Elektriksel ölçümler, voltaj, direnç, akım, güç gibi fiziksel büyüklüklerin ölçümlerini içerir. Ölçümler çeşitli araçlar kullanılarak yapılır - ölçüm aletleri, devreler ve özel cihazlar. Ölçüm cihazının tipi, ölçülen miktarın tipine ve boyutuna (değer aralığı) ve ayrıca gerekli ölçüm doğruluğuna bağlıdır. Elektriksel ölçümler SI sisteminin temel birimlerini kullanır: volt (V), ohm (Ohm), farad (F), henry (G), amper (A) ve saniye (s).

elektriksel ölçüm- bu, (deneysel yöntemlerle) uygun birimlerde ifade edilen fiziksel bir miktarın değerini bulmaktır.

Elektriksel büyüklük birimlerinin değerleri, fizik yasalarına uygun olarak uluslararası anlaşma ile belirlenir. Uluslararası anlaşmalarla belirlenen elektriksel büyüklük birimlerinin "bakımı" zorluklarla dolu olduğundan, bunlar elektriksel büyüklük birimlerinin "pratik" standartları olarak temsil edilirler.

Standartlar, farklı ülkelerin devlet metroloji laboratuvarları tarafından desteklenmektedir. Zaman zaman, elektriksel büyüklük birimlerinin standartlarının değerleri ile bu birimlerin tanımları arasındaki yazışmaları netleştirmek için deneyler yapılır. 1990 yılında, sanayileşmiş ülkelerin devlet metroloji laboratuvarları, elektriksel büyüklük birimlerinin tüm pratik standartlarının kendi aralarında ve bu miktarların birimlerinin uluslararası tanımlarıyla uyumlu hale getirilmesi konusunda bir anlaşma imzaladı.

Elektriksel ölçümler, voltaj ve DC akımı, DC direnci, endüktans ve kapasitans için durum standartlarına uygun olarak yapılır. Bu tür standartlar, sabit elektriksel özelliklere sahip cihazlar veya bazı fiziksel fenomenler temelinde, temel fiziksel sabitlerin bilinen değerlerinden hesaplanan elektriksel bir miktarın yeniden üretildiği tesislerdir. Watt ve watt-saat standartları desteklenmez, çünkü bu birimlerin değerlerini, onları diğer niceliklerin birimleriyle ilişkilendiren denklemler tanımlayarak hesaplamak daha uygundur.

Elektrikli ölçüm aletleri, çoğunlukla elektriksel büyüklüklerin veya elektriksel olmayan büyüklüklerin elektriksel büyüklüklere çevrilmiş anlık değerlerini ölçer. Tüm cihazlar analog ve dijital olarak ayrılmıştır. İlki genellikle ölçülen miktarın değerini, bölümlerle birlikte bir ölçek boyunca hareket eden bir ok vasıtasıyla gösterir. İkincisi, ölçülen değeri bir sayı olarak gösteren bir dijital ekranla donatılmıştır.

Dijital göstergeler, okuma almak için daha uygun oldukları ve genel olarak daha çok yönlü oldukları için çoğu ölçüm için tercih edilir. Dijital multimetreler ("multimetreler") ve dijital voltmetreler, AC voltajı ve akımının yanı sıra orta ila yüksek doğrulukta DC direncini ölçmek için kullanılır.

Analog cihazlar yavaş yavaş dijital cihazlarla değiştiriliyor, ancak yine de düşük maliyetin önemli olduğu ve yüksek doğruluğun gerekli olmadığı uygulamalar buluyorlar. Direnç ve empedansın (empedans) en doğru ölçümleri için ölçüm köprüleri ve diğer özel ölçüm cihazları mevcuttur. Kayıt cihazları, zaman içinde ölçülen değerdeki değişikliği kaydetmek için kullanılır - teyp kaydediciler ve elektronik osiloskoplar, analog ve dijital.

Elektriksel büyüklüklerin ölçümü, en yaygın ölçüm türlerinden biridir. Elektriksel olmayan çeşitli büyüklükleri elektriksel olanlara dönüştüren elektrikli cihazların yaratılması sayesinde, neredeyse tüm fiziksel büyüklüklerin ölçümünde elektrikli cihazların yöntem ve araçları kullanılmaktadır.

Elektrik ölçüm cihazlarının kapsamı:

fizik, kimya, biyoloji vb. alanlarda bilimsel araştırma;

· enerji mühendisliği, metalurji, kimya endüstrisi, vb.'deki teknolojik süreçler;

· Ulaşım;

maden arama ve üretimi;

meteorolojik ve oşinolojik çalışmalar;

tıbbi teşhis;

· radyo ve televizyon cihazlarının, uçak ve uzay araçlarının vb. imalatı ve işletimi.

Çok çeşitli elektriksel büyüklükler, geniş değer aralıkları, yüksek ölçüm doğruluğu gereksinimleri, çeşitli koşullar ve elektriksel ölçüm cihazlarının uygulama alanları, çeşitli elektriksel ölçüm yöntemlerine ve araçlarına yol açmıştır.

Ölçüm nesnesinin enerji durumunu karakterize eden "aktif" elektriksel büyüklüklerin (akım gücü, elektrik voltajı vb.) ölçümü, bu büyüklüklerin algılama elemanı üzerindeki doğrudan etkisine dayanır ve kural olarak, eşlik eder. ölçüm nesnesinden belirli miktarda elektrik enerjisi tüketimi.

Ölçüm nesnesinin elektriksel özelliklerini karakterize eden "pasif" elektriksel büyüklüklerin (elektriksel direnç, karmaşık bileşenleri, endüktans, dielektrik kayıp tanjantı, vb.) ölçümü, ölçüm nesnesinin harici bir elektrik enerjisi kaynağından beslenmesini ve yanıt sinyalinin parametrelerini ölçün.
DC ve AC devrelerinde elektriksel ölçüm yöntemleri ve araçları önemli ölçüde farklılık gösterir. AC devrelerinde, niceliklerdeki değişimin sıklığına ve doğasına ve ayrıca değişken elektriksel niceliklerin (anlık, etkili, maksimum, ortalama) hangi özelliklerinin ölçüldüğüne bağlıdırlar.

DC devrelerinde elektriksel ölçümler için en yaygın olarak ölçüm manyetoelektrik aletleri ve dijital ölçüm cihazları kullanılmaktadır. AC devrelerindeki elektriksel ölçümler için - elektromanyetik cihazlar, elektrodinamik cihazlar, indüksiyon cihazları, elektrostatik cihazlar, doğrultucu elektrik sayaçları, osiloskoplar, dijital sayaçlar. Bu cihazlardan bazıları hem AC hem de DC devrelerinde elektriksel ölçümler için kullanılır.

Ölçülen elektriksel büyüklüklerin değerleri yaklaşık olarak sınırlar içindedir: akım gücü - A'dan A'ya, voltaj - V'ye, direnç - Ohm'a, güç - W'den onlarca GW'ye, alternatif akım frekansı - Hz'e . Elektriksel büyüklüklerin ölçülen değer aralıkları sürekli genişleme eğilimindedir. Yüksek ve ultra yüksek frekanslarda ölçümler, düşük akımların ve yüksek dirençlerin ölçümü, yüksek voltajlar ve güçlü santrallerde elektriksel büyüklüklerin özellikleri, elektriksel ölçümlerin özel yöntem ve araçlarını geliştiren bölümlere ayrılmıştır.

Elektriksel büyüklüklerin ölçüm aralıklarının genişletilmesi, özellikle elektrik akımlarını ve voltajlarını yükseltmek ve azaltmak için teknolojinin gelişmesiyle, elektriksel ölçüm dönüştürücü teknolojisinin gelişimi ile ilişkilidir. Elektriksel büyüklüklerin ultra küçük ve süper büyük değerlerinin elektriksel ölçümlerinin spesifik sorunları, elektrik sinyallerinin amplifikasyon ve zayıflama süreçlerine eşlik eden bozulmalara karşı mücadeleyi ve faydalı bir sinyali bir arka plana karşı izole etmek için yöntemlerin geliştirilmesini içerir. müdahalenin.

