Pomiary elektryczne i elektroniczne Technika wykonywania pomiarów

Transkrypt

1 Pomiary elektryczne i elektroniczne Technika wykonywania pomiarów Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek 1. Wielkość fizyczna. Własność ciała lub cecha zjawiska fizycznego, którą można zmierzyć, np. napięcie elektryczne, siła, masa, czas, długość itp. 2. Układ wielkości. Zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub niektóre dziedziny fizyki. 3. W układzie wielkości można wyróżnić: a) wielkości podstawowe b) wielkości uzupełniające c) wielkości pochodne 1

2 Ad.a) Wielkość podstawowa Wielkość, która jest umownie przyjęta jako niezależna od pozostałych wielkości układu. Ad.c) Wielkość pochodna Wielkość, która jest określona w zależności od wielkości podstawowych lub uzupełniających. 2. Jednostki podstawowe i uzupełniające układu SI. Jednostki podstawowe Wielkość fizyczna Nazwa Jednostka miary Oznaczenie Długość metr m Masa kilogram kg Czas sekunda s Prąd elektryczny amper A Temperatura kelwin K Liczność materii mol mol Światłość kandela cd 2

3 Jednostki uzupełniające Wielkość fizyczna Nazwa Jednostka miary Oznaczenie Kąt płaski radian rad Kąt bryłowy steradian sr 3. Wielkości i jednostki pochodne używane w elektrotechnice. Wielkość fizyczna Jednostka miary Nazwa Ozn Nazwa Ozn Gęstość prądu elektrycznego J amper na metr kwadratowy / Ładunek elektryczny Q, q kulomb C Napięcie elektryczne U Napięcie źródłowe E wolt V Potencjał elektryczny V Natężenie pola elektrycznego E wolt na metr V/m Indukcja elektryczna D kulomb na metr kwadratowy / Strumień elektryczny ψ kulomb C Pojemność elektryczna C farad F Przenikalność elektryczna bezwzględna ε Przenikalność elektryczna względna ε farad na metr F/m 3

4 Wielkość fizyczna Jednostka miary Nazwa Ozn Nazwa Ozn Rezystancja R Reaktancja X om Ω Impedancja Z Rezystywność ρ omometr Ωm Konduktancja G Susceptancja B simens S Admitancja Y Konduktywność γ simens na metr S/m Indukcja magnetyczna B tesla T Strumień magnetyczny skojarzony ψ Strumień magnetyczny Φ weber Wb Natężenie pola magnetycznego H amper na metr A/m Indukcyjność własna L Indukcyjność wzajemna M henr H Wielkość fizyczna Jednostka miary Nazwa Ozn Nazwa Ozn Przenikalność magnetyczna bezwzględna Przenikalność magnetyczna względna henr na metr H/m Energia pola elektrycznego dżul J Energia pola magnetycznego Częstotliwość f herc Hz Okres T sekunda s Pulsacja ω radian na sekundę rad/s Moc czynna P wat W Moc bierna Q war var Moc pozorna S woltoamper VA 4

5 4. Przedrostki określające wielokrotności i podwielokrotności jednostek miar. Przedrostek Znaczenie Zapis skrócony Oznaczenie tera T giga G mega M kilo k hekto h deka da decy 0,1 10 d centy 0,01 10 c mili 0, m mikro 0, μ nano 0, n piko 0, p ĆWICZENIA. Przedstaw poniżej zapisane wielkości elektryczne w jednostkach miar podstawowych, uzupełniających lub pochodnych układu SI stosując przeliczanie z wykorzystaniem wielokrotności i podwielokrotności U = 200 kv I = 10 ma R = 1 μω P = 1000 MW U = 24 mv I = 10 ma R = 50 mω P = 1 mw U = 0,01 V I = 0,1 A R = 0, Ω U = V I =.. A R = Ω P = W U = V I =.. A R =... Ω P =. W U =. mv I =... ma R =. μω 5

