Kapag nag-aaral ng electrical engineering, kailangang harapin ng isang tao ang mga elektrikal, magnetic at mekanikal na dami at sukatin ang mga dami na ito.

Upang sukatin ang isang elektrikal, magnetic o anumang iba pang dami ay nangangahulugan na ihambing ito sa isa pang homogenous na dami na kinuha bilang isang yunit.

Tinatalakay ng artikulong ito ang pag-uuri ng mga sukat na pinakamahalaga para sa. Kasama sa pag-uuri na ito ang pag-uuri ng mga sukat mula sa isang metodolohikal na pananaw, ibig sabihin, depende sa pangkalahatang mga diskarte para sa pagkuha ng mga resulta ng pagsukat (mga uri o klase ng mga sukat), ang pag-uuri ng mga sukat depende sa paggamit ng mga prinsipyo at mga instrumento sa pagsukat (mga pamamaraan ng pagsukat) at ang pag-uuri ng mga sukat depende sa dinamika ng mga nasusukat na dami.

Mga uri ng mga pagsukat ng elektrikal

Depende sa mga pangkalahatang pamamaraan ng pagkuha ng resulta, ang mga sukat ay nahahati sa mga sumusunod na uri: direkta, hindi direkta at magkasanib.

Patungo sa mga direktang sukat isama ang mga resulta na direktang nakuha mula sa pang-eksperimentong data. Ang direktang pagsukat ay maaaring kumbensyonal na ipahayag sa pamamagitan ng formula na Y = X, kung saan ang Y ay ang gustong halaga ng sinusukat na dami; Ang X ay isang halaga na direktang nakuha mula sa pang-eksperimentong data. Kasama sa ganitong uri ng pagsukat ang iba't ibang sukat pisikal na dami gamit ang mga instrumentong na-calibrate sa mga naitatag na yunit.

Halimbawa, ang pagsukat ng kasalukuyang gamit ang ammeter, temperatura gamit ang thermometer, atbp. Kasama rin sa ganitong uri ng pagsukat ang mga sukat kung saan ang nais na halaga ng isang dami ay tinutukoy sa pamamagitan ng direktang paghahambing nito sa sukat. Ang mga paraan na ginamit at ang pagiging simple (o pagiging kumplikado) ng eksperimento ay hindi isinasaalang-alang kapag inuuri ang isang pagsukat bilang direkta.

Ang hindi direktang pagsukat ay isang pagsukat kung saan ang nais na halaga ng isang dami ay matatagpuan sa batayan ng isang kilalang relasyon sa pagitan ng dami na ito at mga dami na sumailalim sa mga direktang pagsukat. Sa hindi direktang mga sukat, ang numerical na halaga ng sinusukat na halaga ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagkalkula gamit ang formula Y = F(Xl, X2 ... Xn), kung saan ang Y ay ang gustong halaga ng sinusukat na halaga; X1, X2, Xn - mga halaga ng nasusukat na dami. Bilang isang halimbawa ng hindi direktang mga sukat, maaari nating ituro ang pagsukat ng kapangyarihan sa mga circuit DC ammeter at voltmeter.

Pinagsamang mga sukat ay tinatawag na kung saan ang mga nais na halaga ng magkasalungat na dami ay natutukoy sa pamamagitan ng paglutas ng isang sistema ng mga equation na nagkokonekta sa mga halaga ng mga hinahangad na dami na may direktang sinusukat na dami. Ang isang halimbawa ng magkasanib na mga sukat ay ang pagpapasiya ng mga coefficient sa formula na may kaugnayan sa paglaban ng isang risistor sa temperatura nito: Rt = R20

Mga pamamaraan ng pagsukat ng elektrikal

Depende sa hanay ng mga pamamaraan para sa paggamit ng mga prinsipyo at paraan ng pagsukat, ang lahat ng mga pamamaraan ay nahahati sa direktang pamamaraan ng pagtatasa at mga pamamaraan ng paghahambing.

Kakanyahan direktang pamamaraan ng pagtatasa namamalagi sa katotohanan na ang halaga ng sinusukat na dami ay hinuhusgahan ng mga pagbabasa ng isa (direktang pagsukat) o ilang (hindi direktang pagsukat) na mga instrumento, na paunang na-calibrate sa mga yunit ng sinusukat na dami o sa mga yunit ng iba pang mga dami kung saan ang sinusukat na dami depende.

Ang pinakasimpleng halimbawa ng isang direktang paraan ng pagtatasa ay ang pagsukat ng isang dami gamit ang isang aparato, ang sukat nito ay nagtapos sa naaangkop na mga yunit.

Ang pangalawang malaking grupo ng mga pamamaraan ng pagsukat ng elektrikal ay pinagsama sa ilalim ng pangkalahatang pangalan mga pamamaraan ng paghahambing. Kabilang dito ang lahat ng mga pamamaraan ng mga pagsukat na elektrikal kung saan inihahambing ang sinusukat na halaga sa halagang ginawa ng panukat. kaya, natatanging katangian Ang mga pamamaraan ng paghahambing ay ang direktang pakikilahok ng mga panukala sa proseso ng pagsukat.

Ang mga pamamaraan ng paghahambing ay nahahati sa mga sumusunod: zero, differential, substitution at coincidence.

Ang pamamaraan ng zero ay isang paraan ng paghahambing ng isang sinusukat na halaga sa isang sukat, kung saan ang nagresultang epekto ng impluwensya ng mga halaga sa tagapagpahiwatig ay dinadala sa zero. Kaya, kapag ang balanse ay nakamit, ang pagkawala ng isang tiyak na kababalaghan ay sinusunod, halimbawa, ang kasalukuyang sa isang seksyon ng circuit o ang boltahe dito, na maaaring maitala gamit ang mga aparato na nagsisilbi sa layuning ito - mga null indicator. Dahil sa mataas na sensitivity ng mga null indicator, at dahil din sa mga hakbang ay maaaring isagawa nang may mahusay na katumpakan, mas mataas na katumpakan ng pagsukat ay nakuha.

Ang isang halimbawa ng paggamit ng null na pamamaraan ay ang pagsukat paglaban sa kuryente tulay na may ganap na pagbabalanse.

Sa pamamaraan ng kaugalian, pati na rin sa zero, ang sinusukat na dami ay inihambing nang direkta o hindi direkta sa sukat, at ang halaga ng sinusukat na dami bilang resulta ng paghahambing ay hinuhusgahan ng pagkakaiba sa mga epekto na sabay-sabay na ginawa ng mga dami na ito at ng kilalang halaga na muling ginawa. sa pamamagitan ng panukala. Kaya, sa pamamaraan ng kaugalian, ang hindi kumpletong pagbabalanse ng sinusukat na halaga ay nangyayari, at ito ang pagkakaiba sa pagitan ng pamamaraan ng kaugalian at ang pamamaraan ng zero.

Pinagsasama ng differential method ang ilan sa mga feature ng direct assessment method at ilang feature ng zero method. Maaari itong magbigay ng isang napakatumpak na resulta ng pagsukat, kung ang sinusukat na dami at ang sukat ay kaunti lamang ang pagkakaiba sa isa't isa.

Halimbawa, kung ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang dami na ito ay 1% at sinusukat na may error na hanggang 1%, kung gayon ang error sa pagsukat ng nais na dami ay nababawasan sa 0.01%, kung ang pagkakamali ng sukat ay hindi isinasaalang-alang. . Ang isang halimbawa ng aplikasyon ng pamamaraan ng kaugalian ay ang pagsukat gamit ang isang voltmeter ng pagkakaiba sa pagitan ng dalawang boltahe, kung saan ang isa ay kilala na may mahusay na katumpakan, at ang isa ay ang nais na halaga.

Pamamaraan ng pagpapalit Binubuo ang salit-salit na pagsukat ng ninanais na dami gamit ang isang aparato at pagsukat gamit ang parehong aparato ng isang panukat na nagre-reproduce ng homogenous na dami sa sinusukat na dami. Batay sa mga resulta ng dalawang sukat, maaaring kalkulahin ang nais na halaga. Dahil sa ang katunayan na ang parehong mga sukat ay ginawa ng parehong instrumento sa ilalim ng parehong panlabas na mga kondisyon, at ang nais na halaga ay tinutukoy ng ratio ng mga pagbabasa ng instrumento, ang error ng resulta ng pagsukat ay makabuluhang nabawasan. Dahil ang error sa instrumento ay karaniwang hindi pareho sa iba't ibang mga punto sa sukat, ang pinakamalaking katumpakan ng pagsukat ay nakukuha sa parehong mga pagbabasa ng instrumento.

Ang isang halimbawa ng aplikasyon ng paraan ng pagpapalit ay ang pagsukat ng isang medyo malaki sa pamamagitan ng halili na pagsukat ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng isang kinokontrol na risistor at isang sanggunian. Ang circuit sa panahon ng mga pagsukat ay dapat na pinapagana mula sa parehong kasalukuyang pinagmulan. Ang paglaban ng kasalukuyang pinagmulan at ang aparato na sumusukat sa kasalukuyang ay dapat na napakaliit kumpara sa mga variable at reference resistance.

