🗊Презентация Вимірювачі параметрів ланцюгів з зосередженими постійними. (Тема 13.1)

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА ФАКУЛЬТЕТ ВІЙСЬКОВОЇ ПІДГОТОВКИ КАФЕДРА ВІЙСЬКОВО-ТЕХНІЧНОЇ ПІДГОТОВКИ

ПРЕДМЕТ “ОСНОВИ ПОБУДОВИ ВІЙСЬКОВИХ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАНЬ” ТЕМА № 13 ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ЛАНЦЮГІВ З ЗОСЕРЕДЖЕНИМИ ПОСТІЙНИМИ ЗАНЯТТЯ № 1 ВИМІРЮВАЧІ ПАРАМЕТРІВ ЛАНЦЮГІВ З ЗОСЕРЕДЖЕНИМИ ПОСТІЙНИМИ

НАВЧАЛЬНА МЕТА: 1. ВИВЧИТИ ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ЛАНЦЮГІВ. 2. ВИВЧИТИ ПРИНЦИПИ ВИМІРЮВАННЯ ЄМНОСТІ, ІНДУКТИВНОСТІ МОСТОВИМИ МЕТОДАМИ.

ВИХОВНА МЕТА: 1. ВИХОВУВАТИ У СТУДЕНТІВ ДИСЦИПЛІНОВАНІСТЬ І КУЛЬТУРУ ПОВЕДІНКИ. 2. ВИХОВУВАТИ ВПЕВНЕНІСТЬ І ВИНАХІДЛИВІСТЬ ПРИ ВИВЧЕННІ МАТЕРІАЛУ 3. ВИХОВУВАТИ І РОЗВИВАТИ ТВОРЧИЙ ПІДХІД ПРИ ВИВЧЕННІ МАТЕРІАЛУ НА ЗАНЯТТІ І САМОСТІЙНІЙ ПІДГОТОВЦІ.

НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ 1. Загальні відомості про вимірювання параметрів ланцюгів з зосередженими постійними. 2. Мости змінного струму. Вимірювання ємностей і індуктивностей мостовими методами. 3. Мостові методи вимірювання опору. 4. Методи калібрування вимірювачів параметрів ланцюгів з зосередженими постійними.

Основними параметрами ланцюгів з зосередженими постійними є ємність, індуктивність, взаємна індуктивність, активний опір. Основними параметрами ланцюгів з зосередженими постійними є ємність, індуктивність, взаємна індуктивність, активний опір. Вимірювання параметрів ланцюгів займає великий об'єм в загальному комплексі вимірювань в техніці зв'язку, в залежності від діапазону частот застосовують різні методи. Активні опори на постійному струмі, якщо не треба високої точності, вимірюють омметром. При необхідності точних вимірювань використовують мостові методи. На низьких і середніх частотах широкого розповсюдження одержали мости змінного струму з прийнятими заходами для послаблення впливу на результат вимірювань паразитних параметрів вимірювальної схеми.

Такі мости дозволяють проводити вимірювання з декілька зменшеною точністю на частотах до 150...200 МГц. Такі мости дозволяють проводити вимірювання з декілька зменшеною точністю на частотах до 150...200 МГц. На високих частотах, коли резонансні властивості коливальних ланцюгів мають значний вплив, використовують резонансні методи вимірювань. У відповідності з стандартами в підгрупу ЗВ для вимірювань параметрів компонентів і ланцюгів з зосередженими постійними входять наступні види вимірювачів:

Е1 - міри, установки або ЗВ для повірки вимірювачів параметрів компонентів ланцюгів; Е1 - міри, установки або ЗВ для повірки вимірювачів параметрів компонентів ланцюгів; Е2 - вимірювачі повних опорів і (або) повних провідностей; Е3 - вимірювачі індуктивностей; Е4 - вимірювачі добротності; Е6 - вимірювачі опорів; Е7 - вимірювачі параметрів універсальні; Е8 - вимірювачі ємностей.

Власні індуктивності LR і ємність СR постійного резистора дуже малі, так що повний електричний опір резистора на частотах до сотні мегагерц визначається активним опором R. Власні індуктивності LR і ємність СR постійного резистора дуже малі, так що повний електричний опір резистора на частотах до сотні мегагерц визначається активним опором R. Опір плівкових резисторів залежить від частоти в широкому діапазоні частот. Залежність від частоти проявляється лише на дуже високих частотах і обумовлена діелектричними втратами в каркасах. Паразитними параметрами конденсатора і опір втрат Rc, який обумовлений електричними втратами і індуктивністю вводів і обкладинок конденсатора Lc. Еквівалентна схема представлена на рис. 3.

Важливим параметром мостової схеми є чутливість, тобто мінімальна зміна вимірюваного опору Rx , що викликає порушення балансу схеми, який реєструється гальванометром. Чутливість схеми залежить не тільки від чутливості гальванометра, але і від опорів резисторів, що входять до складу його плечей. Опір плечей мосту рекомендується вибирати попарно рівноплечими або використовувати повністю рівноплечий міст, тобто міст, для якого R1=R2=R3=R4. Важливим параметром мостової схеми є чутливість, тобто мінімальна зміна вимірюваного опору Rx , що викликає порушення балансу схеми, який реєструється гальванометром. Чутливість схеми залежить не тільки від чутливості гальванометра, але і від опорів резисторів, що входять до складу його плечей. Опір плечей мосту рекомендується вибирати попарно рівноплечими або використовувати повністю рівноплечий міст, тобто міст, для якого R1=R2=R3=R4.