6 5. Co to jest pomiar? Pomiar stanowią czynności doświadczalne wykonywane w celu wyznaczenia wartości wielkości ( np. pomiar rezystancji ). 6. Zasada pomiaru. Zjawisko fizyczne stanowiące podstawę pomiaru. 7. Sposób pomiaru. Określa kolejność czynności koniecznych do wykonania pomiaru. 8. Metoda pomiaru. Określa sposób porównania badanego obiektu z wzorcem miary (np. bezpośrednia, pośrednia). 9. Proces pomiarowy obejmuje następujące czynności metrologiczne: zdefiniowanie wielkości mierzonej (np. napięcie skuteczne, średnie, szczytowe, chwilowe) wybór fizycznej zasady i metody pomiaru wykonanie doświadczenia opracowanie wyników pomiarów 6

7 10. Metoda pomiarowa. Określa sposób porównania wielkości mierzonej z wzorcem tej wielkości zastosowanym w pomiarach, celem wyznaczenia wyniku pomiaru. 11. Rodzaje metod pomiarowych. a) metoda bezpośrednia b) metoda pośrednia Ad.a) Metoda bezpośrednia Wartość wielkości mierzonej otrzymuje się bezpośrednio bez dodatkowych obliczeń (np. pomiar prądu amperomierzem, pomiar mocy elektrycznej watomierzem, pomiar rezystancji omomierzem). 7

8 Ad.b) Metoda pośrednia Mierzy się bezpośrednio nie wielkość badaną Y, lecz wielkości A, B, C (wielkości pośrednie) związane z wielkością Y zależnością funkcyjną. 12. W metodzie pomiarowej bezpośredniej rozróżnia się: metodę jednoczesnego porównania z wzorcem metodę nejednoczesnego porównania z wzorcem metodę kombinowanego porównania z wzorcem 13. Metoda jednoczesnego porównania z wzorcem (zerowa). a) metoda zerowa kompensacyjna wielkość mierzona (np. napięcie U z ) przeciwdziała wielkości wzorcowej U K (również napięcie) kompensuje jej oddziaływanie na detektor D w stanie równowagi oddziaływanie na detektor obu wielkości jest jednakowe, lecz przeciwnie skierowane 8

9 b) metoda zerowa komparacyjna porównuje się znaną krotność k wielkości mierzonej X ze znaną wartością X w wielkości wzorcowej 14. Metoda niejednoczesnego porównania z wzorcem (wychyleniowa) inaczej nazywana metodą wychyleniową określa się wartość wielkości mierzonej na podstawie wychylenia urządzenia wskazującego jest to najprostsza metoda pomiarowa 15. Metoda kombinowanego porównania z wzorcem (różnicowa). mierzy się różnicę między wartością wielkości mierzonej, a mało różniącą się od niej znaną wartością tej samej wielkości pomiar badanej wielkości jest tym dokładniejszy im mniejsza jest różnica między wartością wielkości mierzonej a wzorcem przykład Pomiar SEM E x badanego ogniwa polega na porównaniu SEM E w ogniwa wzorcowego i pomiarze różnicy SEM ΔE 9

10 Dziękuję za uwagę Pomiary elektryczne i elektroniczne Opracowanie wyników pomiarów Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek 10

11 1. Co to jest błąd pomiarowy? Różnica między wartością zmierzoną a wskazaniem przyrządu pomiarowego. 2. Klasyfikacja błędów pomiarowych. systematyczne: stałe wykrywane po powtórzeniu doświadczenia pomiarowego w celowo zmienionym układzie warunków fizycznych zmienne powstają jeśli wyniki powtarzanego doświadczenia pomiarowego w pozornie niezmiennym układzie warunków fizycznych charakteryzują się systematyczną zmianą podział błędów systematycznych na składowe 1) błąd metody 2) błąd instrumentalny jeżeli występuje w warunkach fizycznych znamionowych to nazywamy błędem podstawowym jeżeli warunki fizyczne odbiegają od znamionowych to nazywamy błędem dodatkowym 3) błąd osoby mierzonej Obiekt pomiaru Narzędzie pomiarowe Obserwator 11