Paraan ng pagtutugma- ito ay isang paraan kung saan ang pagkakaiba sa pagitan ng sinusukat na halaga at ang halaga na muling ginawa ng panukat ay sinusukat gamit ang coincidence ng mga marka ng sukat o pana-panahong signal. Ang pamamaraang ito ay malawakang ginagamit sa pagsasagawa ng mga di-electrikal na sukat.

Ang isang halimbawa ay ang pagsukat ng haba. Sa mga electrical measurements, ang isang halimbawa ay ang pagsukat ng rotational speed ng isang katawan na may strobe light.

Ipahiwatig din natin pag-uuri ng mga sukat batay sa mga pagbabago sa oras ng sinusukat na halaga. Depende sa kung ang sinusukat na dami ay nagbabago sa paglipas ng panahon o nananatiling hindi nagbabago sa panahon ng proseso ng pagsukat, ang mga static at dynamic na pagsukat ay nakikilala. Ang mga static na sukat ay mga sukat ng pare-pareho o hindi nagbabagong mga halaga. Kabilang dito ang mga sukat ng epektibo at amplitude na mga halaga ng mga dami, ngunit sa isang matatag na estado.

Kung ang mga instant na halaga ng mga dami na nag-iiba-iba ng oras ay sinusukat, kung gayon ang mga sukat ay tinatawag na dynamic. Kung, sa panahon ng mga dynamic na pagsukat, ang mga instrumento sa pagsukat ay nagpapahintulot sa isa na patuloy na subaybayan ang mga halaga ng sinusukat na dami, ang mga naturang sukat ay tinatawag na tuloy-tuloy.

Posibleng sukatin ang isang dami sa pamamagitan ng pagsukat ng mga halaga nito sa ilang mga oras t1, t2, atbp. Bilang resulta, hindi lahat ng mga halaga ng sinusukat na dami ay malalaman, ngunit ang mga halaga lamang sa mga napiling oras. Ang ganitong mga sukat ay tinatawag na discrete.

Ang pagsukat ng mga de-koryenteng parameter ay isang ipinag-uutos na hakbang sa pagbuo at paggawa ng mga produktong elektroniko. Upang makontrol ang kalidad ng mga ginawang device, kinakailangan ang sunud-sunod na pagsubaybay sa kanilang mga parameter. Ang tamang pagtukoy sa functionality ng hinaharap na control at pagsukat complex ay nangangailangan ng pagtukoy sa mga uri ng electrical control: pang-industriya o laboratoryo, kumpleto o pumipili, istatistika o iisa, ganap o kamag-anak, at iba pa.

Ang mga sumusunod na uri ng kontrol ay nakikilala sa istraktura ng paggawa ng produkto:

• Papasok na kontrol;
• Interoperational na kontrol;
• Pagsubaybay sa mga operating parameter;
• Mga pagsubok sa pagtanggap.

Sa panahon ng produksyon mga naka-print na circuit board at mga elektronikong sangkap (ang lugar ng cycle ng instrumento sa engineering), kinakailangan na isagawa kontrol ng input kalidad ng mga hilaw na materyales at mga bahagi, de-koryenteng kontrol ng kalidad ng metallization ng tapos na naka-print na mga circuit board, kontrol ng mga parameter ng operating ng mga pinagsama-samang elektronikong bahagi. Upang malutas ang mga problemang ito, ang mga modernong sistema ng produksyon ay matagumpay na gumagamit ng mga adapter-type na electrical control system, pati na rin ang mga system na may "lumilipad" na mga probe.

Ang paggawa ng mga bahagi sa isang pakete (packaged production cycle), naman, ay mangangailangan ng papasok na parametric na kontrol ng mga indibidwal na kristal at mga pakete, kasunod na inter-operational na kontrol pagkatapos ng pagwelding ng mga kristal na lead o pag-install nito, at sa wakas parametric at functional na kontrol tapos na produkto.

Ang paggawa ng mga bahagi ng semiconductor at integrated circuit (paggawa ng chip) ay mangangailangan ng mas detalyadong kontrol mga katangian ng elektrikal. Sa una, kinakailangan upang kontrolin ang mga katangian ng plato, parehong ibabaw at volumetric, pagkatapos kung saan inirerekomenda na kontrolin ang mga katangian ng pangunahing functional na mga layer, at pagkatapos mag-apply ng mga layer ng metallization, suriin ang kalidad ng pagganap nito at mga de-koryenteng katangian. Ang pagkakaroon ng natanggap na istraktura sa wafer, kinakailangan na magsagawa ng parametric at functional na pagsubok, sukatin ang mga static at dynamic na katangian, subaybayan ang integridad ng signal, pag-aralan ang mga katangian ng istraktura, at i-verify ang mga katangian ng pagganap.

Parametric na mga sukat:

Kasama sa pagsusuri ng parametric ang isang hanay ng mga diskarte para sa pagsukat at pagsubaybay sa pagiging maaasahan ng mga parameter ng boltahe, kasalukuyang at kapangyarihan, nang hindi sinusubaybayan ang pag-andar ng device. Kasama sa pagsukat ng elektrikal ang paglalapat ng electrical stimulus sa device na sinusukat (DUT) at pagsukat ng tugon ng DUT. Ang mga pagsukat ng parametric ay isinasagawa sa direktang kasalukuyang (karaniwang mga pagsukat ng DC ng mga katangian ng kasalukuyang boltahe (mga katangian ng volt-ampere), pagsukat ng mga circuit ng kuryente, atbp.), sa mababang frequency(multi-chain na mga sukat ng mga katangian ng capacitance-boltahe (mga katangian ng CV), kumplikadong mga sukat ng impedance at immitance, pagsusuri ng mga materyales, atbp.), mga sukat ng pulso (mga katangian ng pulse I-V, pag-debug ng oras ng pagtugon, atbp.). Upang malutas ang mga problema ng mga sukat ng parametric, isang malaking bilang ng mga dalubhasang kontrol at kagamitan sa pagsukat ay ginagamit: mga di-makatwirang waveform generator, mga power supply (constant at AC), source-meters, ammeters, voltmeters, multimeters, LCR at impedance meter, parametric analyzer at curve tracers, at marami pang iba, pati na rin ang malaking bilang ng mga accessory, accessories at fixtures.

Application:

• Pagsukat ng mga pangunahing katangian (kasalukuyan, boltahe, kapangyarihan) ng mga de-koryenteng circuit;
• Pagsukat ng paglaban, kapasidad at inductance ng passive at aktibong elemento ng mga de-koryenteng circuit;
• Pagsukat ng kabuuang impedance at immittance;
• Pagsukat ng kasalukuyang-boltahe na mga katangian sa quasi-static at mga mode ng pulso;
• Pagsukat ng kasalukuyang-boltahe na mga katangian sa quasi-static at multi-frequency mode;
• Pagkilala sa mga bahagi ng semiconductor;
• Pagsusuri ng pagkabigo.

Mga functional na sukat:

Kasama sa functional analysis ang isang hanay ng mga diskarte para sa pagsukat at pagsubaybay sa pagganap ng device sa panahon ng mga pangunahing operasyon. Binibigyang-daan ka ng mga diskarteng ito na bumuo ng isang modelo (pisikal, compact o behavioral) ng isang device batay sa data na nakuha sa proseso ng pagsukat. Ang pagtatasa ng nakuha na data ay nagbibigay-daan sa iyo upang subaybayan ang katatagan ng mga katangian ng mga manufactured device, saliksikin ang mga ito at bumuo ng mga bago, i-debug ang mga teknolohikal na proseso at ayusin ang topology. Upang malutas ang mga problema sa functional na pagsukat, isang malaking bilang ng mga dalubhasang pagsubok at kagamitan sa pagsukat ang ginagamit: mga oscilloscope, network analyzer, frequency counter, noise meter, power meter, spectrum analyzer, detector at marami pang iba, pati na rin ang isang malaking bilang ng mga accessories, accessories. at mga device.

Application:

• Pagsukat ng mahinang signal: signal transmission at reflection parameters, manipulation control;
• Malakas na mga sukat ng signal: makakuha ng compression, Load-Pull measurements, atbp.;
• Pagbuo ng dalas at conversion;
• Pagsusuri ng waveform sa mga domain ng oras at dalas;
• Pagsusukat ng figure ng ingay at pagsusuri ng parameter ng ingay;
• Signal purity verification at intermodulation distortion analysis;
• Pagsusuri ng integridad ng signal, standardisasyon;

Mga sukat ng probe:

Ang mga sukat ng probe ay dapat na naka-highlight nang hiwalay. Ang aktibong pag-unlad ng micro- at nanoelectronics ay humantong sa pangangailangan na magsagawa ng tumpak at maaasahang mga sukat sa isang wafer, na posible lamang sa mataas na kalidad, matatag at maaasahang contact na hindi sumisira sa device. Ang solusyon sa mga problemang ito ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga istasyon ng probe, na espesyal na idinisenyo para sa isang partikular na uri ng pagsukat na nagsasagawa ng kontrol ng probe. Ang mga istasyon ay partikular na idinisenyo upang ibukod ang mga panlabas na impluwensya, ang kanilang sariling ingay at mapanatili ang "kadalisayan" ng eksperimento. Ang lahat ng mga sukat ay ibinibigay sa antas ng wafer/shard, bago ito nahahati sa mga kristal at nakabalot.

