MEE [fitzuica]

Download MEE [fitzuica]

Post on 05-Jul-2015

178 views

Category:

Documents

8 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>~1~ M.E.E. 01. Clasificarea erorilor3 02. Calculul erorilor n cazul msurrilor directe.5 03. Calculul erorilor n cazul msurrilor indirecte..7 04. Etaloane. Definiie. Clasificare9 05. Etaloane de current11 06. Etaloane de tensiune electromotoare Weston12. 07. Etaloane cu diode Zener13 08. Etaloane de frecven16 09. Caract metrologice ale aparatelor de msur electrice..19 10. Dispozitivul de msur magnetoelectric21 11. Dispozitivul de msur ferromagnetic..24 12. Dispozitivul de msur electrodinamic..26 13. Dispozitivul de msur ferodinamic.28 14. Contorul de inducie monofazat...29 15. Elem constructive comune ale aparatelor de msur analogice: Dispoz de msur.32 16. Elemente constructive comune ale aparatelor de msur analogice. Dispozitivul de producere a cuplului rezistent. Dispozitivul de citire..34 17. Elemente constructive comune ale aparatelor de msur analogice. Amortizorul. Corectorul de zero...36 18. Osciloscopul catodic. Pri componente..39 19. Osciloscopul catodic. Regimuri de func. Ec de scar.42 20. Osciloscopul numeric44 21. CAN cu simpl integrare .46 22. CAN cu dubl integrare ...49 23. CAN cu aproximaii successive...51 24. CNA. Principiul conversiei numeric analogice.52 25. CNA cu reele ponderate binar54 26. CNA cu reele R-2R55 ~5~ 02. Calculul erorilor n cazul msurrilor directe Aceste calcule le vom face pentru AM statice la care indicaia nu depinde de timp sau variaz foarte lent cu timpul. n condiii de referin, eroarea ( ) ce apare la msurarea unei mrimi cu un AM analogic este:</p> <p>~2~ 27. Divizoare de tensiune continu56 28. Divizoare de tensiune alternativ.58 29. Transformatorul de tensiune60 30. Transformatorul de curent63 31. Amplificatoare de msurare. Clasificare..65 32. Amplificatoare operaionale. Caracteristici de baza.67 33. Configuratii AO inversoare..70 34. Configuratii AO neinversoare..73 35. Amplificatoare difereniale...75 36. Amplificatorul de instrumentaie cu 3 AO..77 37. Msurarea puterii active n circuite de curent alternativ monofazat..80 38. Masurarea puterii reactive n circuite de curent alternativ monofazat prin metoda direct i metoda indirecta...85 39. Msurarea puterii reactive n circuite de curent alternativ monofazat cu varmetrul electrodinamic ...88 40. Msurarea puterii active n circuite de curent alternativ trifazat91 41. Msurarea puterii reactive n circuite de curent alternativ trifazat94 42. Frecvenmetru numeric98 43. Periodmetru numeric. Determ frecvenei critice...100</p> <p>Succes !!!</p> <p>~3~ 01. Clasificarea erorilor 1) Erorile singulare (grosolane) se datoreaz operatorului i provin din greeli nerepetate ale acestuia. Ele conduc la obinerea unor rezultate aberante i au cauze subiective legate de utilizarea greit a mijloacelor de msurare sau a metodelor de msurare. Eliminarea acestor erori se poate face prin simpla comparare a rezultatului dubios cu rezultatele citite anterior. 2) Erori sistematice (de justee) Caracteristica acestor erori o consituie apariia lor n condiii identice; (de ex. o bobin i modific rezistena ori de cte ori se modific temperatura). Printre cauzele apariiei acestor erori sunt de menionat: imperfeciunea reglajului de zero la AM, imperfeciunea metodelor de msur, consumul propriu la AM, variaia factorilor de influen. Erorile sistematice pot fi constante sau pot varia dup o lege cunoscut. 