12 przypadkowe: występują gdy powtarzanie doświadczenia pomiarowego w pozornie niezmiennym układzie warunków fizycznych ujawnia losową zmienność wyników nadmierne mogą być spowodowane błędem odczytu, chwilowym silnym zaburzeniem lub innymi czynnikami 3. Błąd bezwzględny (ΔX). różnica między wynikiem pomiaru X a wartością prawdziwą (rzeczywistą) wielkości mierzonej μ wyrażony w jednostkach wielkości mierzonej ma konkretny znak + lub jeżeli pomiar wykonywany jest przez wzorcowe narzędzie pomiarowe wtedy wartość zmierzona tym narzędzie nosi nazwę wartości poprawnej X p błąd bezwzględny ΔX lecz ze znakiem przeciwnym, nazywa się poprawką gdy dodamy poprawkę px do wartości uzyskanej z pomiarów (X) otrzymamy wynik poprawiony (wartość poprawną) 12

13 4. Błąd względny (δx). stosunek błędu bezwzględnego ΔX do wielkości mierzonej μ błąd względny można wyrazić w procentach % 5. Ćwiczenie Opracuj podane poniżej wyniki pomiarów. U I R P Narysuj wykres zależności: U = f(i), U = f(r) U = f(p) P = f(u) P = f(i) oraz oblicz rezystancję i moc. 13

14 Dziękuję za uwagę Pomiary elektryczne i elektroniczne Narzędzia pomiarowe i ich własności Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek 14

15 1. Co to jest narzędzie pomiarowe? Środek techniczny służący do bezpośredniego porównania mierzonych wielkości z jednostkami miary tych wielkości (wzorce, przyrządy pomiarowe, przetworniki pomiarowe). 2. Przyrząd pomiarowy. Narzędzie pomiarowe służące do przetwarzania wielkości mierzonej na wskazania lub równoważną informację. Składa się: z kilku przetworników pomiarowych połączonych szeregowo (struktura otwarta) W przypadku przyrządów o strukturze otwartej przetwarzanie informacji pomiarowej odbywa się w jednym kierunku - od wielkości mierzonej X do wyjściowej Y. Przyrządy o takiej strukturze pozwalają wykonywać pomiary metodą odchyłową. 15

16 z kilku przetworników pomiarowych połączonych równolegle ze sprzężeniem zwrotnym (struktura zamknięta) Przyrządy o strukturach zamkniętych mają dwa tory przetwarzania: główny i sprzężenia zwrotnego. W tego typu przyrządach pomiar przeważnie wykonywany jest metodą kompensacyjną lub podstawieniową. nazwa przyrządu pochodzi od: wielkości mierzonej (częstościomierz, fazomierz) jednostki miary (amperomierz, omomierz) zasady działania (kompensator, komparator) nazwiska wynalazcy (mostek Wheatstone a, mostek Wiena) klasyfikacja według spełnianych funkcji: mierniki Przyrządy pomiarowe wyskalowane w jednostkach miary wielkości mierzonej. rejestratory Przyrządy pomiarowe umożliwiające zapis mierzonej wielkości w funkcji czasu. liczniki Przyrządy pomiarowe wskazujące stopniowo narastającą w czasie wartość wielkości mierzonej. detektory zera Przyrządy umożliwiające stwierdzenie zaniku wielkości. 16

17 3. Przetwornik pomiarowy. służy do przetwarzania wartości wielkości mierzonej na proporcjonalną wartość innej wielkości (termoelement) lub inną wartość tej samej wielkości (przekładnik prądowy) 4. Klasyfikacja przetworników. 1. Kryterium: sposób przetwarzania sygnału pomiarowego: przetworniki rodzaju sygnału przetworniki wartości sygnału przetworniki formy sygnału 2. Kryterium: złożoność procesu przetwarzania: przetworniki proste przetworniki złożone 17

18 3. Kryterium: rodzaj wielkości fizycznej otrzymanej na wyjściu: przetworniki mechaniczne przetworniki pneumatyczne przetworniki optyczne przetworniki elektryczne 4. Kryterium: struktura przetwarzanych wielkości fizycznych: analogowe (A) cyfrowe (C) analogowo-cyfrowe (AC) cyfrowo-analogowe (CA) Kryterium: źródło energii zaangażowanej w procesie przetwarzania: generacyjne (czynne); Y = f (X) parametryczne (bierne). Y = f (X, e) 18

19 Dziękuję za uwagę Pomiary elektryczne i elektroniczne Rodzaje elektrycznych przyrządów pomiarowych, oznaczenia i symbole mierników Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek 19