Application:

• Pagsukat ng konsentrasyon ng carrier ng singil;
• Pagsukat ng paglaban sa ibabaw at dami;
• Pagsusuri ng kalidad ng mga materyales ng semiconductor;
• Pagsasagawa ng parametric testing sa antas ng wafer;
• Pag-uugali ng functional analysis sa antas ng wafer;
• Pagsasagawa ng mga sukat at pagsubaybay ng mga electrophysical parameter (tingnan sa ibaba) ng mga semiconductor device;
• Kontrol ng kalidad ng mga teknolohikal na proseso.

Mga sukat sa radyo:

Ang pagsukat ng mga radio emissions, electromagnetic compatibility, signal behavior ng transceiver device at antenna-feeder system, pati na rin ang kanilang immunity sa interference, ay nangangailangan ng espesyal na panlabas na kondisyon pagsasagawa ng eksperimento. Ang mga pagsukat ng RF ay nangangailangan ng isang hiwalay na diskarte. Hindi lamang ang mga katangian ng receiver at transmitter, kundi pati na rin ang panlabas na electromagnetic na kapaligiran (hindi kasama ang pakikipag-ugnayan ng oras, dalas at mga katangian ng kapangyarihan, pati na rin ang lokasyon ng lahat ng mga elemento ng system na nauugnay sa bawat isa, at ang disenyo ng aktibong elemento) nag-aambag ng kanilang impluwensya.

Application:

• Radar at paghahanap ng direksyon;
• Mga sistema ng telekomunikasyon at komunikasyon;
• Electromagnetic compatibility at ingay immunity;
• Pagsusuri ng integridad ng signal, standardisasyon.

Mga sukat ng electrophysical:

Ang pagsukat ng mga de-koryenteng parameter ay madalas na nakikipag-ugnayan nang malapit sa pagsukat/epekto ng mga pisikal na parameter. Ginagamit ang mga electrophysical measurement para sa lahat ng device na nagko-convert ng anumang panlabas na impluwensya sa elektrikal na enerhiya at/o vice versa. Ang mga LED, microelectromechanical system, photodiodes, pressure, flow at temperature sensors, pati na rin ang lahat ng device batay sa kanila, ay nangangailangan ng qualitative at quantitative analysis ng pakikipag-ugnayan ng mga pisikal at electrical na katangian ng mga device.

Application:

• Pagsukat ng intensity, wavelength at direksyon ng radiation, kasalukuyang boltahe na katangian, luminous flux at LED spectrum;
• Pagsukat ng sensitivity at ingay, kasalukuyang-boltahe na mga katangian, parang multo at magaan na katangian ng mga photodiode;
• Pagsusuri ng sensitivity, linearity, katumpakan, resolusyon, mga threshold, backlash, ingay, lumilipas na tugon at kahusayan ng enerhiya para sa mga actuator at sensor ng MEMS;
• Pagsusuri ng mga katangian ng mga aparatong semiconductor (tulad ng mga actuator at sensor ng MEMS) sa isang vacuum at sa isang silid na may mataas na presyon;
• Pagsusuri ng mga katangian ng pagdepende sa temperatura, kritikal na alon at impluwensya ng mga patlang sa mga superconductor.

Kasama sa mga elektrikal na sukat ang mga sukat ng pisikal na dami tulad ng boltahe, paglaban, kasalukuyang, at kapangyarihan. Ang mga sukat ay ginawa gamit ang iba't ibang paraan– mga instrumento sa pagsukat, mga circuit at mga espesyal na kagamitan. Ang uri ng aparato sa pagsukat ay nakasalalay sa uri at laki (saklaw ng mga halaga) ng sinusukat na halaga, pati na rin sa kinakailangang katumpakan ng pagsukat. Ang mga pangunahing yunit ng SI na ginagamit sa mga pagsukat ng kuryente ay volt (V), ohm (Ω), farad (F), henry (H), ampere (A), at second (s).

Pagsukat ng elektrikal ay ang pagpapasiya (gamit ang mga eksperimentong pamamaraan) ng halaga ng isang pisikal na dami na ipinahayag sa naaangkop na mga yunit.

Ang mga halaga ng mga yunit ng mga de-koryenteng dami ay tinutukoy ng internasyonal na kasunduan alinsunod sa mga batas ng pisika. Dahil ang "pagpapanatili" ng mga yunit ng mga de-koryenteng dami na tinutukoy ng mga internasyonal na kasunduan ay puno ng mga paghihirap, ang mga ito ay ipinakita bilang "praktikal" na mga pamantayan ng mga yunit ng mga de-koryenteng dami.

Ang mga pamantayan ay sinusuportahan ng mga laboratoryo ng metrolohikal ng estado iba't ibang bansa. Paminsan-minsan, ang mga eksperimento ay isinasagawa upang linawin ang pagsusulatan sa pagitan ng mga halaga ng mga pamantayan ng mga yunit ng mga de-koryenteng dami at ang mga kahulugan ng mga yunit na ito. Noong 1990, ang mga laboratoryo ng estado ng metrology ng mga industriyalisadong bansa ay pumirma ng isang kasunduan upang pagtugmain ang lahat ng praktikal na pamantayan ng mga yunit ng mga dami ng kuryente sa kanilang mga sarili at sa mga internasyonal na kahulugan ng mga yunit ng mga dami na ito.

Ang mga pagsukat ng elektrikal ay isinasagawa alinsunod sa mga pamantayan ng estado para sa mga yunit ng boltahe at direktang kasalukuyang, direktang kasalukuyang pagtutol, inductance at kapasidad. Ang ganitong mga pamantayan ay mga aparato na may matatag na mga katangian ng elektrikal, o mga pag-install kung saan, batay sa isang tiyak na pisikal na kababalaghan, ang isang dami ng elektrikal ay muling ginawa, na kinakalkula mula sa mga kilalang halaga ng mga pangunahing pisikal na pare-pareho. Ang mga pamantayan ng watt at watt-hour ay hindi suportado, dahil mas angkop na kalkulahin ang mga halaga ng mga yunit na ito gamit ang pagtukoy ng mga equation na nauugnay ang mga ito sa mga yunit ng iba pang mga dami.

Ang mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal ay kadalasang sinusukat ang mga instant na halaga ng alinman sa mga dami ng elektrikal o mga hindi de-kuryenteng dami na na-convert sa mga elektrikal. Ang lahat ng mga aparato ay nahahati sa analog at digital. Ang una ay karaniwang nagpapakita ng halaga ng sinusukat na dami sa pamamagitan ng isang arrow na gumagalaw kasama ang isang sukat na may mga dibisyon. Ang huli ay nilagyan ng digital display na nagpapakita ng sinusukat na halaga sa anyo ng isang numero.

Mas mainam ang mga digital na instrumento para sa karamihan ng mga sukat, dahil mas maginhawang kumuha ng mga pagbabasa at, sa pangkalahatan, ay mas maraming nalalaman. Ang mga digital multimeter ("multimeter") at mga digital na voltmeter ay ginagamit upang sukatin ang resistensya ng DC, pati na rin ang boltahe at kasalukuyang AC, na may katamtaman hanggang mataas na katumpakan.

Ang mga analog na instrumento ay unti-unting pinapalitan ng mga digital, bagama't ginagamit pa rin ang mga ito kung saan mahalaga ang mababang halaga at hindi kailangan ang mataas na katumpakan. Para sa pinakatumpak na mga sukat ng paglaban at impedance, mayroong mga panukat na tulay at iba pang dalubhasang metro. Upang maitala ang progreso ng mga pagbabago sa sinusukat na halaga sa paglipas ng panahon, ginagamit ang mga instrumento sa pagre-record - mga strip recorder at electronic oscilloscope, analog at digital.

Ang mga pagsukat ng mga de-koryenteng dami ay isa sa mga pinakakaraniwang uri ng pagsukat. Salamat sa paglikha ng mga de-koryenteng aparato na nagko-convert ng iba't ibang di-electric na dami sa mga elektrikal, pamamaraan at paraan mga de-koryenteng kasangkapan ay ginagamit sa mga sukat ng halos lahat ng pisikal na dami.

Saklaw ng aplikasyon ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal:

· siyentipikong pananaliksik sa pisika, kimika, biology, atbp.;

· teknolohikal na proseso sa enerhiya, metalurhiya, industriya ng kemikal, atbp.;

· transportasyon;

· eksplorasyon at produksyon ng mga yamang mineral;

· gawaing meteorolohiko at karagatan;

· mga medikal na diagnostic;

· paggawa at pagpapatakbo ng mga kagamitan sa radyo at telebisyon, sasakyang panghimpapawid at sasakyang pangkalawakan atbp.