Elektriksel ölçümlerde izin verilen hataların sınırları yaklaşık birimle % arasında değişir. Nispeten kaba ölçümler için doğrudan etkili ölçüm cihazları kullanılır. Daha doğru ölçümler için köprü ve kompanzasyon elektrik devreleri kullanılarak uygulanan yöntemler kullanılır.

Elektriksel olmayan nicelikleri ölçmek için elektriksel ölçüm yöntemlerinin kullanımı, ya elektriksel olmayan ve elektriksel büyüklükler arasındaki bilinen ilişkiye ya da ölçüm dönüştürücülerinin (sensörler) kullanımına dayanır.

Sensörlerin ikincil ölçüm cihazları ile ortak çalışmasını sağlamak, sensörlerin elektriksel çıkış sinyallerinin bir mesafe üzerinden iletilmesini sağlamak ve iletilen sinyallerin gürültü bağışıklığını artırmak için, aynı anda, kural olarak, çeşitli elektrik ara ölçüm dönüştürücüleri kullanılır: Sensörlerin doğrusal olmama durumunu telafi etmek için elektrik sinyallerini ve doğrusal olmayan dönüşümleri güçlendirme (daha az sıklıkla, zayıflatma) işlevlerini yerine getirir.

Herhangi bir elektrik sinyali (değer) ara ölçüm transdüserlerinin girişine uygulanabilirken, doğrudan, sinüzoidal veya darbeli akımın (voltaj) birleşik elektrik sinyalleri çoğunlukla çıkış sinyalleri olarak kullanılır. AC çıkış sinyalleri, genlik, frekans veya faz modülasyonu kullanır. Dijital dönüştürücüler, ara ölçüm dönüştürücüleri olarak giderek daha yaygın hale geliyor.

Bilimsel deneylerin ve teknolojik süreçlerin karmaşık otomasyonu, telemetri ve radyo telemekaniğinin yanı sıra karmaşık ölçüm tesisatları, ölçüm ve bilgi sistemleri araçlarının yaratılmasına yol açmıştır.

Elektriksel ölçümlerin modern gelişimi, yeni fiziksel etkilerin kullanılmasıyla karakterize edilir. Örneğin, şu anda, Josephson, Hall, vb.'nin kuantum etkileri, son derece hassas ve yüksek hassasiyetli elektriksel ölçüm cihazları oluşturmak için kullanılmaktadır.Elektronik başarıları, ölçüm tekniğine geniş çapta tanıtılmaktadır, ölçüm cihazlarının mikrominyatürizasyonu kullanılmaktadır, arayüzleri bilgisayar teknolojisi, elektriksel ölçüm süreçlerinin otomasyonu ve ayrıca metrolojik ve diğer gereksinimlerin birleştirilmesi ile.

Kablo iletişim hatlarının elektriksel parametrelerinin ölçümleri

1. Kablo iletişim hatlarının elektrik parametrelerinin ölçümleri

1.1 Genel

Kablo iletişim hatlarının elektriksel özellikleri, iletim parametreleri ve etki parametreleri ile karakterize edilir.

İletim parametreleri, elektromanyetik enerjinin kablo zinciri boyunca yayılmasını değerlendirir. Etki parametreleri, bir devreden diğerine enerji aktarımı olgusunu ve karşılıklı ve dış parazitlerden korunma derecesini karakterize eder.

Aktarım parametreleri birincil parametreleri içerir:

R - direnç,

L - endüktans,

C - kapasite,

G - yalıtım iletkenliği ve ikincil parametreler,

Z - dalga direnci,

a - zayıflama katsayısı,

β - faz faktörü.

Etki parametreleri birincil parametreleri içerir;

K - elektrik bağlantısı,

M - manyetik bağlantı ve ikincil parametreler,

Yakın uçta V-crosstalk,

Bℓ - uzak uçta karışma.

Düşük frekans bölgesinde, iletişimin kalitesi ve aralığı esas olarak iletim parametreleri tarafından belirlenir ve yüksek frekanslı devreler durumunda, etki parametreleri en önemli özelliklerdir.

Kablo iletişim hatlarının çalışması sırasında, önleyici, kontrol ve acil durum olarak ayrılan elektrik parametrelerinin ölçümleri yapılır. İletişim hatlarının durumunu değerlendirmek ve parametrelerini normlara getirmek için belirli aralıklarla önleyici ölçümler yapılır. Performanslarının kalitesini değerlendirmek için bakım ve diğer iş türlerinden sonra kontrol ölçümleri yapılır. Haberleşme hattındaki hasarın mahiyetini ve yerini belirlemek için acil durum ölçümleri yapılır.

1.2 Devre direnci ölçümü

Devrenin doğru akıma direnci (Rö) ile devrenin alternatif akıma direnci arasında bir ayrım yapılır. 1 km'lik bir telin doğru akıma direnci tel malzemesine (direnç - p), tel çapına ve sıcaklığa bağlıdır. Herhangi bir telin direnci artan sıcaklıkla artar ve artan çapla azalır.

20°C'den itibaren herhangi bir sıcaklık direnci için direnç aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

Rt=Rt=20 [1+a (t -20) ]Ohm/km ,

burada Rt, belirli bir sıcaklıktaki dirençtir,

a, direncin sıcaklık katsayısıdır.

İki telli devreler için elde edilen direnç değeri iki ile çarpılmalıdır.

1 km'lik telin alternatif akıma direnci, bu faktörlere ek olarak akımın frekansına da bağlıdır. AC direnci, cilt etkisi nedeniyle her zaman DC direncinden daha büyüktür.

Tel direncinin alternatif akıma frekansa bağımlılığı aşağıdaki formülle belirlenir:

R=K1 × Rt Ohm/km ,

burada K1, akımın frekansını hesaba katan bir katsayıdır (akımın frekansındaki artışla, K1 artar)

Kablo devresinin ve tek tek tellerin direnci, monte edilmiş yükseltme bölümlerinde ölçülür. Direnci ölçmek için sabit oranlı dengeli kollara sahip bir DC köprü devresi kullanılır. Bu şema, PKP-3M, PKP-4M, P-324 ölçüm cihazları tarafından sağlanır. Bu aletlerin kullanımı ile ölçüm şemaları Şekil 2'de gösterilmektedir. 1 ve şek. 2.

Pirinç. 1. Devrenin direncini PKP cihazı ile ölçmek için şema

Pirinç. 2. P-324 cihazı ile devrenin direncini ölçmek için şema

Ölçülen direnç, devrenin 1 km'si için yeniden hesaplanır ve bu kablonun standartlarıyla karşılaştırılır. Bazı hafif ve simetrik kablo tipleri için direnç oranları Tablo'da verilmiştir. bir.

tablo 1

ParametreCableP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSGDC devre direnci ( ¦ = 800Hz), +20 °С'de, Ohm/km115 ÷ 12536.0d=0.4 £ 148d=0.8 £ 56.155.5d=1,2 £ 31.9d=0.9 £ 28.5d=0.75 £ 95d=0.9 £ 28,5d=1,4 £ 23,8d=1,2 £ 15.85d=0.6 £ 65.8d=1.0 £ 23.5d=0.7 £ 48d=1,2 £ 16.4d=1.4 £ 11,9

DC direnci d eşittir ve hafif alan iletişim kablolarının (P-274, P-274M, P-275) aktif direnci, hatların döşenme yöntemlerine ve hava koşullarına (“kuru”, “ıslak”) bağlı değildir ve artan ortam sıcaklığı (hava, toprak, vb.) ile artan sadece bir sıcaklık bağımlılığına sahiptir.

Karşılaştırma sonucunda ölçülen direnç değeri normdan büyükse, bu, kablo eklerinde veya bağlantı yarım kaplinlerinde zayıf temas olduğu anlamına gelebilir.

1.3 Kapasite ölçümü

Kapasitans (Cx), kablolu iletişim devrelerinin en önemli birincil iletim parametrelerinden biridir. Değerine göre, kablonun durumunu değerlendirebilir, hasarının niteliğini ve yerini belirleyebilir.

Aslında, kablonun kapasitansı, plakaların rolünün tellerin yüzeyleri tarafından oynandığı ve aralarında bulunan yalıtım malzemesinin (kağıt, Styroflex, vb.) Bir kapasitörün kapasitansına benzer. dielektrik.