20 1. Co to jest miernik elektryczny? Miernikiem elektrycznym nazywa się przyrząd pomiarowy do pomiaru z określoną dokładnością wartości mierzonej wielkości elektrycznej, wyskalowany w jednostkach wielkości mierzonej. Mierniki można podzielić na dwie grupy: analogowe cyfrowe 2. Dokładność miernika. błąd (uchyb) bezwzględny miernika Δ jest to różnica między wartością wskazaną przez miernik W w i wartością rzeczywistą wielkości mierzonej W r. błąd może przyjmować wartości zarówno dodatnie jak i ujemne błąd względny miernika stosunek błędu bezwzględnego miernika do wartości znamionowej zakresu pomiarowego nosi nazwę błędu (uchybu) względnego miernika dokładność miernika określana przez największy dopuszczalny błąd względny miernika Δ max zwany także błędem zakresowym miernika wyrażony w procentach stosunek największej wartości błędu bezwzględnego Δ max w danym zakresie pomiarowym do wartości znamionowej zakresu pomiarowego W max % % 20

21 3. Dokładność mierników analogowych. klasy dokładności mierników: 0,1 0,2 0,5 1 1,5 2,5 5 stała zakresu miernika stosunek wartości znamionowej zakresu W max do liczby działek podziałki n czułość miernika wychylenie odpowiadające jednostce wielkości mierzonej przy obliczaniu wartości mierzonej wielkości elektrycznej najpierw należy obliczyć stałą miernika, na przykład dla woltomierza: zakres = zakres pomiarowy odpowiada wartości wielkości mierzonej powodującej pełne wychylenie wskazówki miernika (podany jest przy przełączniku zakresów lub przy zaciskach miernika) pełne wychylenie wskazówki miernika wartość zmierzonej wielkości elektrycznej, na przykład napięcia obliczamy na podstawie wzoru: 21

22 22

23 4. Mierniki analogowe. wszystkie przyrządy wskazówkowe, w których wskazówka poruszana jest przez mechaniczny ustrój pomiarowy wskazania są funkcją ciągłą wartości wielkości mierzonej podzespół miernika, w którym pod wpływem wielkości mierzonej następuje odchylenie wskazówki (materialnej lub świetlnej), zależne od wartości mierzonej, nazywa się ustrojem pomiarowym część ruchoma ustroju pomiarowego nosi nazwę organu ruchomego wzależności od zasady fizycznej działania rozróżnia się ustroje: a) magnetoelektryczne b) elektromagnetyczne c) elektrodynamiczne d) ferrodynamiczne e) elektrostatyczne 23

24 mierniki analogowe, obok podziału w zależności od rodzaju ustroju można podzielić na mierniki o działaniu: bezpośrednim w których energia potrzebna do odchylenia organu ruchomego ustroju pomiarowego jest czerpana bezpośrednio z obwodu kontrolowanego pośrednim w których wielkość mierzona steruje wielkością pomocniczą dostarczającą energię niezbędną do przesunięcia organu ruchomego. 24

25 4a. Mierniki magnetoelektryczne. mierniki, w których odchylenie organu ruchomego jest wywołane działaniem pola magnetycznego magnesu trwałego na cewkę, przez którą płynie prąd ruchomy może być magnes trwały albo cewka z prądem w pierwszym przypadku ustrój albo miernik jest nazywany magnetoelektrycznym o ruchomym magnesie, w drugim natomiast magnetoelektrycznym o ruchomej cewce 4b. Mierniki elektromagnetyczne. zasada działania ustroju elektromagnetycznego polega na wzajemnym oddziaływaniu jednego lub kilku elementów ruchomych wykonanych z materiału ferromagnetycznego (rdzeni) i pola magnetycznego wytwarzanego przez jedną lub kilka cewek, w których płynie prąd mierzony lub prąd proporcjonalny do mierzonego napięcia 25