Isang malawak na pagkakaiba-iba ng mga de-koryenteng dami, malawak na hanay ng kanilang mga halaga, mga kinakailangan mataas na katumpakan Ang mga sukat, ang iba't ibang mga kondisyon at mga lugar ng aplikasyon ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal ay humantong sa iba't ibang mga pamamaraan at paraan ng mga pagsukat ng elektrikal.

Pagsukat ng "aktibo" na dami ng kuryente (kasalukuyan, boltahe ng kuryente atbp.), na nagpapakilala sa estado ng enerhiya ng bagay sa pagsukat, ay batay sa direktang epekto ng mga dami na ito sa mga paraan ng sensitibong elemento at, bilang panuntunan, ay sinamahan ng pagkonsumo ng isang tiyak na halaga. enerhiyang elektrikal mula sa sukat na bagay.

Ang pagsukat ng "passive" na dami ng elektrikal (electrical resistance, mga kumplikadong bahagi nito, inductance, dielectric loss tangent, atbp.) na nagpapakilala sa mga katangian ng elektrikal ng object ng pagsukat ay nangangailangan ng pagpapakain sa pagsukat ng bagay mula sa isang panlabas na mapagkukunan ng elektrikal na enerhiya at pagsukat ng mga parameter ng tugon hudyat.
Malaki ang pagkakaiba ng mga pamamaraan at paraan ng mga pagsukat ng elektrikal sa mga circuit ng DC at AC. Sa alternating current circuits sila ay nakasalalay sa dalas at likas na katangian ng mga pagbabago sa mga dami, pati na rin sa kung anong mga katangian ng variable na dami ng elektrikal (instantaneous, effective, maximum, average) ang sinusukat.

Para sa mga de-koryenteng sukat sa mga circuit ng DC, ang mga instrumento sa pagsukat ng magnetoelectric at mga aparatong pang-digital na pagsukat ay pinakamalawak na ginagamit. Para sa mga electrical measurements sa alternating current circuits - electromagnetic instruments, electrodynamic instruments, induction instruments, electrostatic instruments, rectifier electrical measures instruments, oscilloscopes, digital measuring instruments. Ang ilan sa mga nakalistang instrumento ay ginagamit para sa mga electrical measurements sa parehong AC at DC circuit.

Ang mga halaga ng sinusukat na dami ng kuryente ay humigit-kumulang sa loob ng mga sumusunod na limitasyon: kasalukuyang lakas - mula hanggang A, boltahe - mula hanggang V, paglaban - mula hanggang Ohm, kapangyarihan - mula W hanggang sampu-sampung GW, alternating kasalukuyang dalas - mula hanggang Hz. Ang mga saklaw ng mga sinusukat na halaga ng mga dami ng elektrikal ay may tuluy-tuloy na posibilidad na lumawak. Ang mga pagsukat sa mataas at ultra-mataas na frequency, pagsukat ng mababang alon at mataas na resistensya, mataas na boltahe at katangian ng mga dami ng kuryente sa malalakas na power plant ay naging mga seksyon na bumuo ng mga partikular na pamamaraan at paraan ng mga pagsukat ng elektrikal.

Ang pagpapalawak ng mga saklaw ng pagsukat ng mga dami ng elektrikal ay nauugnay sa pag-unlad ng teknolohiya para sa mga transduser ng pagsukat ng elektrikal, lalo na sa pag-unlad ng teknolohiya para sa pagpapalakas at pagpapahina ng mga electric current at boltahe. Ang mga partikular na problema ng mga de-koryenteng sukat ng mga ultra-maliit at napakalaking halaga ng mga de-koryenteng dami ay kinabibilangan ng paglaban sa mga pagbaluktot na kasama ng mga proseso ng pagpapalakas at pagpapahina ng mga signal ng kuryente, at ang pagbuo ng mga pamamaraan para sa paghihiwalay ng isang kapaki-pakinabang na signal mula sa background ng ingay. .

Ang mga limitasyon ng mga pinahihintulutang error sa mga pagsukat ng elektrikal ay mula sa humigit-kumulang mga yunit hanggang %. Para sa medyo magaspang na mga sukat, ginagamit ang mga direktang instrumento sa pagsukat. Para sa mas tumpak na mga sukat, ginagamit ang mga pamamaraan na ipinatupad gamit ang tulay at kompensasyon na mga de-koryenteng circuit.

Ang paggamit ng mga pamamaraan ng pagsukat ng elektrikal para sa pagsukat ng mga hindi de-kuryenteng dami ay nakabatay sa kilalang ugnayan sa pagitan ng mga di-kuryente at elektrikal na dami, o sa paggamit ng mga transduser sa pagsukat (sensor).

Upang matiyak ang magkasanib na operasyon ng mga sensor na may pangalawang mga instrumento sa pagsukat, magpadala ng mga de-koryenteng output signal ng mga sensor sa isang distansya, at dagdagan ang kaligtasan sa ingay ng mga signal na ipinadala, ang iba't ibang mga de-koryenteng intermediate na mga converter sa pagsukat ay ginagamit, na, bilang panuntunan, ay sabay-sabay na gumaganap ng mga function. ng amplification (mas madalas, attenuation) ng mga de-koryenteng signal, pati na rin ang mga nonlinear na pagbabagong may para matumbasan ang nonlinearity ng mga sensor.

Ang anumang mga de-koryenteng signal (mga halaga) ay maaaring ibigay sa input ng mga intermediate na pagsukat ng transduser; Gumagamit ang mga signal ng output ng AC ng amplitude, frequency, o phase modulation. Lalong lumalaganap ang mga digital converter bilang mga intermediate measuring converter.

Ang kumplikadong automation ng mga pang-agham na eksperimento at mga teknolohikal na proseso ay humantong sa paglikha ng mga kumplikadong paraan ng pagsukat ng mga pag-install, pagsukat at mga sistema ng impormasyon, pati na rin sa pag-unlad ng teknolohiya ng telemetry at telemekanika ng radyo.

Ang modernong pag-unlad ng mga pagsukat ng elektrikal ay nailalarawan sa pamamagitan ng paggamit ng mga bagong pisikal na epekto. Halimbawa, sa kasalukuyan, upang lumikha ng napakasensitibo at mataas na katumpakan na mga instrumento sa pagsukat ng kuryente, quantum effects Josephson, Hall, atbp. Ang mga nakamit ng Electronics ay malawakang ipinakilala sa teknolohiya ng pagsukat, ginagamit ang microminiaturization ng mga instrumento sa pagsukat, ang kanilang interface sa teknolohiya ng computer, automation ng mga proseso ng pagsukat ng elektrikal, pati na rin ang pag-iisa ng metrological at iba pang mga kinakailangan para sa kanila.

Plano

Panimula

Kasalukuyang metro

Pagsukat ng boltahe

Pinagsamang mga aparato ng magnetoelectric system

Universal electronic na mga instrumento sa pagsukat

Pagsukat ng mga shunt

Mga instrumento para sa pagsukat ng paglaban

Pagpapasiya ng paglaban sa lupa

Magnetic flux

Induction

Mga sanggunian

Panimula

Ang pagsukat ay ang proseso ng paghahanap ng halaga ng isang pisikal na dami sa eksperimentong paraan, gamit ang mga espesyal na teknikal na paraan - mga instrumento sa pagsukat.

Kaya, ang pagsukat ay isang prosesong pang-impormasyon ng pagkuha, sa eksperimentong paraan, ng isang numerical na relasyon sa pagitan ng isang ibinigay na pisikal na dami at ilan sa mga halaga nito, na kinuha bilang isang yunit ng paghahambing.

Ang resulta ng isang pagsukat ay isang pinangalanang numero na matatagpuan sa pamamagitan ng pagsukat ng isang pisikal na dami. Ang isa sa mga pangunahing gawain ng pagsukat ay ang tantiyahin ang antas ng pagtatantya o pagkakaiba sa pagitan ng totoo at tunay na mga halaga sinusukat na pisikal na dami – error sa pagsukat.

Ang mga pangunahing parameter ng mga de-koryenteng circuit ay: kasalukuyang, boltahe, paglaban, kasalukuyang kapangyarihan. Ang mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal ay ginagamit upang sukatin ang mga parameter na ito.

Ang pagsukat ng mga parameter ng mga de-koryenteng circuit ay isinasagawa sa dalawang paraan: ang una ay isang direktang paraan ng pagsukat, ang pangalawa ay isang hindi direktang paraan ng pagsukat.

Ang direktang paraan ng pagsukat ay nagsasangkot ng pagkuha ng resulta nang direkta mula sa karanasan. Ang di-tuwirang pagsukat ay isang pagsukat kung saan ang nais na dami ay matatagpuan sa batayan ng isang kilalang ugnayan sa pagitan ng dami na ito at ang dami na nakuha bilang resulta ng direktang pagsukat.