3) Erori ntmpltoare (de fidelitate) Caracteristica principal a erorilor ntmpltoare o constituie faptul c, n condiii identice pot s apar sau pot s nu apar. Din aceast cauz ele nu pot fi cunoscute ca mrime i semn, ci numai ca limit superioar, cu ajutorul statisticii matematice, pe baza efectuarii mai multor determinrii pt aceeasi valoare a msurandului.Cauzele acestor erori: fluctuaiile accidentale ale factorilor de influen (temperatur, tensiune de alimentare, cmpuri magnetice) n caracterul aleatoriu al unor parametri funcionali (frecare n lagre, zgomotul componentelor electronice) i n variaia calitii operatorului n timpul citirii AM. 4) Erori maximale numite i erori limit, conin o component sistematic i una aleatoare (ntmpltoare), i la care din motive tehnice sau economice, componenta sistematic nu se separ de cealalta pt a putea fi eliminat prin corecie. Din acest</p> <p>~4~ motiv nici erorile maximale nu sunt cunoscute ca valoare i semn ci numai ca o limit superioar, deci nu pot fi eliminate</p> <p>=SU </p> <p>U=</p> <p>1S </p> <p>U=C</p> <p>~6~ Eroarea absolute maxima este aceeasi indifferent de pozitia acului indicator pe scara.</p> <p>(x)max</p> <p> = +a</p> <p>c</p> <p> a reprezint eroarea cauzat de AM c reprezint eroarea de citire. La AM obinuite (clas 0.5 3), n condiii standard, cI[IA, IB]</p> <p>Uz2</p> <p>+ U2 -</p> <p>U2=Uz1-R2Iz2 U2=Uz2-R1Iz1 2U2=Uz1+Uz2(R1Iz1+R2Iz2)=&gt; In schemele stabilizatoare de tensiune se folosesc elemente pt compensarea variatiei tensiunii Zener cu temperatura (termistori) sau se folosesc diode Zener direct compensate.</p> <p>f =r</p> <p>1.6 2.8 ( MHz ) g (mm )</p> <p>UZ/UZT100=0,1%/</p> <p>-</p> <p>D1</p> <p>e)c</p> <p>Frecvena de rezonan (fr) a plcuei este dependent de grosimea g,</p> <p>~ 17 ~</p> <p>Aceste etaloane ating precizii de sunt termostatate. Termostatarea oscilatorului cu cuar</p> <p>10710-9 daca</p> <p>~ 18 ~ Oscilatorul sau numai cuarul este introdus ntr-o cutiu paralelipipedic sau cilindric peste care este nfurat un fir nclzitor F alimentat de la un traductor de temperatur prin intermediul a dou amplificatoare: A1 (de eroare), A2 (de putere). Traductorul de temperatur este format dintr-un senzor termorezistiv (T) n contact termic cu incinta C i care este conectat ntr-o punte Wheatstone, alimentat n curent continuu (E). La 70 0C puntea este n echilibru. Dac temperatura lui C scade sau crete fa de aceast valoare, puntea se dezechilibreaz, iar tensiunea de dezechilibru comand prin intermediul lui A1 i A2 creterea sau scderea curentului din firul F pn cnd temperatura cilindrului revine la valoarea prescris (+70 0C). Sistemul de reglare a temperaturii este de tipul cu aciune continu spre a feri cuarul de ocuri termice, iar firul nclzitor (F) este alimentat n curent continuu spre a evita vehicularea de tensiuni parazite n vecintatea rezonatorului cu cuar. Consumul termostatului este 0,5-5 W n funcie de calitatea izolaiei termice.</p> <p>Frecventa oscilotorului cu cuart este stabile la -10 +70</p> <p> si la . Termostatarea se va face la temperature pozitiva.</p> <p>~ 19 ~ 09. Caracteristici metrologice ale aparatelor de msur electrice Precizia este caracteristica metrologic global a unui aparat de msurat prin care se exprim gradul de exactitate a rezultatelor n msurri. Precizia se exprim printr-un indice de clas unic (c) nscris pe scara gradat i care indic eroarea limit n condiii de referin. Sensibilitatea unui aparat este proprietatea de a pune n eviden dou stri distincte ale fenomenului msurat, ct mai apropiate ntre ele. Sensibilitatea - raportul dintre variaia mrimii de ieire la variaia mrimii de intrare S= dy / dx sau ntre mrimea de ieire i cea de intrare: S=y/x. n acest ultim caz se definete constanta mijlocului de msurat ca inversul sensibilitii: C=1/S=x/y (mV/cm, mA/div) Fiabilitatea sau sigurana n funcionare este nsuirea aparatului de a-i pstra performanele un timp ct mai ndelungat i n condiii ct mai diferite de mediu. Robusteea este calitatea aparatelor de msurat de a rezista diverselor ocuri i trepidaii mecanice, fr a se deteriora sau a introduce erori suplimentare. Este determinat, n general, de suspensia sistemului mobil. Un aparat de msurat electric este cu atat mai precis cu ct este mai fidel, mai precis, mai sensibil, cu un consum mai redus. Capacitatea de suprancrcare este proprietatea aparatului de a suporta, fr deteriorri sau erori suplimentare, sarcini mai mari dect cea nominal, care s produc supranclziri de lung durat - capacitate de suprancrcare termic - sau ocuri mecanice de scurt durat (datorate unor suprancrcri brute) capacitate de suprancrcare dinamic.