26 w ustrojach tych oprócz rdzenia ruchomego jest jeszcze rdzeń nieruchomy, który służy, między innymi, do nastawiania maksymalnego odchylenia organu ruchomego przy znamionowych amperozwojach cewki zmiana położenia tego rdzenia powoduje również zmianę charakteru podziałki miernika pole magnetyczne wytworzone w cewce powoduje magnesowanie się dwu rdzeni rdzenie wskutek jednoimiennego magnesowania odpychają się, powodując odchylenie wskazówki mierniki elektromagnetyczne należą do mierników konstrukcyjnie prostych i niezawodnych w eksploatacji nie mają cewki ruchomej, a więc nie ma potrzeby doprowadzania prądu do organu ruchomego wykonuje się je jako amperomierze i woltomierze prądu przemiennego oraz prądu stałego we wszystkich klasach dokładności, przy czym mierniki tablicowe są zwykle przeznaczone tylko do pomiarów prądu przemiennego w obwodach prądu stałego mierniki elektromagnetyczne są stosowane rzadko, nie mają bowiem lepszych właściwości metrologicznych niż mierniki magnetoelektryczne 26

27 4c. Mierniki elektrodynamiczne. działanie ustroju elektrodynamicznego jest oparte na wykorzystaniu sił występujących między cewkami, w których płyną prądy w polu magnetycznym wytworzonym przez prąd płynący w cewce nieruchomej znajduje się cewka ruchoma prąd cewki ruchomej jest doprowadzony za pomocą dwu sprężyn spiralnych lub za pomocą taśm zawieszeniowych wytwarzających jednocześnie moment zwracający między bokami cewek występują siły wytwarzające moment napędowy między bokami cewek występują siły wytwarzające moment napędowy moment ten obraca cewkę ruchomą tak, aby kierunki pól magnetycznych obu cewek były zgodne przy jednoczesnej zmianie kierunku przepływu prądów w cewkach, kierunek momentu napędowego, a więc i kierunek odchylenia, pozostaje bez zmian z ustroju można więc korzystać zarówno przy prądzie stałym, jak i przemiennym, pod warunkiem utrzymania jednakowej częstotliwości prądów w obu cewkach strumień magnetyczny cewki nieruchomej ustroju elektrodynamicznego jest mały mały jest więc również moment napędowy, a co za tym idzie duże są wpływy czynników zewnętrznych na pracę ustroju 27

28 4d. Mierniki ferrodynamiczne. wprowadzenie materiału ferromagnetycznego do obwodu magnetycznego ustroju elektrodynamicznego pozwala zwiększyć strumień magnetyczny cewki nieruchomej bez zwiększenia mocy pobieranej z obwodu kontrolowanego ustroje o takiej konstrukcji są nazywane ustrojami ferromagnetycznymi maja większe momenty napędowe niż ustroje elektrodynamiczne i są od nich bardziej wytrzymałe mechanicznie cewka nieruchoma ustroju jest nawinięta w dwóch sekcjach połączonych ze sobą szeregowo-przeciwsobnie strumień wytworzony przez prąd płynący w obu sekcjach zamyka się przez rdzeń wykonany z blach żelaznych oraz przez szczeliny powietrzne cewka ruchoma, do której jest przymocowana wskazówka, obraca się w szczelinie powietrznej wprowadzenie żelaza do ustroju poprawia wprawdzie jego jakość mechaniczną, ale pogarsza jego właściwości metrologiczne wskazania przy prądzie stałym różnią się bowiem od wskazań przy prądzie przemiennym wskutek strat w żelazie moment napędowy ustrojów elektrodynamicznego i ferrodynamicznego jest proporcjonalny do przyrostu energii magnetycznej ustroju przy obrocie organu ruchomego o kąt stosuje się je wyłącznie w watomierzach i waromierzach. 28

29 4e. Mierniki elektrostatyczne. w miernikach elektrostatycznych odchylenie organu ruchomego jest wywołane działaniem pola elektrycznego między elektrodami ruchomymi i elektrodami nieruchomymi w najprostszym przypadku ustrojem elektrostatycznym jest kondensator powietrzny o jednej elektrodzie ruchomej, a drugiej nieruchomej po doprowadzeniu napięcia do takiego kondensatora, pod wpływem sił pola elektrycznego elektrody przyciągają się ustrój elektrostatyczny jest ustrojem woltomierza w ustroju tym, pod działaniem pola elektrycznego, zmienia się powierzchnia czynna elektrod kondensatora zmiana położenia elektrody ruchomej pod wpływem przyłożonego napięcia powoduje obrót osi z przymocowaną do niej wskazówką moc pobierana przez woltomierze elektrostatyczne jest bardzo mała, gdyż jest potrzebna tylko do pokrycia strat dielektrycznych woltomierze tego typu charakteryzują się bardzo małym błędem częstotliwościowym, ustrój elektrostatyczny jest bowiem kondensatorem powietrznym, a właściwości takich kondensatorów zmieniają się niewiele ze zmianą częstotliwości woltomierze elektrostatyczne są stosowane do dokładnych pomiarów napięć wielkiej częstotliwości 29