Ang mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal ay isang klase ng mga aparato na ginagamit upang sukatin ang iba't ibang dami ng elektrikal. Kasama rin sa pangkat ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal, bilang karagdagan sa mga instrumento sa pagsukat mismo, iba pang mga instrumento sa pagsukat - mga panukat, mga converter, mga kumplikadong pag-install.

Ang mga instrumento sa pagsukat ng elektrisidad ay inuri bilang mga sumusunod: ayon sa sinusukat at nareproducible na pisikal na dami (ammeter, voltmeter, ohmmeter, frequency meter, atbp.); ayon sa layunin (mga instrumento sa pagsukat, mga panukat, mga transduser sa pagsukat, pagsukat ng mga instalasyon at mga sistema, mga pantulong na aparato); sa pamamagitan ng paraan ng pagbibigay ng mga resulta ng pagsukat (pagpapakita at pag-record); sa pamamagitan ng paraan ng pagsukat (direktang pagtatasa ng mga aparato at paghahambing na mga aparato); sa pamamagitan ng paraan ng aplikasyon at disenyo (panel, portable at nakatigil); ayon sa prinsipyo ng pagpapatakbo (electromechanical - magnetoelectric, electromagnetic, electrodynamic, electrostatic, ferrodynamic, induction, magnetodynamic; electronic; thermoelectric; electrochemical).

Sa sanaysay na ito ay susubukan kong pag-usapan ang tungkol sa aparato, ang prinsipyo ng pagpapatakbo, magbigay ng paglalarawan at maikling paglalarawan mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal ng klase ng electromechanical.

Kasalukuyang pagsukat

Ang ammeter ay isang aparato para sa pagsukat ng kasalukuyang sa mga amperes (Larawan 1). Ang sukat ng mga ammeter ay naka-calibrate sa microamperes, milliamperes, amperes o kiloamperes alinsunod sa mga limitasyon sa pagsukat ng device. Sa isang de-koryenteng circuit, ang ammeter ay konektado sa serye na may seksyon ng electrical circuit (Larawan 2) kung saan ang kasalukuyang ay sinusukat; upang madagdagan ang limitasyon sa pagsukat - sa pamamagitan ng paglilipat o sa pamamagitan ng isang transpormer.

Ang pinakakaraniwang ammeter ay yaong kung saan ang gumagalaw na bahagi ng device na may pointer ay umiikot sa isang anggulo na proporsyonal sa magnitude ng kasalukuyang sinusukat.

Ang mga ammeter ay magnetoelectric, electromagnetic, electrodynamic, thermal, induction, detector, thermoelectric at photoelectric.

Ang mga magnetoelectric ammeter ay sumusukat ng direktang kasalukuyang; induction at detector - alternating current; ang mga ammeter ng iba pang mga sistema ay sumusukat sa lakas ng anumang kasalukuyang. Ang pinakatumpak at sensitibo ay magnetoelectric at electrodynamic ammeters.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang magnetoelectric na aparato ay batay sa paglikha ng metalikang kuwintas dahil sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng patlang ng isang permanenteng magnet at ang kasalukuyang dumadaan sa paikot-ikot ng frame. Ang isang arrow ay konektado sa frame, na gumagalaw sa sukat. Ang anggulo ng pag-ikot ng arrow ay proporsyonal sa kasalukuyang lakas.

Ang mga electrodynamic na ammeter ay binubuo ng mga nakapirming at gumagalaw na coil na konektado sa parallel o sa serye. Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga alon na dumadaan sa mga coil ay nagdudulot ng mga pagpapalihis ng gumagalaw na coil at ang arrow na konektado dito. Sa isang de-koryenteng circuit, ang ammeter ay konektado sa serye na may load, at kung kailan mataas na boltahe o mataas na alon - sa pamamagitan ng isang transpormer.

Ang teknikal na data ng ilang uri ng domestic ammeters, milliammeters, microammeters, magnetoelectric, electromagnetic, electrodynamic, at thermal system ay ibinibigay sa Talahanayan 1.

Talahanayan 1. Ammeters, milliammeters, microammeters

Pagsukat ng boltahe

Voltmeter - direct reading measurement device para sa pagtukoy ng boltahe o EMF sa mga electrical circuit (Larawan 3). Nakakonekta sa parallel sa load o pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya (Larawan 4).

Ayon sa prinsipyo ng pagpapatakbo, ang mga voltmeter ay nahahati sa: electromechanical - magnetoelectric, electromagnetic, electrodynamic, electrostatic, rectifier, thermoelectric; electronic - analog at digital. Sa pamamagitan ng layunin: direktang kasalukuyang; AC; pulso; sensitibo sa bahagi; pumipili; unibersal. Sa pamamagitan ng disenyo at paraan ng aplikasyon: panel; portable; nakatigil. Ang teknikal na data ng ilang domestic voltmeters, millivoltmeters ng magnetoelectric, electrodynamic, electromagnetic, at thermal system ay ipinakita sa Talahanayan 2.

Talahanayan 2. Mga voltmeter at millivoltmeter

Para sa mga sukat sa direktang kasalukuyang mga circuit, ang pinagsamang mga instrumento ng magnetoelectric system, ampere-voltmeters, ay ginagamit. Ang teknikal na data sa ilang uri ng mga device ay ibinibigay sa Talahanayan 3.

Talahanayan 3. Pinagsamang mga aparato ng magnetoelectric system.

Teknikal na data sa pinagsamang mga instrumento - ampere-voltmeters at ampere-voltmeters para sa pagsukat ng boltahe at kasalukuyang, pati na rin ang kapangyarihan sa alternating current circuits.

Ang pinagsamang portable na mga instrumento para sa pagsukat ng direkta at alternating current na mga circuit ay nagbibigay ng pagsukat ng direkta at alternating currents at resistances, at ang ilan ay nagbibigay din ng kapasidad ng mga elemento sa isang napakalawak na hanay, ay compact, at may autonomous power supply, na nagsisiguro sa kanilang malawak na aplikasyon. Ang klase ng katumpakan ng ganitong uri ng DC device ay 2.5; sa variable - 4.0.

