страница - 10
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ
39
Рис. 1.4.3. Обобщенная схем» измерительного моста переменного
Рис. 1.4.4. Мост Вин* для
емкостей
Неизвестное сопротивление здесь играет роль Z\. Остальные полные сопротивления, входящие в схему, следует выбирать так, чтобы они обеспечивали возможность выполнения вышеприведенного равенства по величине и фазе. Кроме того, схема должна включать известное образцовое полное сопротивление. Эти условия позволяют создать весьма многочисленные варианты мостов переменного тока. На рис. 1.4.4 показан мост Вина, часто применяемый для измерения емкости конденсаторов. Неизвестное полное сопротивление, соответствующее емкости Сх с углом потерь 5Х, может быть легко определено по образцовой емкости с минимальными потерями Cjy по калиброванному резистору с сопротивлением потерь Лв и по отношению сопротивлений Щ/Я2 . При этом
c*=M*2/*i); tgex-i/(»c).
При использовании мостов для измерения полных сопротивлений необходимо следить за тем, чтобы частота измерений располагалась в диапазоне, на который рассчитано соответствующее полное сопротивление.
Потери в индуктивностях и емкостях можно выразить значением того угла 5 (угла потерь), на который сдвиг фаз между током и
о
напряжением меньше 90 . Так как этот угол составляет всего несколько угловых градусов, он практически равен своему тангенсу - коэффициенту потерь tg5. Добротность Q определяется как величина, обратная тангенсу угла потерь (6 = 1/ tg5). Эти параметры тоже зависят от частоты, и поэтому необходимо указывать частоту, при которой проводилось измерение. Кроме трех основных составляющих полного сопротивления R, L и С возможны любые их сочетания. Для заданной частоты они могут быть сведены в конкретных случаях к эквивалентным схемам R - L или R - С.
В цифровых измерительных приборах (ЦИП) непрерывный сигнал преобразуется в дискретный выходной сигнал, представленный в цифровой форме. Преимущества ЦИП перед аналоговыми приборами обусловлены малой погрешностью измерений, высокой чувствительностью, большим быстродействием, отсутствием субъективной ошибки отсчета результата измерений, возможностью автоматизации процесса измерения и простой реализации возможности документирования результата измерений.
Технические характеристики ЦИП приводятся в табл. 1.4.3.
Значительному прогрессу цифровых средств измерений способствует применение микропроцессоров (МП). На их основе создаются новые поколения программируемых универсальных многофункциональных приборов. В ЦИП микропроцессоры могут выполнять автокалибровку, самодиагностику, математическую обработку результатов измерений, ли-неризацию характеристик измерительных преобразователей, коррекцию нуля. Кроме того, МП управляют временем измерения и процессом преобразования, осуществляют автоматический выбор диапазона и выполняют функции интерфейса.
Цифровые мосты с МП позволяют измерять не только сопротивление, емкость и индуктивность, но и определять активную проводимость, добротность и тангенс угла потерь. МП вычисляет процентные отклонения измеряемых величин от номинальных значений и контролируют заданные пределы измерения, что позволяет сортировать элементы цепей по допускам. МП обеспечивает выбор режима измерений (однократный, непрерывный или усредненный), уровня сигналов на измеряемом элементе, рабочей частоты и скорости измерений.
Возможность разработки и производства средств измерений электрических величин определяется наличием метрологического .обеспечения, то есть методов и средств, позволяющих производить поверку средств измерений и обеспечивать единство измерений. Технические характеристики средств метрологического обеспечения приводятся в табл. 1.4.4.