30 najmniejszy zakres pomiarowy tych woltomierzy wynosi 0 10 V, największy zaś 0 1 MV woltomierze elektrostatyczne umożliwiają pomiar napięć o częstotliwościach w zakresie od 20 Hz do 300 MHz ich pojemność wejściowa wynosi od 4 pf do 65 pf, a rezystancja wejściowa od W do W budowane są we wszystkich klasach dokładności jako mierniki jednozakresowe i wielozakresowe ze względu na duży wpływ zewnętrznych pól elektrycznych na wskazania, woltomierze wyposaża się zawsze w ekran elektrostatyczny ekran łączy się elektrycznie z jednym z zacisków przyrządu, który się uziemia 5. Oznaczenia mierników analogowych. 30

31 5. Oznaczenia mierników analogowych. 5. Oznaczenia mierników analogowych. 31

32 5. Oznaczenia mierników analogowych. Dziękuję za uwagę 32

33 Pomiary elektryczne i elektroniczne Pomocniczy sprzęt pomiarowy Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek 1. Rezystor nastawny suwakowy. wykorzystywany w układach elektrycznych jako potencjometr lub rezystor szeregowy potencjometr służy do nastawiania w obwodzie żądanej wartości napięcia rezystor szeregowy służy do nastawiania w obwodzie żądanej wartości prądu ma trzy zaciski (dwa połączone z początkiem końcem rezystora, trzeci ze stykiem ruchomym) styk ruchomy porusza się między stykami skrajnymi do zacisków skrajnych potencjometru doprowadza się napięcie źródła za pomocą potencjometru można nastawiać wartość napięcia od zera do wartości napięcia źródła 33

34 przy włączeniu rezystora suwakowego do obwodu jako rezystora szeregowego wykorzystywane są dwa zaciski jeden zacisk połączony z jednym końcem rezystora drugi zacisk połączony z suwakiem 34

35 2. Rezystor nastawny dekadowy. wykorzystywany w układach elektrycznych jako rezystor o znanej wartości rezystancji składa się z kilku dekad każda dekada zawiera zestaw dziesięciu rezystorów o jednakowej wartości rezystancji rezystancja rezystorów każdej następnej dekady jest dziesięciokrotnie mniejsza od rezystancji rezystorów wchodzących w skład dekady poprzedniej pozycje pokręteł opisane są w Ohmach na płycie czołowej rezystora znajdują się dwa (czasem cztery) zaciski połączone z jego końcami oraz jeden zacisk połączony z obudową gdy rezystor jest włączony do obwodu prądu przemiennego to obudowa metalowa jest jednocześnie ekranem i powinna być uziemiona 35

36 3. Kondensator dekadowy. pojemność można nastawiać w sposób skokowy składa się z kilkunastu dekad każda dekada zawiera dziesięć lub jedenaście kondensatorów o jednakowej pojemności połączonych ze sobą równolegle pozycje pokręteł są opisane w jednostkach pochodnych farada na płycie czołowej kondensatora dekadowego znajdują się trzy zaciski między zaciskiem 1 i 2 występuje zmienna pojemność C, trzeci zacisk jest połączony z obudową, która w czasie normalnej pracy kondensatora powinna być uziemiona 36

37 4. Indukcyjność dekadowa. zespół cewek zgrupowanych w dekady przez zmianę położenia pokręteł dekad dołącza się lub odłącza poszczególne cewki położenie pokręteł dekad jest opisane w henrach nastawiona wartość indukcyjności występuje między dwoma zaciskami umieszczonymi na płycie czołowej (oznaczenie L) trzeci zacisk służy do uziemiania obudowy 37