Kablo iletişim hatlarının devrelerinin kapasitansı, iletişim hattının uzunluğuna, kablo tasarımına, yalıtım malzemelerine ve büküm tipine bağlıdır.

Dengeli kabloların devrelerinin kapasitansının değeri, hepsi birbirine yakın olduğu için bitişik damarlardan, kablo kılıflarından etkilenir.

Kablo kapasitans ölçümleri PKP-3M, PKP-4M, P-324 gibi ölçü aletleri ile yapılmaktadır. PKP cihazı ölçülürken balistik ölçüm yöntemi kullanılır ve P-324 cihazı değişken oranlı dengeli kollarla AC köprü devresine göre ölçüm yapar.

Kablo iletişim hatlarında aşağıdakiler yapılabilir:

bir çift çekirdeğin kapasitansının ölçülmesi;

çekirdeğin kapasitansının ölçülmesi (yere göre).

1.3.1 P-324 cihazı ile bir çift damarın kapasitansının ölçülmesi

Bir çift telin kapasitansının ölçümü, Şekil 2'de gösterilen şemaya göre gerçekleştirilir. 3.

Pirinç. 3. Bir çift çekirdeğin kapasitansını ölçmek için şema

Dengeli kollardan biri, üç kez bir direnç nR setidir - bir direnç deposu - Rms. Diğer iki kol, referans kapasitans Co ve ölçülen Cx'dir.

Kolların kayıp açılarının eşitliğini sağlamak için BALANCE Сх Rough ve BALANCE Сх SMOOTH potansiyometreleri kullanılır. Köprünün dengesi, direnç kutusu Rms tarafından sağlanmaktadır. Omuzların kayıp açıları ve köprünün dengesi eşit ise, aşağıdaki eşitlik doğrudur:

Co ve R belirli bir ölçüm devresi için sabit olduğundan, ölçülen kapasitans deponun direnciyle ters orantılıdır. Bu nedenle, direnç kutusu doğrudan kapasitans (nF) birimlerinde kalibre edilir ve ölçüm sonucu aşağıdaki ifadeden belirlenir:

Cx \u003d n SMS.

1.3.2 İletken kapasitansının toprağa ölçümü

Çekirdeğin zemine göre kapasitansının ölçümü, Şek. 4.

Pirinç. 4. Çekirdeğin zemine göre kapasitansını ölçmek için şema

Bazı kablo iletişim hatları türleri için bir çift damarın çalışma kapasitesinin ortalama değerinin normları Tablo'da verilmiştir. 2.

Tablo 2

ParametreCableP-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSGAçalışma kapasitansının ortalama değeri, nF/km32.6 ÷ 38.340.45d=0.4 d=0.5 C=50d=0.8 C=3836.0d=1,2 C=27 d=1,4 C=3624.0 ÷ 25d =0.9 C=33.5d =0.6 C=40d =1.0 C=34d =0.7 C=41d =1.2 C=34.5d =1.4 C=35,5

Not:

. Işık alanı iletişim kablolarının kapasitesi, kurulum yöntemine, hava koşullarına ve ortam sıcaklığına bağlı olarak dalgalanır. Kablo kılıfının yarı iletken katmanlarla (toprak, atmosferik yağış, kurum vb.) nemlendirilmesi veya kaplanması en büyük etkiye sahiptir.

MKSB, MKSG kablosunun çalışma kapasitesi dörtlü (bir, dört ve yedi-dört) ve sinyal damarı sayısına bağlıdır.

1.4 İzolasyon direncinin ölçümü

Devre yalıtımının kalitesi değerlendirilirken genellikle "yalıtım direnci" (Riz) kavramı kullanılır. Yalıtım direnci, yalıtım iletkenliğinin karşılığıdır.

Devre yalıtımının iletkenliği, yalıtımın malzemesine ve durumuna, atmosferik koşullara ve akım frekansına bağlıdır. Yalıtımın iletkenliği, yalıtım kirlendiğinde, içinde çatlaklar varsa, kablonun yalıtım örtüsü tabakasının bütünlüğü ihlal edildiğinde önemli ölçüde artar. Islak havalarda, yalıtımın iletkenliği kuru havaya göre daha fazladır. Akım frekansındaki bir artışla, yalıtımın iletkenliği artar.

Önleyici ve kontrol testleri sırasında PKP-3, PKP-4, P-324 cihazları ile izolasyon direnci ölçümü yapılabilmektedir. Yalıtım direnci, çekirdekler arasında ve çekirdek ile toprak arasında ölçülür.

İzolasyon direncini Riz ölçmek için, MU kontrol sargısı gerilim kaynağına ve ölçülen izolasyon direncine seri olarak bağlanır. Ölçülen Riz değeri ne kadar küçükse, MU'nun kontrol sargısındaki akım o kadar büyük ve sonuç olarak, MU'nun çıkış sargısındaki EMF o kadar büyük olur. Amplifiye edilen sinyal IP cihazı tarafından algılanır ve kaydedilir. Cihazın ölçeği doğrudan megohm cinsinden kalibre edilir, bu nedenle ölçülen değer Riz'in okunması. LIMIT Rmohm anahtarının konumu dikkate alınarak üst veya orta ölçekte yapılır.

PKP cihazı ile izolasyon direncini ölçerken, seri bağlı bir mikroammetre ve 220V güç kaynağından oluşan bir ohmmetre devresi kullanılır. Mikroampermetrenin ölçeği 3 ila 1000 MΩ arasında derecelendirilmiştir.

Bazı iletişim kabloları için yalıtım direnci standartları Tablo'da verilmiştir. 3.

Tablo 3

Parametre Kablosu P-274 P-274MP-270TG TBTZB TZGP-296MKB MKGMKSB MKSG 100÷1000 250÷2500 500050001000050001000010000

Işık alan iletişim kablolarının yalıtım direnci, ortam sıcaklığının yanı sıra çalışma koşullarının döşeme yöntemine büyük ölçüde bağlıdır.

1.5 İkincil iletim parametrelerinin ölçümü

1.5.1 Karakteristik empedans

Karakteristik empedans (Zc), bir elektromanyetik dalganın homojen bir devre boyunca yansıma olmadan yayılırken karşılaştığı dirençtir. Bu tip kablonun özelliğidir ve yalnızca birincil parametrelere ve iletilen akımın frekansına bağlıdır. Dalga direncinin değeri, voltaj (U) ve akım () arasındaki ilişkiyi gösterdiği için devreyi karakterize eder. Bence ) homojen bir zincir için herhangi bir noktada, değer, uzunluğundan bağımsız olarak sabittir.

Kapasitans hariç tüm birincil parametreler akımın frekansına bağlı olduğundan, akımın frekansındaki bir artışla dalga direnci azalır.

Dalga direncinin büyüklüğünün ölçülmesi ve değerlendirilmesi P5-5 cihazı kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu amaçla kablo haberleşme hattının her iki ucundan çalışma yapılır. Bir uçta ölçülen devre, yüksek frekanslı mastik dirençler SP, SPO veya telsiz direnç deposu kullanılması önerilen aktif direnç tarafından bozulur, diğer uçta P5-5 cihazı bağlanır. Devrenin uzak ucundaki direnci ayarlayarak ve devrenin yakın ucundaki cihazın kazancını artırarak, P5-5 cihazı kullanılarak hattın uzak ucundan minimum bir yansıma elde edilir. Bu durumda devrenin uzak ucunda seçilen direnç değeri, devrenin karakteristik empedansına karşılık gelecektir.

Dalga direncinin ortalama değerinin değeri için normlar tabloda verilmiştir. 4.