</p> <p>~ 20 ~ Rezoluia - cea mai mic variaie a mrimii de msurat care poate fi sesizat la ieirea mijlocului de msurat i este legat de dispozitivul de afiare a rezultatului. Astfel, ea se apreciaz prin fraciuni de diviziune la aparatele analogice i ca uniti din cifra cea mai puin semnificativ la numerice. Puterea consumat: este puterea preluat de la fenomenul supus msurrii pentru formarea semnalului metrologic i obinerea valorii msurandului. Puterea consumat n cazul instrumentelor electromecanice este cuprins ntre microwai i wai iar n cazul ap de msurat electronice este mult mai redus. Timpul de stabilizare (amortizare) timpul de rspuns reprezint durata de timp calculat de la aplicarea mrimii de msurat la intrarea instrumentului pn cnd abaterea poziiei indicatorului pe scara gradat fa de poziia stabilizat ajunge s fie mai mic dect 1,5 % din lungimea scrii.</p> <p>~ 21 ~ 10. Dispozitivul de msur magnetoelectric Are la baza interactiunea dintre campul magnetic produs de unul sau mai multi magneti permanenti si curentul electric ce strabate una sau mai multe infasurari fixe. Dispozitiv de msurat magnetoel.cu magnet fix i bobin mobil :</p> <p>~ 22 ~ De semiaxe sunt prinse dou arcuri spirale care creeaz cuplul rezistent i n acelai timp servesc la aducerea curentului n bobina mobil. La trecerea unui curent continuu prin bobin, ca urmare a interaciunii curentului cu cmpul magnetic, asupra prilor active ale spirelor bobinei acioneaz fore F care dau natere unui cuplu activ Ma ce rotete bobina. Expresia cuplului activ este dat conform ecuaiei generale a cuplului activ de derivata energiei cmpului magnetic Wm n raport cu deviaia a sistemului mobil. Energia cmpului magnetic este produsul dintre fluxul magnetic al magnetului permanent care strbate bobina i curentul I din aceasta este:</p> <p>~ 23 ~</p> <p>Wm=I</p> <p>Cmpul magnetic n ntrefier fiind radial i uniform, variaia fluxului este: d = nBbld = BSnd B este inducia magnetic n ntrefier; b - limea bobinei; l lungimea prii active a spirelor bobinei; S - suprafaa activ a bobinei; n - numrul de spire al bobinei. Introducnd aceast expresie n ecuaia general a cuplului activ, se obine: Acesta const dintr-un circuit magnetic alctuit dintrun magnet permanent n form de potcoav, la capetele cruia sunt fixate dou piese polare cu deschidere cilindric care cuprind ntre ele un miez cilindric fix, i o bobin mobil ce se poate roti liber n jurul miezului cilindric n cmpul magnetic radial i uniform din ntrefierul circuitului magnetic. Bobina mobil, constituit din nfurarea unui conductor subire (de diametru 0,02-0,2 mm) de cupru sau aluminiu izolat pe un cadru uor de aluminiu, este montat pe dou semiaxe.</p> <p>Ma =</p> <p> 0 -reprezint fluxul magnetic care strbate cadrul la o rotire a acestuia cu un unghi egal cu unitatea (1 radian).Mr = Ma Cuplul rezistent este dat de arcurile spirale D - constanta arcului spiralei=BSn I = SI I D(ecuaia scrii) ~ 27 ~ La trecerea curenilor continui I1 i I2 prin bobina fix, respectiv cea mobil, forele de interaciune care apar tind s aduc bobina mobil n poziia n care fluxul ar coincide cu cel al bobinei fixe. Cuplul activ este M a = dWem ~ 28 ~ 13. Dispozitivul de msur ferodinamic Dispozitivul ferodinamic este similar celui electrodinamic avnd ns circuitul magnetic al bobinei fixe format n cea mai mare parte din material feromagnetic (tole de transformator sau pulberi feromagnetice presate, pentru reducerea pierderilor prin histerezis i cureni