38 5. Transformator. urządzenie w którym następuje zamiana (transformacja) napięcia i prądu składa się on z rdzenia, stanowiącego zamkniętą drogę dla strumienia magnetycznego i dwu nawiniętych na nim uzwojeń: pierwotnego doprowadzanie energii elektrycznej wtórnego odbieranie energii elektrycznej górne napięcie uzwojenie o większej wartości napięcia znamionowego dolne napięcie uzwojenie o mniejszej wartości napięcia znamionowego przekładnia transformatora stosunek napięć znamionowych lub liczby zwojów uzwojenia górnego napięcia i dolnego napięcia 38

39 6. Autotransformator. transformator, którego przekładnię można zmieniać w sposób płynny zbudowany tak, że uzwojenie pierwotne stanowi część uzwojenia wtórnego uzwojenie pierwotne zasila się z sieci 230V uzwojenie wtórne jest połączone z zaciskami umieszczonymi na obudowie wartość napięcia zależy od położenia pokrętła za pomocą autotransformatora można zmieniać w zakresie V 39

40 7. Przekładnik prądowy. transformator o specjalnym, dokładnym wykonaniu charakteryzuje się dużą niezmiennością przekładni i małym błędem prądowym i kątowym wykorzystywane przy pomiarach dużych prądów zaciski pierwotne przekładnika prądowego oznacza się K, L (P1, P2) zaciski wtórne przekładnika prądowego oznacza się k, l (S1, S2) prąd znamionowy uzwojenia wtórnego wynosi 5 A prąd znamionowy uzwojenia pierwotnego wynosi 10, 25 lub 50 A budowa przekładnika prądowego umożliwia przeprowadzenie przez otwór umieszczony w jego środku szyny, w której może płynąć prąd o natężeniu 100 A lub więcej dzięki temu przekładnik prądy można wykorzystać do pomiarów prądów wyższych niż 50 A 40

41 Dziękuję za uwagę Pomiary elektryczne i elektroniczne Zakres pomiarowy miernika Rozszerzanie zakresu pomiarowego miernika Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek 41

42 1. Zakres pomiarowy miernika. odpowiada wartości wielkości mierzonej powodującej pełne wychylenie wskazówki miernika (podany jest przy przełączniku zakresów lub przy zaciskach miernika) zakres miernika powinien być większy od wartości mierzonego napięcia, a wychylenie wskazówki powinno zawierać się pomiędzy 2/3 pełnego wychylenia a pełnym jej wychyleniem 2. Rozszerzanie zakresu pomiarowego woltomierza (posobnik). w obwód włącza się szeregowo rezystor dodatkowy (posobnik) prąd I płynący w układzie, który powoduje maksymalne odchylenie wskazówki wytwarza na rezystorze dodatkowym R d spadek napięcia U d, a na woltomierzu o rezystancji wewnętrznej R v spadek napięcia U v do powyższego układu stosujemy prawo Ohma przez zmianę stosunku R d / R v można napięciu U v, odpowiadającemu zakresowi pomiarowemu woltomierza, przyporządkować napięcie U>U v zakres woltomierza rozszerza się przy tym razy 42

43 3. Rozszerzanie zakresu pomiarowego amperomierza (bocznik). w obwód włącza się równolegle rezystor dodatkowy (bocznik) stosując do tego układu prawo Ohma i prawa Kirchhoffa otrzymujemy zależność przez zmianę stosunku rezystancji wewnętrznej amperomierza RA i rezystancji bocznika Rb można uzyskać różne wartości prądu I, przy którym występuje pełne wychylenie amperomierza zakres pomiarowy amperomierza rozszerza się razy Dziękuję za uwagę 43

44 Pomiary elektryczne i elektroniczne Włączanie mierników w obwód elektryczny Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek 1. Włączanie w obwód woltomierza woltomierz włącza się do obwodu zawsze równolegle 2. Włączanie w obwód amperomierza amperomierz włącza się do obwodu zawsze szeregowo 44

45 3. Włączanie w obwód watomierza cewkę napięciową włącza się do obwodu zawsze równolegle cewkę prądową włącza się do obwodu zawsze szeregowo Dziękuję za uwagę 45