Tablo 4

Saat, kHz ÷1085 368 ÷648 43548749010,0230155258181146231 ÷308 147 ÷200 160190,519616,0205135222158139133 ÷174 15218218660131142 ÷147 130174174,6120129142 ÷146 171168,4200128169,2167,3300126168,2166,3

1.5.2 Çalışma zayıflaması

Elektrik enerjisi teller aracılığıyla yayıldığında, akım ve voltajın genlikleri azalır veya dedikleri gibi zayıflamaya uğrar. 1 km'lik bir zincir uzunluğu boyunca enerjideki azalma, kilometre zayıflaması olarak adlandırılan zayıflama katsayısı ile hesaba katılır. Zayıflama katsayısı harfle gösterilir a ve 1 km'de neper olarak ölçülür. Zayıflama katsayısı, devrenin birincil parametrelerine bağlıdır ve iki tür kayıptan kaynaklanır:

telin metalini ısıtmak için enerji kayıplarından kaynaklanan zayıflama;

yalıtım kusuru kayıpları ve dielektrik kayıplar nedeniyle zayıflama.

Metaldeki kayıplar düşük frekans bölgesinde baskındır ve dielektrikteki kayıplar yukarıyı etkilemeye başlar.

Birincil parametreler frekansa bağlı olduğundan, o zaman a frekansa bağlı: artan akım frekansıyla a artışlar. Zayıflamadaki artış, artan akım frekansı ile yalıtımın aktif direncinin ve iletkenliğinin artmasıyla açıklanmaktadır.

Devrenin zayıflama katsayısının bilinmesi ( a ) ve zincir uzunluğu (ℓ), daha sonra tüm zincirin (a) içsel zayıflamasını belirleyebiliriz:

bir= a × ℓ, Np

Bir iletişim kanalı oluşturan dört bant için, tutarlı dahil etme koşullarını tam olarak sağlamak genellikle mümkün değildir. Bu nedenle oluşan iletişim kanalının hem giriş hem de çıkış devrelerindeki tutarsızlığı gerçek (gerçek) koşullarda hesaba katmak için sadece içsel zayıflamayı bilmek yeterli değildir.

Çalışma zayıflaması (ap), kablo devresinin gerçek koşullarda zayıflamasıdır, yani. uçlarında herhangi bir yük altında.

Kural olarak, gerçek koşullarda, çalışma zayıflaması, içsel zayıflamadan daha büyüktür (ar >a).

Çalışma zayıflamasını ölçmek için bir yöntem, seviye farkı yöntemidir.

Bu yöntemle ölçüm yaparken, bilinen bir EMF'ye ve bilinen bir iç dirençli Zo'ya sahip bir jeneratör gereklidir. Jeneratörün eşleşen yükündeki mutlak voltaj seviyesi Zo, istasyon A'nın seviye göstergesi ile ölçülür ve şu şekilde belirlenir:

ve Z yükündeki mutlak voltaj seviyesi Bence istasyon seviye göstergesi B ile ölçülür.

Bazı kablo iletişim hatlarının devrelerinin zayıflama katsayısı normları Tablo'da sunulmuştur. 5.

Hafif alan iletişim kablolarının ikincil parametreleri, hatların döşenme yöntemine (askıda, yerde, yerde, suda) önemli ölçüde bağlıdır.

1.6 Etki parametrelerinin ölçümü

Bir kablo iletişim hattının devreleri arasındaki etkinin derecesi genellikle karışma zayıflamasının değeri ile tahmin edilir. Çapraz konuşma zayıflaması, bir etkileme devresinden etkiye maruz kalan bir devreye geçişleri sırasında etki akımlarının zayıflamasını karakterize eder. Etkileme devresinden alternatif bir akım geçtiğinde, çevresinde etkilenen devreyi geçen alternatif bir manyetik alan oluşturulur.

Yakın uç karışma Ao ve uzak uç karışma Aℓ arasında bir ayrım yapılır.

Etkileyen devrenin jeneratörünün bulunduğu devrenin sonunda ortaya çıkan geçici akımların zayıflamasına yakın uç karışma zayıflaması denir.

İkinci devrenin karşı ucuna akan geçici akımların zayıflamasına, uzak uçtaki geçici akım zayıflaması denir.

Tablo 5. Devrelerin zayıflama katsayısı normları, Np / km.

Frekans, kHz 0.04÷0.670.043÷0.066 0,0440,043100,2840,3980,2680,3740,1160.344÷0.6440.091÷0.170 0,200,0910,087160,3200,4450,3040,4210,1360.103÷0.1 820,230,0960,092300,1740.129÷0.220 0,240,1110,114600,2290.189÷0.275 0,280,1500,1451200,3110,299÷0,383 0,380,2180,2102000,3920,460,2940,2743000,4740,3720,3325520,81

1.6.1 yakın uç karışma

Farklı gönderme ve alma yönlerine sahip dört telli sistemler için yakın uç karışma ölçümü ve değerlendirilmesi önemlidir. Bu tür sistemler, tek bir dörtlü kablo (P-296, R-270) üzerinden çalışan tek kablolu iletim sistemlerini (P-303, P-302, P-301, P-330-6, P-330-24) içerir.

Karışma zayıflamasını ölçmek için en yaygın yöntem, bir dizi alet VIZ-600, P-322 kullanılırken kullanılan karşılaştırma yöntemidir. P-324 cihazı ile ölçüm yapılırken karma (karşılaştırma ve eklemeler) yöntemi kullanılmaktadır.

Karşılaştırma ve ekleme yönteminin özü, 2 konumunda karışma değerinin (A0) magazin zayıflaması (AMS) ile 10 Np'den daha düşük bir değere eklenmesi gerçeğinde yatmaktadır. Deponun zayıflaması değiştirilerek Ao + amz ≥10 Np koşulu sağlanır.

Ölçülen değeri okuma kolaylığı için NP anahtarı, mağaza tarafından fiilen sunulan amz zayıflamasının değil, 10 - amz farkının sayılarını gösterir.

Deponun zayıflaması düzgün bir şekilde değişmediğinden, 1 Np'lik adımlarla, Np'deki zayıflamanın geri kalanı, 0 ila 1 Np aralığında işaretçi enstrümanı (PI) ölçeğinde ölçülür.

Ölçümden önce, LP devre anahtarının GRAD konumuna ayarlandığı cihaz (IP) kalibre edilir (Şekil 9'da konum 1). Bu durumda jeneratör çıkışı, 10 Np sönümlemeli bir referans uzatma kablosu (EU) aracılığıyla sayaca bağlanır.

Parazit azaltma oranları Tablo'da verilmiştir. 6.

Tablo 6

Kablo tipi Frekans, kHz Hat uzunluğu, km Çapraz konuşma zayıflamasıP-27060106.0P-29660108.8MKB MKG100 2000.850 0.8506.8 6.8MKSB, MKSGATüm frekans aralığı 0.6507.2

P-296 kablosu için, 10 kHz ve 30 kHz frekanslarında karışma zayıflaması da kontrol edilir.

1.6.2 Uzak uç karışma

Uzak uç karışma, dört telli sistemler için de ölçmek ve değerlendirmek için önemlidir, ancak aynı gönderme ve alma yönlerine sahiptir. Bu sistemler, P-300, P-330-60 gibi iki kablolu iletim sistemlerini içerir.

Aℓ uzak ucundaki karışmayı ölçmek için, ölçülen devrelerin zıt uçlarına kurulu iki P-324 cihazının olması gerekir. Ölçüm üç aşamada gerçekleştirilir.

Ayrıca P-324 cihazı kullanılarak en az 5 Np zayıflamaları ölçmek mümkündür, cihazın girişinde cihazın performansını kontrol etmek için cihazın bir parçası olan UD 5 Np uzatma kablosu açıktır. .

Ortaya çıkan ölçüm sonucu yarıya bölünür ve bir devrenin zayıflaması belirlenir.

Bundan sonra devre kurulur ve etkileme devresine bağlı olan B istasyonunun cihazının ölçüm yolu kalibre edilir. Bu durumda devrenin zayıflaması, UD 5Np uzantısı ve zayıflama deposunun toplamı en az 10 Np olmalıdır, 10Np'yi aşan zayıflama kalıntısı gösterge cihazında ayarlanır.

Üçüncü adımda, uzak uçtaki karışma ölçülür. Ölçüm sonucu, NP anahtarının ve işaretçi aygıtının okumalarının toplamıdır.

Uzak uçta ölçülen karışma değeri norm ile karşılaştırılır. Uzak uçtaki karışma oranı Tabloda verilmiştir. 7.