Одинарні чотирьох плечові мости застосовують для вимірювання порівняно значних опорів, від десятків Ом і вище. Одинарні чотирьох плечові мости застосовують для вимірювання порівняно значних опорів, від десятків Ом і вище. При вимірюванні малих опорів виникають похибки, обумовлені впливом опорів з’єднувальних провідників. Зменшення впливу опору контактів і з’єднувальних проводів можна забезпечити схемним рішенням. Так при вимірюванні опорів, менших 10 Ом, використовують чотиризатискне увімкнення Rx. Для вимірювання малих опорів використовують також подвійні вимірювальні мости (міст Томсона), де схемним шляхом практично виключається вплив з’єднувальних проводів на результат вимірювання.

Метод вимірювального мосту змінного струму знаходить широкого застосування для вимірювання омічного опору, ємності, тангенса кута втрат, індуктивності, добротності. Метод вимірювального мосту змінного струму знаходить широкого застосування для вимірювання омічного опору, ємності, тангенса кута втрат, індуктивності, добротності. На відміну від мостів постійного струму, тут в одну діагональ мосту увімкнене джерело змінної напруги (генератор низької частоти), в іншу ─ нульовий індикатор змінної напруги, плечі мосту ─ двополюсники з повним опором Z (рис. 5).

Рівності (10) і (11) визначають умови рівноваги мосту. Вони показують, що міст змінного струму потрібно врівноважувати регулюванням активних і реактивної складових плечей, тобто рівновага здійснюється за модулями і фазами. Рівності (10) і (11) визначають умови рівноваги мосту. Вони показують, що міст змінного струму потрібно врівноважувати регулюванням активних і реактивної складових плечей, тобто рівновага здійснюється за модулями і фазами. При цьому рівняння (10) і (11) рівносильні і обидва обов’язкові для досягнення рівноваги мосту. Умова (11) показує, при якому розташуванні плечей залежно від їхнього характеру можна врівноважити схему. Якщо суміжні плечі, наприклад третє і четверте (див. рис. 5), мають чисто активні опори R3 і R4, тобто Φ1=Ф2=0, то два інших суміжних плеча можуть мати або індуктивний, або ємнісний характер.

Як регулювальними елементами мостів найчастіше використовують резистори, тому що вони простіші і дешевші в порівнянні з регульованою ємністю і магазином індуктивностей. Як регулювальними елементами мостів найчастіше використовують резистори, тому що вони простіші і дешевші в порівнянні з регульованою ємністю і магазином індуктивностей. Процедура врівноважування мосту зводиться до наступного: - змінюючи величину R0, варто домогтися мінімуму показів індикатора за рахунок рівності дійсних частин рівняння; - змінюючи відношення R2 / R4 (за рахунок R2 або R4), варто знову домогтися мінімуму показів індикатора за рахунок вирівнювання уявної частини рівняння, але тому що R2 (R4) входять у вираз для дійсної частини, то порушується первісна умова рівноваги дійсних частин; - змінюючи R0, знову необхідно домогтися рівноваги дійсних частин.

Таким чином, оскільки при зміні або тільки активних, або тільки реактивних складових одночасно змінюються значення і активних, і реактивних складових, то процедура регулювання є багатоступінчатою. Таким чином, оскільки при зміні або тільки активних, або тільки реактивних складових одночасно змінюються значення і активних, і реактивних складових, то процедура регулювання є багатоступінчатою. Число почергових регулювань обох параметрів характеризує збіжність мосту, тобто швидкість досягнення рівноваги, що визначається схемою і конструкцією мостів. Процеси врівноважування мосту змінного струму для вимірювання індуктивності котушки розглянемо на прикладі схеми, представленої на рис. 7.

На підставі викладеного можна визначити, що для мостів, у яких два плеча містять тільки активні опори, а два інших ─ реактивні (див. рис. 6, 7), справедливі наступні твердження: На підставі викладеного можна визначити, що для мостів, у яких два плеча містять тільки активні опори, а два інших ─ реактивні (див. рис. 6, 7), справедливі наступні твердження: - якщо активні опори розташовані в суміжних плечах (рис.6) R2 і R4 і Ф2 =Ф4 =0, то два інших плеча повинні містити опори одного характеру (індуктивного або ємнісного), що забезпечує виконання умови Ф1=Ф3; - якщо активні опори розташовані в протилежних плечах (рис. 7) R2 і R4 і Ф2=Ф3=0 , то характер опорів двох інших плечей повинен бути протилежним, що забезпечує виконання умови Ф1=Ф4 .

Похибки вимірювань параметрів ланцюгів з використанням розглянутих мостів складає десяті і соті частки відсотка від вимірюваної величини. Похибки вимірювань параметрів ланцюгів з використанням розглянутих мостів складає десяті і соті частки відсотка від вимірюваної величини. Ці похибки визначаються наступними основними причинами: похибкою значень зразкових елементів схеми мосту; впливом паразитних зв’язків між елементами схеми; впливом нестабільності параметрів елементів схеми; нестабільністю частоти джерела змінної напруги і ін. Паразитні ємнісні зв’язки між елементами мосту зростають при збільшенні частоти джерела, що обмежує застосування таких вимірювальних мостів. На високих частотах (десятки і сотні мегагерц) практичне застосування одержали так звані Т- подібні мости.

ПИТАННЯ ІV МЕТОДИ КАЛІБРУВАННЯ ВИМІРЮВАЧІВ ПАРАМЕТРІВ ЛАНЦЮГІВ З ЗОСЕРЕДЖЕНИМИ ПОСТІЙНИМИ

ЛІТЕРАТУРА 1. ИЗМЕРЕНИЯ В ЭЛЕКТРОНИКЕ, ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1987. 2. ФЕДОРОВ А.М., ЦИГАН Н,Я., МИЧУРИН В.И., МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, ЕЛЕКТРОАТОМИЗДАТ 1987. 3. ДСТУ 2681-94. 4. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ МЕТРОЛОГІЇ, 2015 РІК. 5. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ.