Miernictwo Elektroniczne Informatyka IN Wykad 13 n Na

Miernictwo Elektroniczne Informatyka INŻ Wykład 13

n Na poprzednim wykładzie… – Rejestratory i oscylatory – Impedancja elektryczna – Pomiary napięć przemiennych – Amperomierze prądów przemiennych –Multimetry n Na obecnym wykładzie – – Podstawowe parametry elektryczne elementów biernych Pomiary parametrów elementów biernych (pomiary impedancji) Moc czynna, bierna i pozorna oraz sposoby ich pomiaru Pomiary wielkości nieelektrycznych Miernictwo 1 – W 13 2

Właściwości elementów biernych n Charakterystyki elementów biernych – Rezystor idealny (brak przesunięcia fazowego między napięciem i prądem) Rys. Napięcie i prąd zmienny w idealnym rezystorze Miernictwo 1 – W 13 3

– Kondensator idealny » pojemność elektryczna » równanie w dziedzinie czasu » stosunek wartości skutecznych napięcia i prądu zmiennego dla sygnałów harmonicznych Miernictwo 1 – W 13 4

» przesunięcie fazowe między napięciem i prądem zmiennym: -π/2(-90 o) Rys. Napięcie i prąd zmienny w idealnym kondensatorze Miernictwo 1 – W 13 5

– Kondensator rzeczywisty » schemat zastępczy (model elektryczny) Rys. Schemat zastępczy kondensatora rzeczywistego Miernictwo 1 – W 13 6

» szeregowy i równoległy schemat zastępczy kondensatora Rys. Szeregowy i równoległy schemat zastępczy kondensatora rzeczywistego » współczynnik strat D (tangens kąta stratności tgδ) Miernictwo 1 – W 13 7

– Cewka indukcyjna idealna » strumień magnetyczny (indukcyjność L) » równanie w dziedzinie czasu » stosunek wartości skutecznych napięcia i prądu zmiennego dla sygnałów harmonicznych Miernictwo 1 – W 13 8

» przesunięcie fazowe między napięciem i prądem zmiennym: π/2(90 o) Rys. Napięcie i prąd zmienny w idealnej cewce Miernictwo 1 – W 13 9

– Cewka indukcyjna rzeczywista » schemat zastępczy (model elektryczny) Rys. Schemat zastępczy cewki rzeczywistej Miernictwo 1 – W 13 10

» szeregowy i równoległy schemat zastępczy cewki Rys. Szeregowy i równoległy schemat zastępczy cewki rzeczywistej » dobroć cewki Q (tangens kąta przesunięcia faz tgφ) Miernictwo 1 – W 13 11

Pomiary impedancji n Mostki czterogałęźne – Właściwości ogólne Rys. Schemat mostka czterogałęźnego do pomiaru impedancji Miernictwo 1 – W 13 12

» warunek równowagi mostka » możliwość wyznaczenia obu składowych nieznanej impedancji Zx lub » wniosek: do zrównoważenia mostka impedancyjnego należy zastosować dwa elementy regulowane Miernictwo 1 – W 13 13

– Mostki do pomiaru pojemności » dobór schematu zastępczego kondensatora w oparciu o jego strukturę Rys. Mostek uniwersalny do pomiaru pojemności: a) szeregowy, b) równoległy Miernictwo 1 – W 13 14

– Mostki do pomiaru indukcyjności Rys. Mostki do pomiaru indukcyjności Miernictwo 1 – W 13 15

– Mostki transformatorowe » zastąpienie spadków napięć w ramionach mostka siłami elektromotorycznymi wtórnych uzwojeń transformatora » warunek równowagi mostka » zastąpienie stosunku impedancji stosunkiem liczby zwojów – większa dokładność i powtarzalność wskazań Rys. Mostek transformatorowy do pomiaru impedancji Miernictwo 1 – W 13 16

n Półautomatyczne i automatyczne pomiary impedancji – Mostki półautomatyczne (jeden z elementów dostrajany ręcznie, drugi automatycznie) – Przyrządy automatyczne (cyfrowe) Miernictwo 1 – W 13 17

Pomiary mocy sygnałów harmonicznych n Definicje – Moc chwilowa – Moc czynna (rozpraszana lub zamieniana na pracę, energię, itp. ) Miernictwo 1 – W 13 18

– Moc pozorna (amplituda oscylacji mocy chwilowej) – Moc bierna (moc przesyłana na przemian między nadajnikiem i odbiornikiem) – Związek między mocą pozorną, czynną i bierną – Współczynnik mocy: miara wykorzystania energetycznego Miernictwo 1 – W 13 19

Rys. Pomiar mocy za pomocą watomierza a) poprawny pomiar prądu źródła i napięcia odbiornika b) poprawny pomiar napięcia źródła i prądu odbiornika ■ Pomiar mocy odbieranej – pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej – sposób włączenia watomierza Miernictwo 1 – W 13 20

n Pomiar mocy metodą absorpcyjną – zasada pomiaru – regulacja R: wyznaczenie maksymalnej mocy oddawanej i rezystancji dopasowania n Pomiary energii elektrycznej – energia jest mocą czynną scałkowaną w czasie T Miernictwo 1 – W 13 21

Pomiary wielkości nieelektrycznych n Czujniki i przetworniki wielkości fizycznych – Przetwornik to urządzenie (lub element) odwzorowujący wielkość wejściową na wielkość wyjściową w zdefiniowany sposób Zwykle kilka przetworników łączonych jest szeregowo tworząc łańcuch przetwarzania – Czujnik to pierwszy element łańcucha przetworników mający bezpośredni kontakt z polem pomiarowym i reagujący na zmianę wielkości mierzonej Miernictwo 1 – W 13 22

n Zalety elektrycznego pomiaru wielkości nieelektrycznych – analogowe przetwarzanie sygnału pomiarowego (wzmacnianie, filtracja, itd. ) – przesyłanie sygnału na odległość – przetwarzanie cyfrowe sygnału (obróbka matematyczna) – sterowanie elektryczne obiektami n n Idea pomiarów: zastosowanie przetworników (czujników) wielkości nieelektrycznych na elektryczne Typy czujników pomiarowych – parametryczne – generacyjne Miernictwo 1 – W 13 23

n Pytania kontrolne – Jakie zjawiska charakteryzują parametry elektryczne elementów biernych Powstawanie obrazu w oscyloskopie – Zasady pomiaru impedancji – Co opisuje moc czynna, a co bierna; sposoby ich pomiaru – Co to są czujniki i przetworniki – Na czym polegają pomiary wielkości nieelektrycznych n Kolokwium (test wyboru) czwartek, 29 stycznia A-L: godz. 9: 15 M-Ż: godz. 9: 45 Należy przynieść coś do pisania i legitymację (lub indeks) n Wpis/termin poprawkowy czwartek, 5 lutego, godz. ? ? ? Miernictwo 1 – W 13 24