Tablo 7

Kablo tipi Frekans, kHz Hat uzunluğu, km Çapraz konuşma zayıflamasıP-27060105.5P-29660105.0MKB MKG100 2000.850 0.8507.8 7.8MKSB, MKSGATüm frekans aralığı 0.6508.2

Tüm simetrik kablo devrelerinde, bir logaritmik yasaya göre yaklaşık olarak artan frekansla karışma azalır. Devreler arasındaki karışma zayıflamasını artırmak için, üretim sırasında akım taşıyan iletkenler gruplara (çift, dörtlü, sekizli) bükülür, gruplar bir kablo çekirdeğine bükülür, devreler ekranlanır ve kablo iletişim hatları döşenirken, kablo dengeli. Düşük frekanslı kablolarda dengeleme, dağıtım sırasında ek geçişlerinden ve kapasitörlerin dahil edilmesinden oluşur. HF kablolarında dengeleme, anti-kuplaj devrelerinin geçişi ve dahil edilmesidir. Kablonun etkisinin parametreleri uzun süreli kullanımı sırasında veya uzun mesafeli bir iletişim hattının inşası sırasında bozulduğunda, dengeleme ihtiyacı ortaya çıkabilir. Kablo dengeleme ihtiyacı, iletişim sistemine (kablo devreleri ve yalıtım ekipmanı kullanan sistem) ve hattın uzunluğuna bağlı olan devrelerin karışma zayıflamasının gerçek değerine dayalı olarak her özel durumda belirlenmelidir.

2. Kablo iletişim hatlarındaki hasarın niteliğini ve yerini belirleme

2.1 Genel

İletişim kablolarında aşağıdaki hasar türleri olabilir:

kablo damarları arasında veya damarlar ile toprak arasındaki yalıtım direncinin azaltılması;

"kabuk - toprak" veya "zırh - toprak" yalıtım direncinin düşürülmesi;

tam kablo kopması;

Yalıtkan madde arızası;

çekirdeklerin direncinin asimetrisi;

simetrik bir kabloda çiftlerin kırılması.

2.2 Hasarın niteliğini belirlemek için testler

Hasarın niteliğinin belirlenmesi ("toprak", "kopma", yalıtım direncinde "kısa" azalma), çeşitli ölçüm cihazlarının (örneğin, P-324, PKP-3) megger veya ohmmetre devreleri kullanılarak her bir kablo çekirdeği test edilerek gerçekleştirilir. , PKP-4, KM-61C, vb.). Bir ohmmetre olarak, kombine alet "test cihazı" kullanabilirsiniz.

Testler aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir:

Yalıtım direnci, bir damar ile topraklanmış bir ekrana bağlanan geri kalanı arasında kontrol edilir.

Testlerin yapıldığı A istasyonunda, iletkenlerin biri hariç tümü birbirine ve ekran ile bağlanır ve topraklanır. B istasyonunda damarlar izolasyona tabi tutulur. İzolasyon direnci ölçülür ve bu tip kablo için norm ile karşılaştırılır. Kablonun her bir damarı için testler ve analizler yapılır. Yalıtım direncinin ölçülen değeri normun altındaysa, hasarın niteliği belirlenir:

"zemine" göre yalıtım hasarı;

kablo ekranına göre yalıtım hasarı;

diğer kablo damarlarına göre yalıtım hasarı.

A istasyonundaki hasarın niteliğini belirlemek için, kablo damarlarından “toprak” dönüşümlü olarak çıkarılır ve bir analiz yapılır:

a) bazı damarlardan (örneğin, Şekil 13'teki damar 2'den) "toprak"ın çıkarılması, yalıtım direncinde keskin bir artışa yol açarsa, test edilen damar (damar 1) ile "zemin" kaldırılan hasarlı ( damar 2);

b) "toprak" ın tüm iletkenlerden çıkarılması, norma göre yalıtım direncinde bir artışa yol açmazsa, test edilen iletkenin (damar 1) yalıtımı kablo ekranına (toprak) göre zarar görür.

Bir sonraki test sırasında yalıtım direncinin yüzlerce Ohm veya kOhm birimi olduğu ortaya çıkarsa, bu, test edilen kablo damarları arasında olası bir kısa devre olduğunu gösterir (örneğin, damarlar 3 ve 4 arasında “kısa” gösterilir);

B istasyonundaki tüm damarların ekranla birlikte bağlandığı kablo damarlarının bütünlüğü kontrol edilir. A istasyonunda, her bir çekirdek bir ohmmetre ile süreklilik açısından kontrol edilir.

Hasarın niteliğini belirlemek, hasarın yerini belirleme yöntemlerinden birini seçmenize olanak tanır.

2.3 Tel damarlarının yalıtımında hasarın yerinin belirlenmesi

Damar yalıtımındaki hasarın yerini belirlemek için, seçimi bu kabloda servis edilebilir damarların bulunup bulunmadığına bağlı olan köprü devreleri kullanılır.

Hasarlı telin direncine eşit iyi bir tel varsa ve hasarlı telin yalıtım direnci 10 mΩ'a kadar ise, değişken oranlı denge kolları ile köprü yöntemiyle ölçümler yapılır.

Ra ve Rm köprüsünün omuzlarının ölçümler sırasındaki direnç değerleri, IP'nin bağlı olduğu köprünün köşegeninde akım olmayacak şekilde seçilir.

PKP-3, PKP-4, KM-61S cihazları, değişken oranlı denge kolları ile köprü yöntemi ile yalıtım hasarının yerini belirlemek için kullanılır. Bu cihazlarda, Rm direnci değişkendir ve köprünün denge anında ölçümler sırasında belirlenir ve Ra direnci sabittir ve PKP cihazları için 990 Ω'a eşit seçilir, KM-61S cihazı için 1000 Ω.

İyi ve hasarlı teller farklı dirençlere sahipse, kablo iletişim hattının her iki ucundan ölçüm alınır.

PKP-3, PKP-4 cihazlarını kullanırken, kablo hasarının yerini belirlemek için diğer yalıtım direnci ölçme yöntemleri kullanılabilir:

1. Yardımcı bir hat ile değişken oranlı denge kollarına sahip köprü yöntemi. Direnci hasarlı olana eşit olmayan servis verilebilir tellerin varlığında ve hasarlı telin yalıtım direncinin 10 MΩ'a kadar ve yardımcı telin 5000 MΩ'un üzerinde olduğu durumlarda kullanılır,
2. Çift döngü yönteminde sabit oranlı denge kollarına sahip köprü yöntemi. Önemli parazit akımlarının ve 10 M0 m'ye kadar hasarlı bir telin yalıtım direncinin varlığında ve yardımcı telin 5000 MΩ'un üzerinde olduğu durumlarda kullanılır.
3. Yüksek geçici dirençlerde sabit denge kolları oranına sahip köprü yöntemi. Hasarlı olana eşit, servis verilebilir bir telin varlığında ve 10 MΩ'a kadar yalıtım hasarı yerinde geçiş direncinde kullanılır.
4. Hasarlı tellerin döngü direncinin çift taraflı ölçüm yöntemi. Servis verilebilir tellerin yokluğunda ve döngü direnci sırasının geçici direncinde kullanılır.

5. Sabit oranlı denge kollarına sahip bir köprü kullanarak açık devre ve kısa devre yöntemi. 10 kOhm'a kadar izolasyon hasarının olduğu yerde servis verilebilir tellerin ve temas direncinin olmadığı durumlarda kullanılır.

Değişken oranlı denge kollarına sahip bir köprü kullanarak açık devre ve kısa devre yöntemi. 0,1 ila 10 MΩ arasındaki yalıtım hasarı yerinde servis verilebilir kabloların ve geçici direncin yokluğunda kullanılır.

Kullanılabilir tellerin yokluğunda, köprü yöntemleriyle yalıtım hasarının yerinin yeterli doğrulukta belirlenmesi bazı zorluklar sunar. Bu durumda dürtü ve endüktif yöntemler kullanılabilir. Darbe yöntemiyle yapılan ölçümler için, simetrik iletişim kablolarında menzili 20-25 km'ye ulaşabilen P5-5, P5-10 cihazları kullanılır.