Universal electronic na mga instrumento sa pagsukat

MGA PAGSUKAT NG KURYENTE
pagsukat ng mga de-koryenteng dami tulad ng boltahe, paglaban, kasalukuyang, kapangyarihan. Ang mga pagsukat ay ginawa gamit ang iba't ibang paraan - mga instrumento sa pagsukat, mga circuit at mga espesyal na aparato. Ang uri ng aparato sa pagsukat ay nakasalalay sa uri at laki (saklaw ng mga halaga) ng sinusukat na halaga, pati na rin sa kinakailangang katumpakan ng pagsukat. Ang mga pangunahing yunit ng SI na ginagamit sa mga pagsukat ng kuryente ay volt (V), ohm (Ω), farad (F), henry (H), ampere (A), at second (s).
MGA PAMANTAYAN NG MGA YUNIT NG MGA DAMI NG KURYENTE
Ang pagsukat ng elektrikal ay ang pagpapasiya (gamit ang mga eksperimentong pamamaraan) ng halaga ng isang pisikal na dami na ipinahayag sa naaangkop na mga yunit (halimbawa, 3 A, 4 V). Ang mga halaga ng mga yunit ng mga de-koryenteng dami ay tinutukoy ng internasyonal na kasunduan alinsunod sa mga batas ng pisika at mga yunit ng mekanikal na dami. Dahil ang "pagpapanatili" ng mga yunit ng mga de-koryenteng dami na tinutukoy ng mga internasyonal na kasunduan ay puno ng mga paghihirap, ang mga ito ay ipinakita bilang "praktikal" na mga pamantayan ng mga yunit ng mga de-koryenteng dami. Ang ganitong mga pamantayan ay sinusuportahan ng mga laboratoryo ng metrological ng estado sa iba't ibang bansa. Halimbawa, sa Estados Unidos, ang National Institute of Standards and Technology ay may legal na responsibilidad para sa pagpapanatili ng mga pamantayan para sa mga yunit ng mga dami ng kuryente. Paminsan-minsan, ang mga eksperimento ay isinasagawa upang linawin ang pagsusulatan sa pagitan ng mga halaga ng mga pamantayan ng mga yunit ng mga de-koryenteng dami at ang mga kahulugan ng mga yunit na ito. Noong 1990, ang mga laboratoryo ng estado ng metrology ng mga industriyalisadong bansa ay pumirma ng isang kasunduan upang pagtugmain ang lahat ng praktikal na pamantayan ng mga yunit ng mga dami ng kuryente sa kanilang mga sarili at sa mga internasyonal na kahulugan ng mga yunit ng mga dami na ito. Ang mga pagsukat ng elektrikal ay isinasagawa alinsunod sa mga pamantayan ng estado para sa mga yunit ng boltahe at direktang kasalukuyang, direktang kasalukuyang pagtutol, inductance at kapasidad. Ang ganitong mga pamantayan ay mga aparato na may matatag na mga katangian ng elektrikal, o mga pag-install kung saan, batay sa isang tiyak na pisikal na kababalaghan, ang isang dami ng elektrikal ay muling ginawa, na kinakalkula mula sa mga kilalang halaga ng mga pangunahing pisikal na pare-pareho. Ang mga pamantayan ng watt at watt-hour ay hindi suportado, dahil mas angkop na kalkulahin ang mga halaga ng mga yunit na ito gamit ang pagtukoy ng mga equation na nauugnay ang mga ito sa mga yunit ng iba pang mga dami. Tingnan din YUNIT NG PAGSUKAT NG PISIKAL NA DAMI.
MGA INSTRUMENTO NG PAGSUKAT
Ang mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal ay kadalasang sinusukat ang mga instant na halaga ng alinman sa mga dami ng elektrikal o mga hindi de-kuryenteng dami na na-convert sa mga elektrikal. Ang lahat ng mga aparato ay nahahati sa analog at digital. Ang una ay karaniwang nagpapakita ng halaga ng sinusukat na dami sa pamamagitan ng isang arrow na gumagalaw kasama ang isang sukat na may mga dibisyon. Ang huli ay nilagyan ng digital display na nagpapakita ng sinusukat na halaga sa anyo ng isang numero. Mas mainam ang mga digital na instrumento para sa karamihan ng mga sukat dahil mas tumpak ang mga ito, mas madaling kumuha ng mga pagbabasa at sa pangkalahatan ay mas maraming nalalaman. Ang mga digital multimeter ("multimeter") at mga digital na voltmeter ay ginagamit upang sukatin ang resistensya ng DC, pati na rin ang boltahe at kasalukuyang AC, na may katamtaman hanggang mataas na katumpakan. Ang mga analog na instrumento ay unti-unting pinapalitan ng mga digital, bagama't ginagamit pa rin ang mga ito kung saan mahalaga ang mababang halaga at hindi kailangan ang mataas na katumpakan. Para sa pinakatumpak na mga sukat ng paglaban at impedance, mayroong mga panukat na tulay at iba pang dalubhasang metro. Upang maitala ang progreso ng mga pagbabago sa sinusukat na halaga sa paglipas ng panahon, ginagamit ang mga instrumento sa pagre-record - mga strip recorder at electronic oscilloscope, analog at digital.
MGA DIGITAL NA INSTRUMENTO
Sa lahat ng digital mga instrumento sa pagsukat(maliban sa pinakasimpleng mga) amplifier at iba pang mga elektronikong bahagi ay ginagamit upang i-convert ang input signal sa isang signal ng boltahe, na pagkatapos ay iko-convert sa digital form ng isang analog-to-digital converter (ADC). Ang isang numerong nagpapahayag ng sinusukat na halaga ay ipinapakita sa isang light emitting diode (LED), vacuum fluorescent o liquid crystal (LCD) indicator (display). Ang aparato ay karaniwang gumagana sa ilalim ng kontrol ng isang built-in na microprocessor, at sa mga simpleng aparato ang microprocessor ay pinagsama sa isang ADC sa isang solong integrated circuit. Ang mga digital na device ay angkop na gumana kapag nakakonekta sa isang panlabas na computer. Sa ilang uri ng mga sukat, inililipat ng naturang computer ang mga function ng pagsukat ng device at nagbibigay ng mga command sa paglilipat ng data para sa pagproseso ng mga ito.
Analog-to-digital converter. May tatlong pangunahing uri ng mga ADC: pagsasama-sama, sunud-sunod na pagtatantya, at parallel. Ang isang pinagsamang ADC ay nag-a-average ng input signal sa paglipas ng panahon. Sa tatlong uri na nakalista, ito ang pinakatumpak, bagama't ang pinakamabagal. Ang oras ng conversion ng pagsasanib ng ADC ay mula 0.001 hanggang 50 s o higit pa, ang error ay 0.1-0.0003%. Ang error ng sunud-sunod na approximation ADC ay bahagyang mas malaki (0.4-0.002%), ngunit ang conversion time ay mula sa ELECTRICAL MEASUREMENTS 10 μs hanggang ELECTRICAL MEASUREMENTS 1 ms. Ang mga parallel ADC ay ang pinakamabilis, ngunit hindi gaanong tumpak: ang kanilang oras ng conversion ay humigit-kumulang 0.25 ns, ang error ay mula 0.4 hanggang 2%.
Mga pamamaraan ng discretization. Ang signal ay na-sample sa oras sa pamamagitan ng mabilis na pagsukat nito sa mga indibidwal na punto sa oras at paghawak (pag-save) ng mga sinusukat na halaga habang sila ay na-convert sa digital form. Ang pagkakasunud-sunod ng nakuha na mga discrete na halaga ay maaaring ipakita sa display sa anyo ng isang waveform; sa pamamagitan ng pag-squaring ng mga halagang ito at pagbubuod, maaari mong kalkulahin ang root mean square value ng signal; maaari din silang magamit upang kalkulahin ang pagtaas ng oras, maximum na halaga, average ng oras, frequency spectrum, atbp. Maaaring gawin ang time sampling sa loob ng iisang panahon ng signal ("real time"), o (may sequential o random sampling) sa ilang umuulit na panahon.
Mga digital na voltmeter at multimeter. Sinusukat ng mga digital voltmeter at multimeter ang isang quasi-static na halaga ng isang dami at ipinapahiwatig ito sa digital form. Direktang sinusukat ng mga voltmeter ang boltahe lamang, kadalasang DC, habang ang mga multimeter ay maaaring masukat ang boltahe ng DC at AC, kasalukuyang, paglaban ng DC at kung minsan ay temperatura. Ang mga pinakakaraniwang pangkalahatang layunin ng mga instrumento sa pagsubok, na may katumpakan ng pagsukat mula 0.2 hanggang 0.001%, ay maaaring magkaroon ng 3.5 o 4.5 na digit na digital na display. Ang character na "half-integer" (digit) ay isang convention na nagsasaad na ang display ay maaaring magpakita ng mga numero na lampas sa nominal na bilang ng mga character. Halimbawa, ang isang 3.5-digit (3.5-digit) na display sa hanay ng 1-2V ay maaaring magpakita ng mga boltahe hanggang 1.999V.
Mga metro ng impedance. Ito ay mga dalubhasang instrumento na sumusukat at nagpapakita ng kapasidad ng isang kapasitor, ang resistensya ng isang risistor, ang inductance ng isang inductor, o ang kabuuang pagtutol (impedance) ng koneksyon ng isang kapasitor o inductor sa isang risistor. Ang mga instrumento ng ganitong uri ay magagamit upang sukatin ang kapasidad mula 0.00001 pF hanggang 99.999 µF, resistensya mula 0.00001 ohm hanggang 99.999 kohm, at inductance mula 0.0001 mH hanggang 99.999 H. Ang mga pagsukat ay maaaring gawin sa mga frequency mula sa 100 Hz mula sa 100 Hz. hindi saklaw ang buong saklaw ng dalas. Sa mga frequency na malapit sa 1 kHz, ang error ay maaaring kasing baba ng 0.02%, ngunit ang katumpakan ay bumababa malapit sa mga hangganan ng mga saklaw ng dalas at mga sinusukat na halaga. Karamihan sa mga instrumento ay maaari ding magpakita ng mga derived value, tulad ng quality factor ng coil o loss factor ng isang capacitor, na kinakalkula mula sa mga pangunahing sinusukat na value.
MGA ANALOG NA DEVICE
Upang sukatin ang boltahe, kasalukuyang at paglaban sa direktang kasalukuyang, ang mga analog na magnetoelectric na aparato na may permanenteng magnet at isang multi-turn na gumagalaw na bahagi ay ginagamit. Ang ganitong mga pointer-type na device ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang error na 0.5 hanggang 5%. Ang mga ito ay simple at mura (halimbawa, mga instrumento ng sasakyan na nagpapakita ng kasalukuyan at temperatura), ngunit hindi ginagamit kung saan kinakailangan ang anumang makabuluhang katumpakan.
Mga aparatong magnetoelectric. Ginagamit ng mga naturang device ang puwersa ng pakikipag-ugnayan magnetic field na may kasalukuyang sa mga liko ng paikot-ikot ng gumagalaw na bahagi, na may posibilidad na i-on ang huli. Ang sandali ng puwersang ito ay balanse ng sandali na nilikha ng magkasalungat na tagsibol, upang ang bawat kasalukuyang halaga ay tumutugma sa isang tiyak na posisyon ng arrow sa sukat. Ang gumagalaw na bahagi ay may hugis ng isang multi-turn wire frame na may mga sukat mula 3-5 hanggang 25-35 mm at ginawang magaan hangga't maaari. Ang gumagalaw na bahagi, na naka-mount sa mga bearings ng bato o nasuspinde sa isang metal strip, ay inilalagay sa pagitan ng mga poste ng isang malakas na permanenteng magnet. Ang dalawang spiral spring na nagbabalanse sa metalikang kuwintas ay nagsisilbi ring conductor para sa paikot-ikot na bahagi. Ang isang magnetoelectric na aparato ay tumutugon sa kasalukuyang dumadaan sa paikot-ikot na bahagi nito, at samakatuwid ay isang ammeter o, mas tiyak, isang milliammeter (dahil ang itaas na limitasyon ng saklaw ng pagsukat ay hindi lalampas sa humigit-kumulang 50 mA). Maaari itong iakma upang sukatin ang mas mataas na mga alon sa pamamagitan ng pagkonekta ng isang mababang resistensyang shunt resistor na kahanay ng gumagalaw na bahagi na paikot-ikot upang ang isang maliit na bahagi lamang ng kabuuang kasalukuyang sinusukat ay sumasanga sa gumagalaw na bahagi na paikot-ikot. Ang ganitong aparato ay angkop para sa mga alon na sinusukat sa maraming libu-libong amperes. Kung ikinonekta mo ang isang karagdagang risistor sa serye na may paikot-ikot, ang aparato ay magiging isang voltmeter. Ang pagbaba ng boltahe sa naturang koneksyon ng serye ay katumbas ng produkto ng paglaban ng risistor at ang kasalukuyang ipinapakita ng aparato, kaya ang sukat nito ay maaaring ma-calibrate sa volts. Upang makagawa ng isang ohmmeter mula sa isang magnetoelectric milliammeter, kailangan mong ikonekta ang mga series-measurable resistors dito at ilapat serial connection pare-pareho ang boltahe, halimbawa mula sa isang baterya. Ang kasalukuyang sa naturang circuit ay hindi magiging proporsyonal sa paglaban, at samakatuwid ang isang espesyal na sukat ay kinakailangan upang iwasto ang nonlinearity. Pagkatapos ay magiging posible na direktang basahin ang paglaban sa sukat, kahit na hindi napakataas na katumpakan.
Mga Galvanometer. Kasama rin sa mga magnetoelectric device ang mga galvanometer - mga napakasensitibong instrumento para sa pagsukat ng napakaliit na alon. Ang mga galvanometer ay walang mga bearings; ang kanilang gumagalaw na bahagi ay nasuspinde sa isang manipis na laso o sinulid, ang isang mas malakas na magnetic field ay ginagamit, at ang pointer ay pinalitan ng isang salamin na nakadikit sa suspension thread (Larawan 1). Ang salamin ay umiikot kasama ang gumagalaw na bahagi, at ang anggulo ng pag-ikot nito ay tinatantya sa pamamagitan ng pag-aalis ng liwanag na lugar na inihagis nito sa isang sukat na naka-install sa layo na mga 1 m Ang pinaka-sensitibong mga galvanometer ay may kakayahang magbigay ng pantay na paglihis ng sukat hanggang 1 mm na may pagbabago sa kasalukuyang 0.00001 μA lamang.

MGA DEVICE NG PAG-RECORD
Itinatala ng mga instrumento sa pagre-record ang "kasaysayan" ng mga pagbabago sa halaga ng sinusukat na dami. Ang pinakakaraniwang uri ng naturang mga instrumento ay kinabibilangan ng mga strip chart recorder, na nagtatala ng isang curve ng pagbabago sa halaga gamit ang isang panulat sa isang chart paper tape, mga analog electronic oscilloscope, na nagpapakita ng process curve sa screen ng isang cathode ray tube, at mga digital oscilloscope. , na nag-iimbak ng isa o bihirang paulit-ulit na mga signal. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga device na ito ay ang bilis ng pag-record. Ang mga strip recorder, kasama ang kanilang mga gumagalaw na mekanikal na bahagi, ay pinakaangkop para sa pag-record ng mga signal na nagbabago sa loob ng ilang segundo, minuto, o mas mabagal. Ang mga electronic oscilloscope ay may kakayahang mag-record ng mga signal na nagbabago sa paglipas ng panahon mula sa milyon-milyong mga segundo hanggang ilang segundo.
PAGSUKAT NG MGA TULAY
Ang panukat na tulay ay karaniwang isang apat na braso de-koryenteng circuit, na binubuo ng mga resistors, capacitors at inductors, na idinisenyo upang matukoy ang ratio ng mga parameter ng mga bahaging ito. Ang isang pinagmumulan ng kuryente ay konektado sa isang pares ng magkasalungat na pole ng circuit, at isang null detector ay konektado sa isa pa. Ang mga panukat na tulay ay ginagamit lamang sa mga kaso kung saan ang pinakamataas na katumpakan ng pagsukat ay kinakailangan. (Para sa mga sukat ng katamtamang katumpakan, mas mainam na gumamit ng mga digital na instrumento dahil mas madaling hawakan ang mga ito.) Ang pinakamahusay na mga tulay ng pagsukat ng AC transformer ay may error (pagsusukat ng ratio) sa pagkakasunud-sunod na 0.0000001%. Ang pinakasimpleng tulay para sa pagsukat ng paglaban ay ipinangalan sa imbentor nito, si Charles Wheatstone.
Dobleng tulay ng pagsukat ng DC. Mahirap ikonekta ang mga wire na tanso sa isang risistor nang hindi nagpapakilala ng contact resistance ng pagkakasunud-sunod ng 0.0001 ohms o higit pa. Sa kaso ng isang pagtutol ng 1 Ohm, tulad ng isang kasalukuyang lead ay nagpapakilala ng isang error sa pagkakasunud-sunod na 0.01% lamang, ngunit para sa isang pagtutol ng 0.001 Ohm ang error ay magiging 10%. Dobleng panukat na tulay (Thomson bridge), ang diagram kung saan ay ipinapakita sa Fig. 2, ay inilaan para sa pagsukat ng paglaban ng mga resistor ng sangguniang maliit na halaga. Ang paglaban ng naturang four-pole reference resistors ay tinukoy bilang ang ratio ng boltahe sa kanilang mga potensyal na terminal (p1, p2 ng risistor Rs at p3, p4 ng risistor Rx sa Fig. 2) sa kasalukuyang sa pamamagitan ng kanilang kasalukuyang mga terminal (c1, c2 at c3, c4). Sa pamamaraang ito, ang paglaban ng mga wire sa pagkonekta ay hindi nagpapakilala ng mga error sa resulta ng pagsukat ng nais na paglaban. Dalawang karagdagang armas m at n ang nag-aalis ng impluwensya ng pagkonekta ng wire 1 sa pagitan ng mga terminal c2 at c3. Ang mga resistensya m at n ng mga armas na ito ay pinili upang ang pagkakapantay-pantay M/m = N/n ay nasiyahan. Pagkatapos, sa pamamagitan ng pagbabago ng resistensya Rs, ang kawalan ng timbang ay nabawasan sa zero at Rx = Rs(N / M) ay matatagpuan.

Mga tulay sa pagsukat ng AC. Ang pinakakaraniwang mga tulay sa pagsukat ng AC ay idinisenyo upang sukatin sa alinman sa dalas ng linya na 50-60 Hz o mga frequency ng audio (karaniwang nasa 1000 Hz); ang mga dalubhasang panukat na tulay ay gumagana sa mga frequency hanggang 100 MHz. Bilang isang patakaran, sa AC pagsukat ng mga tulay, sa halip na dalawang armas na tiyak na nagtatakda ng ratio ng boltahe, ginagamit ang isang transpormer. Ang isang pagbubukod sa panuntunang ito ay ang tulay ng pagsukat ng Maxwell-Wien.
Maxwell - Wien na panukat na tulay. Ginagawang posible ng naturang panukat na tulay na ihambing ang mga pamantayan ng inductance (L) sa mga pamantayan ng kapasidad sa isang dalas ng pagpapatakbo na hindi tiyak na kilala. Ginagamit ang mga pamantayan ng kapasidad sa mga pagsukat na may mataas na katumpakan dahil mas simple ang mga ito sa disenyo kaysa sa mga pamantayan ng precision inductance, mas compact, mas madaling protektahan, at halos walang mga panlabas na electromagnetic field. Ang mga kondisyon ng equilibrium ng panukat na tulay na ito ay ang mga sumusunod: Lx = R2R3C1 at Rx = (R2R3) / R1 (Fig. 3). Ang tulay ay balanse kahit na sa kaso ng isang "hindi malinis" na supply ng kuryente (ibig sabihin, isang pinagmumulan ng signal na naglalaman ng mga harmonika ng pangunahing frequency) kung ang halaga ng Lx ay hindi nakasalalay sa frequency.

kung saan ang T ay ang panahon ng signal na Y(t). Ang maximum na value na Ymax ay ang pinakamalaking instant na value ng signal, at ang average na absolute value na YAA ay ang absolute value na na-average sa paglipas ng panahon. Sa hugis ng sinusoidal oscillation, Yeff = 0.707Ymax at YAA = 0.637Ymax.
AC boltahe at kasalukuyang pagsukat. Halos lahat ng AC boltahe at kasalukuyang mga instrumento sa pagsukat ay nagpapakita ng isang halaga na iminungkahi na ituring bilang ang epektibong halaga ng input signal. Gayunpaman, kadalasang sinusukat ng mga murang instrumento ang ibig sabihin ng absolute o pinakamataas na halaga signal, at ang sukat ay na-calibrate upang ang pagbabasa ay tumutugma sa katumbas na epektibong halaga, sa pag-aakalang ang input signal ay sinusoidal. Hindi dapat balewalain na ang katumpakan ng mga naturang device ay napakababa kung ang signal ay non-sinusoidal. Ang mga instrumentong may kakayahang sukatin ang tunay na halaga ng rms ng mga signal ng AC ay maaaring batay sa isa sa tatlong prinsipyo: electronic multiplication, signal sampling, o thermal conversion. Ang mga aparatong batay sa unang dalawang prinsipyo, bilang panuntunan, ay tumutugon sa boltahe, at mga instrumento sa pagsukat ng thermal electrical - sa kasalukuyang. Kapag gumagamit ng mga karagdagang at shunt resistors, lahat ng mga aparato ay maaaring masukat ang parehong kasalukuyang at boltahe.
Elektronikong pagpaparami. Ang pag-squaring at pag-average sa paglipas ng panahon ang input signal sa ilang approximation ay isinasagawa mga electronic circuit na may mga amplifier at nonlinear na elemento upang maisagawa ito mga operasyong matematikal, tulad ng paghahanap ng logarithm at antilogarithm ng mga analog signal. Ang mga device ng ganitong uri ay maaaring magkaroon ng error sa pagkakasunud-sunod na 0.009% lamang.
Pagsa-sample ng signal. Ang AC signal ay na-convert sa digital form gamit ang isang high-speed ADC. Ang mga sample na halaga ng signal ay naka-squad, summed, at hinati sa bilang ng mga sample na halaga sa isang panahon ng signal. Ang error ng naturang mga device ay 0.01-0.1%.
Mga instrumento sa pagsukat ng thermal electrical. Ang pinakamataas na katumpakan ng pagsukat ng mga epektibong halaga ng boltahe at kasalukuyang ay ibinibigay ng mga thermal electrical na mga instrumento sa pagsukat. Gumagamit sila ng thermal current converter sa anyo ng isang maliit na evacuated glass container na may heating wire (0.5-1 cm ang haba), sa gitnang bahagi kung saan ang isang thermocouple hot junction ay nakakabit na may maliit na butil. Ang butil ay nagbibigay ng thermal contact at sa parehong oras electrical insulation. Sa pagtaas ng temperatura, direktang nauugnay sa epektibong halaga ng kasalukuyang sa heating wire, lumilitaw ang isang thermo-EMF (direktang kasalukuyang boltahe) sa output ng thermocouple. Ang ganitong mga converter ay angkop para sa pagsukat ng kasalukuyang AC na may dalas mula 20 Hz hanggang 10 MHz. Sa Fig. 5 ang ipinakita circuit diagram thermal electrical measuring device na may dalawang thermal current converter na pinili ayon sa mga parameter. Kapag ang isang alternating kasalukuyang boltahe na Vac ay inilapat sa input ng circuit, ang isang direktang kasalukuyang boltahe ay lilitaw sa output ng thermocouple ng converter TC1, ang amplifier A ay lumilikha ng isang direktang kasalukuyang sa heating wire ng converter TC2, kung saan ang thermocouple ng huli ay gumagawa ng parehong direktang kasalukuyang boltahe, at ang isang maginoo na direktang kasalukuyang aparato ay sumusukat sa output kasalukuyang.

Kung ang oras (t1 - t2) ay sinusukat sa mga segundo, boltahe e - sa volts, at kasalukuyang i - sa amperes, kung gayon ang enerhiya W ay ipapakita sa watt-segundo, i.e. joules (1 J = 1 Wh). Kung ang oras ay sinusukat sa oras, ang enerhiya ay sinusukat sa watt hours. Sa pagsasagawa, mas madaling ipahayag ang kuryente sa kilowatt-hours (1 kW*h = 1000 Wh).
Mga metro ng kuryente sa pagbabahagi ng oras. Gumagamit ang mga metro ng kuryente sa pagbabahagi ng oras ng isang napaka-natatangi ngunit tumpak na paraan ng pagsukat ng kuryente. May dalawang channel ang device na ito. Ang isang channel ay isang electronic switch na pumasa o hindi pumasa sa Y input signal (o ang reverse -Y input signal) sa low-pass na filter. Ang estado ng susi ay kinokontrol ng output signal ng pangalawang channel na may ratio ng mga agwat ng oras na "sarado"/"bukas" na proporsyonal sa input signal nito. Ang average na signal sa output ng filter ay katumbas ng average na oras ng produkto ng dalawang input signal. Kung ang isang input signal ay proporsyonal sa boltahe ng pag-load at ang isa ay proporsyonal sa kasalukuyang pag-load, kung gayon ang boltahe ng output ay proporsyonal sa kapangyarihan na natupok ng pagkarga. Ang error ng naturang mga pang-industriyang counter ay 0.02% sa mga frequency hanggang 3 kHz (mga laboratoryo ay halos 0.0001% lamang sa 60 Hz). Bilang mga instrumentong may mataas na katumpakan, ginagamit ang mga ito bilang karaniwang mga counter para sa pagsuri sa mga gumaganang instrumento sa pagsukat.
Pagsa-sample ng mga wattmeter at metro ng kuryente. Ang mga naturang device ay nakabatay sa prinsipyo ng isang digital voltmeter, ngunit may dalawang input channel na nagsa-sample ng kasalukuyang at boltahe na signal nang magkatulad. Ang bawat sample value na e(k), na kumakatawan sa mga agarang halaga ng signal ng boltahe sa oras ng sampling, ay pinarami ng katumbas na sample value i(k) ng kasalukuyang signal na nakuha sa parehong oras. Ang average na oras ng naturang mga produkto ay ang kapangyarihan sa watts:

Ang isang adder na nag-iipon ng mga produkto ng mga discrete na halaga sa paglipas ng panahon ay nagbibigay ng kabuuang kuryente sa watt-hours. Ang error ng mga metro ng kuryente ay maaaring kasing liit ng 0.01%.
Mga metro ng kuryente sa induction. Ang induction meter ay hindi hihigit sa isang low-power AC electric motor na may dalawang windings - isang kasalukuyang winding at isang boltahe na winding. Ang isang conductive disk na inilagay sa pagitan ng mga windings ay umiikot sa ilalim ng impluwensya ng isang metalikang kuwintas na proporsyonal sa natupok na kapangyarihan. Ang metalikang kuwintas na ito ay nababalanse ng mga agos na idinulot sa disk ng isang permanenteng magnet, upang ang bilis ng pag-ikot ng disk ay proporsyonal sa paggamit ng kuryente. Ang bilang ng mga rebolusyon ng disk para sa isang naibigay na oras ay proporsyonal sa kabuuang kuryente na natanggap ng consumer sa panahong ito. Ang bilang ng mga rebolusyon ng disk ay binibilang ng isang mekanikal na counter, na nagpapakita ng kuryente sa kilowatt-hours. Ang mga device ng ganitong uri ay malawakang ginagamit bilang metro ng kuryente ng sambahayan. Ang kanilang pagkakamali ay karaniwang 0.5%; mayroon silang mahabang buhay ng serbisyo sa ilalim ng alinman pinahihintulutang mga antas kasalukuyang
- mga sukat ng mga dami ng elektrikal: boltahe ng kuryente, paglaban sa kuryente, kasalukuyang, dalas at yugto ng alternating current, kasalukuyang kapangyarihan, enerhiyang elektrikal, singil sa kuryente, inductance, kapasidad ng kuryente, atbp.... ... Great Soviet Encyclopedia

mga pagsukat ng kuryente- - [V.A. Semenov. English-Russian dictionary on relay protection] Mga paksa relay protection EN electrical measurementelectricity metering ... Gabay sa Teknikal na Tagasalin

Ang mga kagamitan sa pagsukat ay mga instrumento at aparato na ginagamit upang sukatin ang E., pati na rin ang mga magnetic na dami. Karamihan sa mga sukat ay bumababa sa pagtukoy sa kasalukuyang, boltahe (potensyal na pagkakaiba) at dami ng kuryente.… … Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus at I.A. Ephron - isang hanay ng mga elemento at aparato na konektado sa isang tiyak na paraan, na bumubuo ng isang landas para sa pagpasa agos ng kuryente. Ang teorya ng circuit ay isang seksyon ng teoretikal na electrical engineering na tumatalakay sa mga pamamaraan ng matematika para sa pagkalkula ng elektrikal... ... Collier's Encyclopedia

aerodynamic na mga sukat Encyclopedia "Aviation"

aerodynamic na mga sukat- Bigas. 1. aerodynamic measurements ang proseso ng empirikong paghahanap ng mga halaga ng mga pisikal na dami sa isang aerodynamic na eksperimento gamit ang naaangkop na teknikal na paraan. Mayroong 2 uri ng I.A.: static at dynamic. Sa…… Encyclopedia "Aviation"

Electrical - 4. Mga elektrikal na code disenyo ng mga network ng broadcast sa radyo. M., Svyazizdat, 1961. 80 p.