turbionari). Bobina mobila se mic ntr-un cmp magnetic uniform i radial, ceea ce asigur o independen a cuplului activ fa de unghiul de deviaie. n cele doua bobine, fix i mobil, avnd curenii continui I1 i I2, expresia cuplului activ este:</p> <p>dWm d =I = IBSn = I 0 d d</p> <p> BSn (sensibilitatea dispozitivului) = I D Ecuaia scrii arat c la dispozitivele de msurat magnetoelectrice deviaia sistemului mobil este proporional cu curentul de msurat i deci scara gradat a aparatului este uniform. Principalele marimi de influentaasupra dispozitivelor de msurat magnetoelectrice sunt : cmpurile magnetice exterioare si temperatura. Putem neglija influena cmpurilor magnetice exterioare pentru ca dispozitivul magnetoelectric are un camp magnetic propriu foarte puternic. Dispozitivele de msurat magnetoelectrice sunt cele mai precise i sensibile dispozitive de msurat indicatoare, putnd ajunge la clasa de precizie 0,1. Ele au, de asemenea, calitatea de a avea un consum propriu redus (civa mW). Aceste dispozitive nu suport suprancrcri mari, deoarece curentul de msurat ajungnd la bobina mobil prin arcurile spirale, provoac supranclzirea acestora ceea ce duce la pierderea elasticitii i chiar la ardere.SI =</p> <p>~ 24 ~ 11. Dispozitivul de msur feromagnetic n dispozitivele feromagnetice cuplul activ este creat de forele de interaciune care se exercit ntre cmpul magnetic produs de o bobina fix parcurs de curentul de msurat i una sau mai multe piese feromagnetice aflate sub aciunea cmpului magnetic. Sub aciunea acestor forte, piesele feromagnetice se deplaseaz n regiunea unde cmpul magnetic este mai intens, mrind prin aceasta energia magnetica a sistemului. Simbolul adoptat pentru acest dispozitiv se d n fig.1. Dup sensul forei care acioneaz asupra sistemului mobil deosebim dispozitive feromagnetice: a) cu atracie, la care piesele feromagnetice sunt atrase n interiorul bobinei; b) cu repulsie, la care piesele feromagnetice aflate n interiorul bobinei se resping intre ele .</p> <p>Mr=D</p> <p>Fig. 2 Dispozitiv feromagnetic cu atracie</p> <p>~ 25 ~ a) Dispozitivul este alctuit (fig. 2) dintr-o bobina plat, cu o fanta n care piesa feromagnetica fixat excentric pe ax poate intra mai mult sau mai puin, determinnd i indicaia corespunztoare pe cadran, n funcie de curentul care parcurge bobina. Cuplul antagonist este mecanic, creat de un resort spiral pe ax. Amortizarea se face pneumatic, prin frecarea cu aerul a unei palete ce culiseaz ntr-un tunel nchis. b) La dispozitivul cu repulsie (fig. 3) bobina este cilindric, parcurs de curentul de msurat. n interior se afl dou piese feromagnetice, una fixat pe bobin, iar alta legat rigid de axul indicatorului. Cnd bobina este parcursa de curent, cele doua piese se polarizeaz magnetic n acelai mod i apare un cuplu activ care are drept consecin repulsia lor magnetic.</p> <p>~ 26 ~ 12. Dispozitivul de msur electrodinamic n dispozitivele de msurat electrodinamice i ferodinamice pentru deplasarea sistemului mobil se folosete energia cmpului magnetic a sistemului format din una sau mai multe bobine fixe (care produc cmpul magnetic) i una sau mai multe bobine mobile (care se mic n acest cmp).</p> <p>Wem =</p> <p>1 1 L1 I 12 + L2 I 2 2 + L12 I 1 I 2 2 2</p> <p>d</p> <p>Cum doar inductivitatea mutual depinde de deviaia</p> <p>:</p> <p>Ma =</p> <p>La echilibru cu cuplul mecanic rezistent: M a = M r = D M 1 dL dL12 = a = I1I 2 12 const M a = kI1 I 2 D D d d</p> <p>dWem dL = I1 I 2 12 d d</p> <p>M a = NBAI 2 = Nk1I1 AI 2 = NAk1 I1I 2 = kI1 I 2N - nr. de spire al bobinei mobile; A - aria activ; B = k1 I1; k = NAk1 - constanta constructiv. n c.a. sistemul mobil se deplaseaz sub aciunea cuplului activ mediu (considernd inducia B n faz cu curentul I1 care o produce):</p> <p>=Fig. 3 Dispozitiv Dispozitivul electrodinamic const din: - dou bobine fixe cilindrice, coa...</p>