2.4 Kırık telleri bulma

Bir tel kopmasının yerini belirlemek, aşağıdaki yöntemlerle gerçekleştirilebilir:

Darbeli akım köprüsü yöntemi. Hasarlı olana dirence eşit, servis verilebilir bir telin varlığında kullanılır.

Kapasite karşılaştırma yöntemi (balistik yöntem). Servis yapılabilir ve hasarlı tellerin eşit özgül kapasitesi ile kullanılır.

Çift taraflı ölçüm için kapasitans karşılaştırma yöntemi. Hasarlı ve servis verilebilir tellerin özgül kapasitesi eşit olmadığında ve özellikle hattın ölçülmemiş tellerini topraklamanın imkansız olduğu durumlarda kullanılır.

Bir tel kopmasının yerini belirlemek için PKP-3, PKP-4, KM-61C, P-324 cihazları kullanılabilir.

Kabloda iyi bir damar varsa ve diğer tüm kablo damarlarını topraklama olasılığı varsa, sırayla iyi damarın (Сℓ) çalışma kapasitansı, ardından hasarlı damar (Cx) ölçülür.

Kablonun çalışma koşullarına göre, kalan ölçülmemiş damarların topraklanması mümkün değilse, güvenilir bir sonuç elde etmek için, kırık damar her iki taraftan ölçülür, kırılma noktasına olan mesafe aşağıdaki formülle hesaplanır:

Elektriksel parametrelerin ölçümü, elektronik ürünlerin geliştirilmesi ve üretilmesinde zorunlu bir adımdır. Üretilen cihazların kalitesini kontrol etmek için parametrelerinin adım adım kontrolü gereklidir. Gelecekteki kontrol ve ölçüm kompleksinin işlevselliğinin doğru tanımı, elektrik kontrol türlerinin tanımını gerektirir: endüstriyel veya laboratuvar, tam veya seçici, istatistiksel veya tek, mutlak veya göreceli vb.

Ürünlerin üretim yapısında aşağıdaki kontrol türleri ayırt edilir:

• Giriş kontrolü;
• interoperasyonel kontrol;
• Çalışma parametrelerinin kontrolü;
• Kabul testleri.

Baskılı devre kartlarının ve elektronik düzeneklerin üretiminde (cihaz yapım döngüsü alanı), hammadde ve bileşenlerin gelen kalite kontrolünün, bitmiş baskılı devre kartlarının metalizasyonunun elektriksel kalite kontrolünün, monte edilmiş elektroniklerin çalışma parametrelerinin kontrolünün yapılması gerekir. meclisler. Bu sorunları çözmek için modern üretimde adaptör tipi elektrik kontrol sistemleri ve "uçan" problu sistemler başarıyla kullanılmaktadır.

Bir pakette bileşenlerin üretimi (paketlenmiş üretim döngüsü), sırayla, bireysel kristallerin ve paketlerin gelen parametrik kontrolünü, ardından çip uçlarının veya kurulumunun açılmasından sonra birlikte çalışma kontrolünü ve son olarak, bitmiş ürünün parametrik ve fonksiyonel kontrolünü gerektirecektir. .

Yarı iletken bileşenlerin ve entegre devrelerin imalatı için (kristal üretimi), elektriksel özelliklerin daha detaylı kontrolü gerekecektir. Başlangıçta, hem yüzey hem de yığın olarak plakanın özelliklerini kontrol etmek gerekir, daha sonra ana fonksiyonel katmanların özelliklerini kontrol etmeniz önerilir ve metalizasyon katmanlarını uyguladıktan sonra performans ve elektriksel özelliklerinin kalitesini kontrol edin. Yapıyı plaka üzerinde aldıktan sonra, parametrik ve fonksiyonel kontrol, statik ve dinamik özelliklerin ölçümü, sinyalin bütünlüğünü kontrol etmek, yapının özelliklerini analiz etmek ve performansı doğrulamak gerekir.

Parametrik ölçümler:

Parametrik analiz, cihaz işlevselliğini kontrol etmeden voltaj, akım ve güç parametrelerinin güvenilirliğini ölçmek ve kontrol etmek için bir dizi yöntemi içerir. Elektriksel parametrelerin ölçümü, ölçülen (DUT) cihaza bir elektriksel uyarıcının uygulanmasını ve DUT'un tepkisinin ölçülmesini içerir. Parametrik ölçümler doğru akımda (akım-voltaj özelliklerinin (CVC) standart DC ölçümleri), güç devrelerinin ölçümlerinin vb.), düşük frekanslarda (kapasitans-voltaj özelliklerinin (CV özellikleri) çok frekanslı ölçümleri), karmaşık empedans ve immitans, malzemelerin analizi vb.), darbe ölçümleri (darbe I–V özellikleri, yanıt süresi hata ayıklaması vb.). Parametrik ölçüm sorunlarını çözmek için çok sayıda özel kontrol ve ölçüm ekipmanı kullanılır: isteğe bağlı dalga biçimi üreteçleri, güç kaynakları (DC ve AC), kaynak ölçerler, ampermetreler, voltmetreler, multimetreler, LCR ve empedans ölçerler, parametrik analizörler ve eğri izleyiciler ve çok daha fazlası, diğerlerinin yanı sıra çok sayıda aksesuar, sarf malzemesi ve demirbaş.

Uygulama:

• Elektrik devrelerinin temel özelliklerinin (akım, gerilim, güç) ölçülmesi;
• Elektrik devrelerinin pasif ve aktif elemanlarının direnç, kapasitans ve endüktansının ölçülmesi;
• Toplam empedans ve immitans ölçümü;
• Yarı statik ve darbeli modlarda CVC ölçümü;
• Yarı statik ve çoklu frekans modlarında CV özelliklerinin ölçümü;
• Yarı iletken bileşenlerin karakterizasyonu;
• Başarısızlık analizi.

Fonksiyonel ölçümler:

Fonksiyonel analiz, temel işlemleri gerçekleştirirken bir cihazın performansını ölçmek ve kontrol etmek için bir dizi teknik içerir. Bu teknikler, ölçüm işlemi sırasında elde edilen verilere dayalı olarak cihazın bir modelini (fiziksel, kompakt veya davranışsal) oluşturmayı mümkün kılar. Alınan verilerin analizi, üretilen cihazların özelliklerinin kararlılığını kontrol etmeyi, bunları incelemeyi ve yenilerini geliştirmeyi, teknolojik süreçlerde hata ayıklamayı ve topolojiyi düzeltmeyi mümkün kılar. Fonksiyonel ölçüm problemlerini çözmek için çok sayıda özel kontrol ve ölçüm ekipmanı kullanılır: osiloskoplar, ağ analizörleri, frekans ölçerler, gürültü ölçerler, güç ölçerler, spektrum analizörleri, dedektörler ve diğerleri ve çok sayıda aksesuar , aksesuarlar ve demirbaşlar.

Uygulama:

• Zayıf sinyallerin ölçümü: sinyallerin iletim ve yansıma parametreleri, manipülasyon kontrolü;
• Güçlü sinyallerin ölçümü: kazanç sıkıştırma, yük-çekme ölçümleri, vb.;
• Frekans üretimi ve dönüşümü;
• Zaman ve frekans alanlarında dalga biçiminin analizi;
• Gürültü figürü ölçümü ve gürültü parametrelerinin analizi;
• Sinyal saflığının doğrulanması ve intermodülasyon bozulmasının analizi;
• Sinyal bütünlüğü analizi, standardizasyon;

Prob ölçümleri:

Prob ölçümleri ayrı ayrı seçilmelidir. Mikro ve nano elektroniğin aktif gelişimi, yalnızca DUT'u yok etmeyen yüksek kaliteli, kararlı ve güvenilir bir temasla mümkün olan gofret üzerinde doğru ve güvenilir ölçümler yapma ihtiyacına yol açmıştır. Bu sorunların çözümü, belirli bir ölçüm türü için özel olarak tasarlanmış, prob kontrolü gerçekleştiren prob istasyonlarının kullanılmasıyla sağlanır. İstasyonlar, özellikle dış etkileri, kendi gürültülerini dışlamak ve deneyin "saflığını" korumak için tasarlanmıştır. Tüm ölçümler, kristallere ve ambalajlara ayrılmadan önce plakalar/parçalar düzeyinde verilir.

