1 Miernictwo ElektroniczneInformatyka INŻ Wykład 12

2 Na poprzednim wykładzie...Podstawowe rodzaje sygnałów pomiarowych i ich parametry Zasady działania cyfrowych częstościomierzy małych i dużych częstotliwości Zasada pomiaru odstępu czasu Zasada pomiaru kąta przesunięcia fazowego Na obecnym wykładzie: Rejestratory i oscylatory Impedancja elektryczna Pomiary napięć przemiennych Amperomierze prądów przemiennych Miernictwo 1 – W12

3 Przyrządy do rejestracji i obserwacji sygnałów zmiennychRejestratory Rejestratory elektromechaniczne X-t Podstawowe właściwości Służą do przetworzenia mierzonej wielkości w przemieszczenie liniowe lub kątowe i zapisu tego przemieszczenia w funkcji czasu Częstotliwość graniczna nie przekracza 100Hz Nośnikiem zapisu jest taśma, krążek lub arkusz papieru Miernictwo 1 – W12

4 Rejestratory o przetwarzaniu bezpośrednim Pobierają stosunkowo dużą moc z obiektu Prosta konstrukcja Stosowane do rejestracji sygnałów Miernictwo 1 – W12

5 Rejestratory o przetwarzaniu pośrednim Pobierają energię z pomocniczego źródła i nie obciążają obiektu badanego Najczęściej budowane są na bazie przetworników kompensacyjnych napięcia Miernictwo 1 – W12

6 Rejestratory elektromechaniczne X-Y Rejestratory z taśmą magnetyczną (fgr<10 MHz) Rejestratory cyfrowe Miernictwo 1 – W12

7 Oscyloskopy Podstawowe właściwości ZastosowanieDuża impedancja wejściowa (Rwe ~10MΩ, Cwe 10÷50pF) Duża czułość napięciowa (1÷104 mV/dz) Duży zakres częstotliwościowy Zastosowanie Obserwacja przebiegu Pomiar: amplitudy, okresu (częstotliwości), kąta fazowego, parametrów czasowych impulsów, charakterystyka elementów nieliniowych Miernictwo 1 – W12

8 Oscyloskop analogowy Zakres częstotliwościowy; 0÷400 MHz (oscyloskopy o przetwarzaniu bezpośrednim do 3 GHz) Podstawowe bloki Lampa oscyloskopowa z układami zasilania Blok odchylania poziomego Blok odchylania pionowego Blok wyzwalania i synchronizacji Powstawanie obrazu Podstawowe tryby pracy AC, DC, GND Jednokanałowy Dwukanałowy: suma, przemienny, kluczowany (siekany), X-Y Miernictwo 1 – W12

9 Miernictwo 1 – W12

10 Oscyloskop próbkujący (fgr<20 GHz) Oscyloskop cyfrowyPodstawowe właściwości Rozdzielczość na poziomie 8 bitów (rzadziej 10 lub 12 bitów) Zakres częstotliwości do 100 GHz Budowa i działanie Układ wyświetlania: graficzny wyświetlacz LCD (lub taki sam jak w oscyloskopach analogowych) Inne bloki: przetwornik A/C, układ sterowania (przetwornik C/A, inne) Miernictwo 1 – W12

11 Podstawowe tryby pracyPraca z odświeżaniem przebiegu pamięci: 1) z obrazem przesuwanym, 2) z obwiednią, 3) różnicowa Praca z uśrednianiem Praca z różnymi sposobami próbkowania: 1) równomierne, 2) sekwencyjne, 3) pseudo-przypadkowe, 4) ze zmienną częstotliwością Miernictwo 1 – W12

12 Pomiary napięć i prądów zmiennychImpedancja elektryczna Impedancja jako liczba zespolona Miernictwo 1 – W12

13 Impedancja elementów biernychImpedancja opisuje związek pomiędzy zmiennym prądem i napięciem na elemencie stosunek wartości skutecznych (amplitud harmonicznych) przesunięcie fazowe między napięciem i prądem Impedancja elementów biernych Miernictwo 1 – W12

14 Pomiary napięć przemiennychImpedancja połączeń (LDH, LDL, C’we) i pojemność wejściowa woltomierza Cwe Rys. Impedancja właściwości przewodów łączących i wejścia woltomierza Miernictwo 1 – W12

15 impedancja wejściowa woltomierzawzględny błąd systematyczny pomiaru napięcia zmiennego Miernictwo 1 – W12

16 Woltomierze wartości skutecznej napięcia przemiennegoAnalogowe woltomierz elektrostatyczne: pomiar wartości skutecznej dużych napięć (do MV) dużej częstotliwości (do 300 MHz) Woltomierze elektroniczne ze wskaźnikami magnetoelektrycznymi i przetwornikami AC/DC: wartości średniej wyprostowanej wartości szczytowej wartości skutecznej (zawierające kwadratory) Miernictwo 1 – W12

17 Struktury woltomierzy elektronicznych(a) struktura podstawowa z przetwornikiem wartości średniej, wyprostowanej lub skutecznej (b) struktura z wejściowym przetwornikiem wartości szczytowej (najczęściej w sondzie) do pomiaru wielkich częstotliwości (do 1 GHz) (c) struktura do pomiary małych napięć (mV, μV, nV, do 30 MHz) Rys. Schematy blokowe analogowych woltomierzy elektronicznych Miernictwo 1 – W12

18 Pominięty slajd zrobiony w celu skupienia uwagi słuchaczy ze poprzez stworzenie wrażenia szybszego skończenia wykładu Miernictwo 1 – W12

19 Multimetry Nieprogramowalne Programowalne (mikroprocesorowe)Amperomierz elektroniczne (struktura woltomierza z przetwornikiem i/u) Amperomierze cyfrowe Multimetry Nieprogramowalne Programowalne (mikroprocesorowe) Miernictwo 1 – W12

20 Zagadnienia kontrolneZasada działania rejestratorów o przetwarzaniu bezpośrednim i pośrednim Powstawanie obrazu w oscyloskopie Podstawowe bloki i zasada działania oscyloskopu analogowego i cyfrowego Fizyczna interpretacja impedancji elektrycznej Związek częstotliwościowych właściwości pomiarów napięć przemiennych z ich dokładnością Budowa i działanie woltomierzy i amperomierzy napięć przemiennych Budowa i działanie multimetrów cyfrowych Miernictwo 1 – W12

21 Kolokwium (test wyboru) czwartek, 29 stycznia Wpis/termin poprawkowy czwartek, 5 lutego Miernictwo 1 – W12