c2 i c3. Otpori m i n ovih krakova odabrani su tako da je ispunjena jednakost M/m = N/n. Tada se promjenom otpora Rs neravnoteža svodi na nulu i nalazi se Rx = Rs(N /M).

Mjerni mostovi izmjenične struje. Najčešći AC mjerni mostovi dizajnirani su za mjerenje mrežne frekvencije 50-60 Hz ili audio frekvencija (obično oko 1000 Hz); specijalizirani mjerni mostovi rade na frekvencijama do 100 MHz. U pravilu se u mjernim mostovima izmjenične struje umjesto dva kraka, koji točno postavljaju omjer napona, koristi transformator. Izuzetak od ovog pravila je Maxwell-Wien mjerni most.
Mjerni most Maxwell - Wien. Takav mjerni most omogućuje vam usporedbu etalona induktiviteta (L) s etalonima kapaciteta na radnoj frekvenciji koja nije točno poznata. Etaloni kapaciteta koriste se u visokopreciznim mjerenjima jer su strukturno jednostavniji od preciznih etalona induktiviteta, kompaktniji, lakši za zaštitu i praktički ne stvaraju vanjska elektromagnetska polja. Uvjeti ravnoteže za ovaj mjerni most su: Lx = R2R3C1 i Rx = (R2R3) /R1 (slika 3). Most je uravnotežen čak iu slučaju "prljavog" napajanja (tj. izvora signala koji sadrži harmonike osnovne frekvencije), ako vrijednost Lx ne ovisi o frekvenciji.

gdje je T period signala Y(t). Maksimalna vrijednost Ymax je najveća trenutna vrijednost signala, a prosječna apsolutna vrijednost YAA je apsolutna vrijednost prosječna tijekom vremena. Uz sinusoidalni oblik osciliranja Yeff = 0,707Ymax i YAA = 0,637Ymax.
Mjerenje napona i jakosti izmjenične struje. Gotovo svi mjerači izmjeničnog napona i struje pokazuju vrijednost za koju se predlaže da se smatra efektivnom vrijednošću ulaznog signala. Međutim, jeftini instrumenti često zapravo mjere srednju apsolutnu ili maksimalna vrijednost signala, a skala je graduirana tako da očitanje odgovara ekvivalentnoj efektivnoj vrijednosti, uz pretpostavku da ulazni signal ima sinusoidalni oblik. Ne treba zanemariti da je točnost takvih uređaja izuzetno niska ako signal nije sinusoidan. Instrumenti sposobni za mjerenje prave efektivne vrijednosti izmjeničnih signala mogu se temeljiti na jednom od tri principa: elektroničko množenje, uzorkovanje signala ili toplinska pretvorba. Instrumenti temeljeni na prva dva principa, u pravilu, reagiraju na napon, a toplinska električna mjerača - na struju. Kada se koriste dodatni i shunt otpornici, svi uređaji mogu mjeriti i struju i napon.
Elektronsko množenje. Provodi se kvadriranje i usrednjavanje ulaznog signala u nekoj aproksimaciji elektronički sklopovi s pojačalima i nelinearnim elementima za izvođenje takvih matematičke operacije, kao nalaženje logaritma i antilogaritma analognih signala. Uređaji ove vrste mogu imati pogrešku reda veličine samo 0,009%.
Diskretizacija signala. AC signal digitalizira brzi ADC. Uzorkovane vrijednosti signala se kvadriraju, zbroje i dijele s brojem uzorkovanih vrijednosti u jednom razdoblju signala. Pogreška takvih uređaja je 0,01-0,1%.
Termički električni mjerni instrumenti. Najveću točnost mjerenja efektivnih vrijednosti napona i struje daju toplinski električni mjerni instrumenti. Oni koriste toplinski strujni pretvarač u obliku malog vakuumskog staklenog uloška s grijaćom žicom (dužine 0,5-1 cm), na čiji je središnji dio pričvršćen vrući spoj termoelementa pomoću sićušne kuglice. Perla osigurava toplinski kontakt i električnu izolaciju u isto vrijeme. S povećanjem temperature, izravno povezanom s efektivnom vrijednošću struje u grijaćoj žici, na izlazu termoelementa pojavljuje se termo-EMF (DC napon). Takvi pretvornici prikladni su za mjerenje izmjenične struje s frekvencijom od 20 Hz do 10 MHz. Na sl. 5 prikazano kružni dijagram toplinski električni mjerni uređaj s dva toplinska strujna pretvarača odabrana prema parametrima. Kada se izmjenični napon Vac primijeni na ulazni krug, istosmjerni napon se pojavljuje na izlazu termoelementa pretvarača TC1, pojačalo A stvara istosmjernu struju u grijaćoj žici pretvarača TC2, pri čemu termoelement potonjeg daje isti istosmjerni napon, a konvencionalni istosmjerni uređaj mjeri izlaznu struju.