Uygulama:

• Yük taşıyıcılarının konsantrasyonunun ölçümü;
• Yüzey ve hacim direnci ölçümü;
• Yarı iletken malzemelerin kalite analizi;
• Plaka düzeyinde parametrik kontrol yapılması;
• Plaka düzeyinde fonksiyonel analiz davranışı;
• Yarı iletken cihazların elektrofiziksel parametrelerinin (aşağıya bakınız) ölçümlerinin ve kontrolünün yapılması;
• Teknolojik süreçlerin kalite kontrolü.

Radyo ölçümleri:

Radyo emisyonlarının ölçümü, elektromanyetik uyumluluk, alıcı-vericilerin ve anten-besleyici sistemlerinin sinyal davranışı ve ayrıca gürültü bağışıklığı, deney için özel dış koşullar gerektirir. RF ölçümleri ayrı bir yaklaşım gerektirir. Sadece alıcı ve vericinin özellikleri değil, aynı zamanda harici elektromanyetik ortam (zaman, frekans ve güç özelliklerinin etkileşimi hariç değildir ve ayrıca sistemin tüm elemanlarının birbirine göre konumu ve aktif tasarımın tasarımı). unsurlar) etkilerine katkıda bulunur.

Uygulama:

• Radar ve yön bulma;
• Telekomünikasyon ve iletişim sistemleri;
• Elektromanyetik uyumluluk ve gürültü bağışıklığı;
• Sinyal bütünlüğü analizi, standardizasyon.

Elektrofiziksel ölçümler:

Elektriksel parametrelerin ölçümü genellikle fiziksel parametrelerin ölçümü/etkisi ile yakından etkileşime girer. Herhangi bir dış etkiyi elektrik enerjisine çeviren ve/veya tersini yapan tüm cihazlar için elektrofiziksel ölçümler kullanılmaktadır. LED'ler, mikroelektromekanik sistemler, fotodiyotlar, basınç, akış ve sıcaklık sensörleri ve bunlara dayalı tüm cihazlar, cihazların fiziksel ve elektriksel özelliklerinin etkileşiminin kalitatif ve kantitatif bir analizini gerektirir.

Uygulama:

• LED'in yoğunluğunun, dalga boylarının ve radyasyonun yönü, CVC, ışık akısı ve spektrumunun ölçümü;
• Fotodiyotların duyarlılık ve gürültü ölçümü, CVC, spektral ve ışık özellikleri;
• MEMS aktüatörleri ve sensörleri için hassasiyet, doğrusallık, doğruluk, çözünürlük, eşikler, boşluk, gürültü, geçici tepki ve enerji verimliliği analizi;
• Yarı iletken cihazların (MEMS aktüatörleri ve sensörler gibi) özelliklerinin vakumda ve yüksek basınç odasında analizi;
• Süperiletkenlerde sıcaklık bağımlılıklarının, kritik akımların ve alanların etkisinin özelliklerinin analizi.

Ölçüm, özel teknik araçlar yardımıyla fiziksel bir miktarın değerini ampirik olarak bulma işlemidir. Elektrik ölçüm cihazları, elektrik tesisatlarının çalışmasının izlenmesinde, durumlarının ve çalışma modlarının izlenmesinde, elektrik enerjisinin tüketiminin ve kalitesinin hesaplanmasında, elektrikli ekipmanların onarımında ve ayarlanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Elektrikli ölçüm aletleri, bir gözlemci veya otomatik bir cihaz tarafından algılanabilecek bir biçimde, ölçülen fiziksel niceliklerle işlevsel olarak ilişkili sinyaller üretmek üzere tasarlanmış elektriksel ölçüm aletleri olarak adlandırılır.

Elektrikli ölçüm aletleri şu şekilde ayrılır:

• elektriksel (akım, voltaj, güç, vb.) ve elektriksel olmayan (sıcaklık, basınç, vb.) miktarları ölçmek için cihazlardan alınan bilgi türüne göre;
• ölçüm yöntemine göre - doğrudan değerlendirme cihazları (ampermetre, voltmetre vb.) ve karşılaştırma cihazları (ölçüm köprüleri ve kompansatörler için);
• ölçülen bilgilerin sunum yöntemine göre - analog ve ayrık (dijital).

Aşağıdaki özelliklere göre sınıflandırılan, doğrudan değerlendirme için en yaygın kullanılan analog cihazlar: akım türü (sabit veya değişken), ölçülen değer türü (akım, voltaj, güç, faz kayması), çalışma prensibi (manyetoelektrik, elektromanyetik , elektro ve ferrodinamik), doğruluk sınıfı ve çalışma koşulları.

Doğru akımda elektrikli cihazların ölçüm sınırlarını genişletmek için şantlar (akım için) ve ek dirençler Rd (gerilim için) kullanılır; alternatif akım trafoları (tt) ve gerilim trafoları (tn) üzerinde.

Elektriksel büyüklükleri ölçmek için kullanılan aletler.

Voltaj ölçümü, doğrudan elektrik devresinin incelenen bölümünün terminallerine bağlı bir voltmetre (V) ile gerçekleştirilir.

Akım ölçümü, incelenen devrenin elemanları ile seri olarak bağlanmış bir ampermetre (A) ile gerçekleştirilir.

AC devrelerinde güç (W) ve faz kayması () ölçümü, bir wattmetre ve bir faz ölçer kullanılarak gerçekleştirilir. Bu cihazların iki sargısı vardır: seri bağlı sabit akım sargısı ve paralel bağlı hareketli voltaj sargısı.

Alternatif akımın (f) frekansını ölçmek için frekans ölçerler kullanılır.

Elektrik enerjisini ölçmek ve hesaplamak için - wattmetreler ile aynı şekilde ölçüm devresine bağlı elektrik enerjisi sayaçları.

Elektrikli ölçüm cihazlarının temel özellikleri şunlardır: hata, okuma değişimleri, hassasiyet, güç tüketimi, yerleşme süresi ve güvenilirlik.

Elektromekanik cihazların ana parçaları elektriksel ölçüm devresi ve ölçüm mekanizmasıdır.

Cihazın ölçüm devresi bir dönüştürücüdür ve dönüşümün doğasına bağlı olarak aktif ve reaktif dirençlerin ve diğer elemanların çeşitli bağlantılarından oluşur. Ölçüm mekanizması, elektromanyetik enerjiyi, hareketli parçasının sabit olana göre açısal hareketi için gerekli olan mekanik enerjiye dönüştürür. a işaretçisinin açısal yer değiştirmeleri, formun bir dönüşüm denklemi ile cihazın torku ve karşıt momenti ile işlevsel olarak ilişkilidir:

k - cihazın yapıcı sabiti;

Bir enstrümanın göstergesinin bir açıyla sapmasına neden olan elektrik miktarı

Bu denkleme dayanarak, eğer iddia edilebilir:

1. X giriş değeri ilk güce (n=1), polarite değiştiğinde a işareti değişecektir ve 0 dışındaki frekanslarda cihaz çalışamaz;
2. n=2 ise cihaz hem doğru hem de alternatif akımda çalışabilir;
3. denkleme birden fazla miktar girerse, geri kalanı sabit bırakarak herhangi biri girdi olarak seçilebilir;
4. iki değer girilir, daha sonra cihaz çarpan dönüştürücü (wattmetre, sayaç) veya bölücü (faz ölçer, frekans ölçer) olarak kullanılabilir;
5. sinüzoidal olmayan bir akımda iki veya daha fazla girdi miktarı ile cihaz, hareketli parçanın sapmasının sadece bir frekansın değeri ile belirlenmesi anlamında seçicilik özelliğine sahiptir.

Ortak unsurlar şunlardır: bir okuma cihazı, ölçüm mekanizmasının hareketli bir parçası, dönme, karşı koyma ve sakinleştirici anlar yaratma cihazları.

Okuma cihazının bir ölçeği ve bir işaretçisi vardır. Bitişik ölçek işaretleri arasındaki aralığa bölme denir.

Cihazın bölüm fiyatı, ölçülen miktarın değeridir ve cihaz göstergesinin bir bölüm sapmasına neden olur ve bağımlılıklar tarafından belirlenir:

Ölçekler tek tip veya düzensiz olabilir. Ölçeğin ilk ve son değerleri arasındaki alana enstrüman okuma aralığı denir.