1.4.3. Технические характеристики цифровых измерительных приборов
Средство измерения | Диапазон измерения (преобразования) | |||
на постоянном токе | на переменном токе | сопротивления | ||
значение | частота | |||
Вольтметры Омметры Комбинированные приборы АЦПиЦАП | 1 • 10"9 - 1 • 103 В 1 • Ю-9 - 1 • ДО3 В; 1 • ДО-11 - 5 А 1 • Ю-4 - 1 Ю3 В; 1 • ДО"6 - 5 А | 1 • до-6 - 1 • 103 В 1 • ДО"6 - 1 • 103 В; 1 • ДО"7 - 5 А 1 • ДО"4 - 1 • ДО3 В; 1 • ДО"6 - 5 А | 0,05 Гц - ДООкГц 0,05 Гц - 100 кГц 0,05 Гц - 100 кГц | ДО"8 - ДО16 Ом МО"6 - МО10 Ом 1 • ДО"2 - ДО7 Ом |
Средство измерения | Предел допускаемой погрешности измерения, % | Время измерения, с | Потребляемая мощность, В-А | ||
на постоянном токе | на переменном токе | сопротивление | |||
Вольтметры | 0,2 - 0,0005 | 0,5 - 0,06 |
| 60 - 1 • ДО"3 | 50 |
Омметры | - | - | 0,005 - 20,0 | 1 • ДО"3 - 5 | 50 |
Комбиниро- | 0,5 - 0,002 | 1,0 - 0,05 | 1,5 - 0,005 | 60 - 1 • ДО"2 | 60 |
ванные при- | 0,5 - 0,01 | ||||
боры | |||||
АЦПиЦАП | 1.5 - 0.5 | 2,5 - 0,5 | 2,5 - 0,5 | 20 | 15 |
1.4.4. Технические характеристики средств метрологического обеспечения
Измеряемая величина или средство измерения | Параметр | Значение |
1 | 2 | 3 |
Напряжение постоянного тока | Диапазон измерения Погрешность | 5 • ДО7 -ДО5 В ± (0,0001 - 1,5) % |
Меры напряжения постоянного тока: однозначные многозначные программируемые с ручным управлением | Диапазон измерения Погрешность Диапазон измерения Погрешность Диапазон измерения Погрешность | 1,01756 - 1,01960 В ± (0,0005 - 0,01) % ДО"5 - ДО3 В ± (0,003 - 0,02) % ДО"9 - 10 В ± (0,0002 - 0,02) % |
Сила постоянного тока | Диапазон измерения Погрешность | ДО"16 - 7 • ДО4 А ± (0,01 - 5,0) % |
Меры силы постоянного тока многозначные программируемые | Диапазон измерения Погрешность | ДО"9 - 10 А ± (0,006 - 0,03) % |
Напряжение переменного тока | Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон | до-4 - до5 в ±(0,01 - 0,5) % 0,02 - 5 • ДО3 кГц |
Меры напряжения переменного тока многозначные программируемые | Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон | до-5 - ДО3 В ± (0,03 - 0,2) % 0,02 - 100 кГц |
Сила переменного тока | Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон | ДО"7 - ДО4 А ± (0,03 - 0,5) % 0,02 - 200 кГц |
Мощность пременного тока: однофазного | Напряжение Сила тока Погрешность Частотный диапазон | 5 • ДО"1 - 6 • ДО2 В 25 • ДО"3 - 6 ♦ ДО2 А ± (0,05 - 0,5) % 0,04 - 20 кГц |
Продолжение табл. 1.4.4.
1 | 2 | 3 |
трехфазного | Напряжение Сила тока Погрешность Частотный диапазон | 30 - 6 • 102 В Ю-1 - 6 ♦ 102 А ± (0,05 - 0,5) % 0,045 - 1,1 кГц |
Сопротивление постоянному току; меры и магазины с ручным управлением меры программируемые мосты и установки | Диапазон измерения Погрешность Диапазон измерения Погрешность Диапазон измерения Погрешность | 10"4 - 1012 Ом ± (0,002 - 0,2) % 1 - 107 Ом ±(0,01 - 0,1) % 10"7 - 1015 Ом ± (0,005 - 10,0) % |
Сопротивление переменному току; меры и магазины с ручным управлением мосты и установки | Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон | 103 - 10* Ом ± (0,005 - 0,01) % 0,05 - ЮОкГц Ю-2 - 20 • 10* Ом ± (0,05 - 15,0) % 0,05 - 10 кГц |
Электрическая емкость; меры и магазины с ручным управлением меры программируемые мосты и установки | Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон | Ю-15 - 1,1 • 10"4Ф ± (0,02 - 0,5) % 0,04 - 100 кГц 1 • ю-12 - ю-2 Ф ±(0,1 - 10) % 0,05 - 10 кГц 10"14 - 20 • 10"3 Ф ± (0,02 - 15,0) % 0,02 - 104 кГц |
Индуктивность; меры и магазины с ручным управлением меры программируемые мосты и установки | Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон Диапазон измерения Погрешность Частотный диапазон | 10~8 - 1 Гн ± (0,02 - 1,0) % 0,02 - 3 • 104 кГц 10-* - 2 • 103 Гн ±(0,1 - 1,0) % 0,05 - 10 кГц 3 • Ю-8 - 20 • 105 Гн ± (0,05 - 15,0) % 0,04 - 50 кГц |
Глава 1.5
ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ
1.5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Магнетизм - универсальное свойство материи. Измерение магнитных характеристик веществ и готовых изделий позволяет не только определить их конкретные магнитные параметры, но косвенно по ним оценить структурное состояние, химический и фазовый составы, прочностные характеристики деталей, в ряде случаев уровень макро- и микронапряжение й. Измерением магнитных полей вблизи несплошностей можно оценить геометрические параметры дефекта, а иногда и его вид.
В технической диагностике материалов и изделий измерения магнитных параметров используют как для аттестации магнитных материалов, так и для определения немагнитных параметров веществ, изделий и конструкций.
Классификация магнитных материалов.
Магнитные материалы являются существенными элементами конструкции электрических машин, приборов и устройств. Магнитные материалы делятся на матитомягкие и магни-тотвердые.
Магнитомягкие материалы (МММ) имеют высокую магнитную проницаемость, низкое значение коэрцитивной силы, узкую петлю гистерезиса с малыми потерями на пере-магничивание, способность намагничиваться до насыщения уже в слабых магнитных полях.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]