Ako se vrijeme (t1 - t2) mjeri u sekundama, napon e je u voltima, a struja i je u amperima, tada će energija W biti izražena u vat-sekundama, tj. džula (1 J = 1 Whs). Ako se vrijeme mjeri u satima, tada se energija mjeri u vat-satima. U praksi je praktičnije električnu energiju izraziti u kilovat-satima (1 kWh = 1000 Whh).
Brojila električne energije s vremenskom podjelom. Mjerila električne energije s vremenskom podjelom koriste vrlo neobičan, ali točan način mjerenja električne energije. Ovaj uređaj ima dva kanala. Jedan kanal je elektronički prekidač koji propušta ili ne propušta Y ulazni signal (ili obrnuti -Y ulazni signal) do niskopropusnog filtra. Stanje ključa kontrolira izlazni signal drugog kanala s omjerom vremenskih intervala "zatvoreno"/"otvoreno" proporcionalno njegovom ulaznom signalu. Prosječni signal na izlazu filtra jednak je vremenskom prosjeku produkta dvaju ulaznih signala. Ako je jedan ulaz proporcionalan naponu opterećenja, a drugi je proporcionalan struji opterećenja, tada je izlazni napon proporcionalan snazi ​​koju troši opterećenje. Pogreška takvih industrijskih mjerača je 0,02% na frekvencijama do 3 kHz (laboratorijska samo oko 0,0001% na 60 Hz). Kao instrumenti visoke preciznosti koriste se kao ogledni mjerači za provjeru ispravnih mjernih instrumenata.
Diskretizirajući vatmetri i brojila električne energije. Takvi uređaji temelje se na principu digitalnog voltmetra, ali imaju dva ulazna kanala koji paralelno uzorkuju strujne i naponske signale. Svaka diskretna vrijednost e(k) koja predstavlja trenutne vrijednosti signala napona u trenutku uzorkovanja množi se s odgovarajućom diskretnom vrijednošću i(k) trenutnog signala dobivenog u isto vrijeme. Vremenski prosjek takvih proizvoda je snaga u vatima:

Akumulator koji akumulira produkte diskretnih vrijednosti tijekom vremena daje ukupnu električnu energiju u vat-satima. Pogreška mjerača električne energije može biti i do 0,01%.
Indukcijska brojila električne energije. Indukcijski mjerač nije ništa drugo do izmjenični motor male snage s dva namota - strujnim i naponskim. Vodljivi disk smješten između namota rotira pod djelovanjem zakretnog momenta proporcionalnog ulaznoj snazi. Taj se moment uravnotežuje strujama koje u disku inducira permanentni magnet, tako da je brzina vrtnje diska proporcionalna utrošenoj snazi. Broj okretaja diska za određeno vrijeme proporcionalan je ukupnoj električnoj energiji koju potrošač primi za to vrijeme. Broj okretaja diska se broji mehaničkim brojačem, koji pokazuje električnu energiju u kilovat-satima. Uređaji ove vrste naširoko se koriste kao mjerači električne energije u kućanstvu. Njihova pogreška, u pravilu, iznosi 0,5%; odlikuju se dugim vijekom trajanja pod bilo kojim prihvatljive razine Trenutno.
- mjerenja električnih veličina: električni napon, električni otpor, jakost struje, frekvencija i faza izmjenične struje, strujna snaga, električna energija, električni naboj, induktivitet, električni kapacitet itd. ... ... Velika sovjetska enciklopedija

električna mjerenja- - [V.A. Semenov. Engleski ruski rječnik relejne zaštite] Teme relejna zaštita EN električna mjerenja mjerenje električne energije ... Tehnički prevoditeljski priručnik

E. Mjernim uređajima nazivaju se instrumenti i uređaji koji služe za mjerenje E., kao i magnetskih veličina. Većina mjerenja svodi se na određivanje jakosti struje, napona (razlike potencijala) i količine elektriciteta. ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron - skup elemenata i uređaja povezanih na određeni način, tvoreći stazu za prolaz električna struja. Teorija strujnih krugova dio je teorijske elektrotehnike koji se bavi matematičkim metodama za proračun električnih ... ... Collier Encyclopedia

aerodinamička mjerenja Enciklopedija "Zrakoplovstvo"

aerodinamička mjerenja- Riža. 1. aerodinamička mjerenja postupak eksperimentalnog pronalaženja vrijednosti fizikalnih veličina u aerodinamičkom pokusu pomoću odgovarajućih tehničkih sredstava. Razlikuju se 2 tipa I. i.: statički i dinamički. U…… Enciklopedija "Zrakoplovstvo"

Električni - 4. Električne norme projektiranje radioprijenosnih mreža. M., Svyazizdat, 1961. 80 str.