Elektrikli ölçüm cihazlarının okumaları, ölçülen büyüklüklerin gerçek değerlerinden biraz farklıdır. Buna mekanizmanın ölçüm kısmındaki sürtünme, harici manyetik ve elektrik alanlarının etkisi, ortam sıcaklığındaki değişiklikler vb. neden olur. Ölçülen AI ile kontrol edilen miktarın gerçek AD değerleri arasındaki farka mutlak ölçüm hatası denir:

Mutlak hata, ölçüm doğruluğu derecesi hakkında bir fikir vermediğinden, bağıl hata kullanılır:

Ölçüm sırasında ölçülen miktarın gerçek değeri bilinmediğinden, tespit etmek ve cihazın doğruluk sınıfını kullanabilirsiniz.

Ampermetreler, voltmetreler ve wattmetreler 8 doğruluk sınıfına ayrılır: 0,05; 0.1; 0.2; 0,5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0. Doğruluk sınıfını gösteren sayı, bu cihazın sahip olduğu en büyük pozitif veya negatif temel azaltılmış hatayı belirler. Örneğin, 0,5 doğruluk sınıfı için azaltılmış hata ±%0,5 olacaktır.

Elektrikli ölçüm aletleri (ampermetreler ve voltmetreler) E47 serisi

Konut, ticari ve endüstriyel tesislerin elektrik dağıtım şebekelerinde alçak gerilim komple cihazlarında kullanılırlar.

E47 ampermetreler - analog elektromanyetik elektriksel ölçüm aletleri - AC elektrik devrelerindeki akım gücünü ölçmek için tasarlanmıştır.

Voltmetreler E47 - analog elektromanyetik elektrik ölçüm cihazları - alternatif akımın elektrik devrelerindeki voltajı ölçmek için tasarlanmıştır.

Geniş ölçüm aralığı: 3000 A'e kadar ampermetreler, 600 V'a kadar voltmetreler. Doğruluk sınıfı 1.5.

50 A üzerindeki akımları ölçmek için tasarlanmış ampermetreler, ölçülen devreye 5 A nominal ikincil çalışma akımına sahip bir akım trafosu aracılığıyla bağlanır.

E47 serisinin ampermetre ve voltmetrelerinin çalışma prensibi

Ampermetreler ve voltmetreler E47, elektromanyetik sistemli cihazlardır. İçerisine yerleştirilmiş hareketli ve sabit çekirdekli yuvarlak bir bobine sahiptirler. Bobinin dönüşlerinden akım geçtiğinde, her iki çekirdeği de manyetize eden bir manyetik alan oluşturulur. Neyin sonucu.

çekirdeklerin benzer kutupları birbirini iter ve hareketli çekirdek ok ile ekseni döndürür. Harici manyetik alanların olumsuz etkisine karşı koruma sağlamak için bobin ve çekirdekler metal bir kalkanla korunur.

Manyetoelektrik sistem cihazlarının çalışma prensibi, kalıcı bir mıknatıs ve iletkenlerin alanının akımla etkileşimine dayanır ve elektromanyetik sistem, akım olduğunda çelik bir çekirdeğin sabit bir bobine geri çekilmesine dayanır. o. Elektrodinamik sistemin iki bobini vardır. Bobinlerden biri hareketli, eksene sabitlenmiştir ve sabit bobinin içinde bulunur.

Cihazın çalışma prensibi, belirli koşullarda çalışabilme olasılığı, cihazın olası marjinal hataları, cihazın kadranına basılan semboller ile belirlenebilir.

Örneğin: (A) - ampermetre; (~) - 0 ila 50A arasında değişen alternatif akım; () - dikey konum, doğruluk sınıfı 1.0, vb.

Ölçme akımı ve gerilim transformatörleri, üzerinde birincil ve ikincil sargıların bulunduğu ferromanyetik çekirdeklere sahiptir. İkincil sargının dönüş sayısı her zaman birincilden daha fazladır.

Akım trafosunun birincil sargısının terminalleri, L1 ve L2 (hat) harfleri ve ikincil - I1 ve I2 (ölçüm) ile gösterilir. Güvenlik yönetmeliklerine göre, akım trafosunun sekonder sargısının terminallerinden biri ve ayrıca gerilim trafosu, yalıtımın zarar görmesi durumunda yapılan topraklanır. Akım trafosunun birincil sargısı, ölçülecek nesneye seri olarak bağlanır. Akım trafosunun birincil sargısının direnci, tüketicinin direncine kıyasla küçüktür. Sekonder sargı bir ampermetreye ve cihazların akım devrelerine (wattmetre, sayaç vb.) kapalıdır. Wattmetrelerin, sayaçların ve rölelerin mevcut sargıları 5A, voltmetreler, wattmetrelerin voltaj devreleri, sayaçlar ve röle sargıları için - 100 V için hesaplanır.

Ampermetrenin dirençleri ve wattmetrenin akım devreleri küçüktür, bu nedenle akım trafosu aslında kısa devre modunda çalışır. Sekonder sargının anma akımı 5A'dır. Bir akım trafosunun dönüşüm oranı, birincil akımın ikincil sargının anma akımına oranına ve bir gerilim trafosu için - birincil voltajın ikincil anma akımına oranına eşittir.

Ölçü aletlerinin voltmetre ve voltaj devrelerinin direnci her zaman yüksektir ve en az bin ohm'dur. Bu bakımdan gerilim trafosu boşta çalışır.

Akım ve gerilim trafoları üzerinden bağlanan cihazların okumaları, dönüşüm oranı ile çarpılmalıdır.

TTI akım transformatörleri

TTI akım trafoları şu şekilde tasarlanmıştır: tüketicilerin bulunduğu yerleşim yerlerinde elektrik ölçüm devrelerinde kullanım için; ticari elektrik ölçüm planlarında kullanım için; ölçüm aletlerine veya koruma ve kontrol cihazlarına bir ölçüm bilgisi sinyali iletmek için. Transformatör muhafazası ayrılamaz ve sekonder sargıya erişimi imkansız kılan bir çıkartma ile kapatılmıştır. Sekonder sargının terminal kelepçeleri, çalışma sırasında güvenliği sağlayan şeffaf bir kapakla kapatılmıştır. Ek olarak, kapak kapatılabilir. Bu, ikincil sargının terminal kelepçelerine yetkisiz erişimi engellemeyi mümkün kıldığı için, elektrik ölçüm şemalarında özellikle önemlidir.

TTI-A modifikasyonundaki yerleşik kalaylı bakır veriyolu, hem bakır hem de alüminyum iletkenlerin bağlanmasını mümkün kılar.

Anma gerilimi - 660 V; nominal ağ frekansı - 50 Hz; trafo doğruluk sınıfı 0,5 ve 0,5S; anma ikincil çalışma akımı - 5A.

Elektronik analog cihazlar, çeşitli elektronik dönüştürücüler ile bir manyetoelektrik cihazın birleşimidir ve elektrik miktarlarını ölçmek için kullanılır. Yüksek giriş empedansına (ölçüm nesnesinden düşük güç tüketimi) ve yüksek hassasiyete sahiptirler. Yüksek ve yüksek frekanslı devrelerde ölçüm yapmak için kullanılırlar.

Dijital ölçüm cihazlarının çalışma prensibi, ölçülen sürekli sinyalin dijital biçimde görüntülenen bir elektrik koduna dönüştürülmesine dayanır. Avantajları, çok çeşitli ölçülen sinyallerde küçük ölçüm hataları (% 0.1-0.01) ve saniyede 2 ila 500 ölçüm arasında yüksek hızdır. Endüstriyel paraziti bastırmak için özel filtrelerle donatılmıştır. Polarite otomatik olarak seçilir ve okuma cihazında gösterilir. Dijital baskı aygıtına bir çıktı içerirler. Hem voltaj hem de akımı ölçmek için ve pasif parametreler - direnç, endüktans, kapasitans için kullanılırlar. Frekansı ve sapmasını, zaman aralığını ve darbe sayısını ölçmenizi sağlarlar.