Temel elektriksel karakteristiklerin ölçümü. Elektriksel ölçüm yöntemlerinin ve araçlarının genel özellikleri

ELEKTRİK ÖLÇÜMLERİ
gerilim, direnç, akım, güç gibi elektriksel büyüklüklerin ölçümü. Ölçümler çeşitli araçlar kullanılarak yapılır - ölçüm aletleri, devreler ve özel cihazlar. Ölçüm cihazının tipi, ölçülen miktarın tipine ve boyutuna (değer aralığı) ve ayrıca gerekli ölçüm doğruluğuna bağlıdır. Elektriksel ölçümler SI sisteminin temel birimlerini kullanır: volt (V), ohm (Ohm), farad (F), henry (G), amper (A) ve saniye (s).
ELEKTRİK DEĞERLERİ BİRİMLERİNİN STANDARTLARI
Bir elektriksel ölçüm, uygun birimlerle (örneğin, 3 A, 4 V) ifade edilen fiziksel bir niceliğin değerinin (deneysel yöntemlerle) bir bulgusudur. Elektriksel büyüklük birimlerinin değerleri, fizik yasalarına ve mekanik büyüklük birimlerine uygun olarak uluslararası anlaşma ile belirlenir. Uluslararası anlaşmalarla belirlenen elektriksel büyüklük birimlerinin "bakımı" zorluklarla dolu olduğundan, bunlar elektriksel büyüklük birimlerinin "pratik" standartları olarak sunulmaktadır. Bu tür standartlar, farklı ülkelerin devlet metroloji laboratuvarları tarafından desteklenmektedir. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nde, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü, elektrik ünitesi standartlarını korumaktan yasal olarak sorumludur. Zaman zaman, elektriksel büyüklük birimlerinin standartlarının değerleri ile bu birimlerin tanımları arasındaki yazışmaları netleştirmek için deneyler yapılır. 1990 yılında, sanayileşmiş ülkelerin devlet metroloji laboratuvarları, elektriksel büyüklük birimlerinin tüm pratik standartlarının kendi aralarında ve bu miktarların birimlerinin uluslararası tanımlarıyla uyumlu hale getirilmesi konusunda bir anlaşma imzaladı. Elektriksel ölçümler, voltaj ve DC akımı, DC direnci, endüktans ve kapasitans için durum standartlarına uygun olarak yapılır. Bu tür standartlar, sabit elektriksel özelliklere sahip olan cihazlar veya bazı fiziksel fenomenler temelinde, temel fiziksel sabitlerin bilinen değerlerinden hesaplanan elektriksel bir miktarın yeniden üretildiği tesislerdir. Watt ve watt-saat standartları desteklenmez, çünkü bu birimlerin değerlerini, onları diğer niceliklerin birimleriyle ilişkilendiren denklemler tanımlayarak hesaplamak daha mantıklıdır. Ayrıca bakınız FİZİKSEL MİKTARLARIN ÖLÇÜ BİRİMLERİ.
ÖLÇÜM CİHAZLARI
Elektrikli ölçüm aletleri, çoğunlukla elektriksel büyüklüklerin veya elektriksel olmayan büyüklüklerin elektriksel büyüklüklere çevrilmiş anlık değerlerini ölçer. Tüm cihazlar analog ve dijital olarak ayrılmıştır. İlki genellikle ölçülen miktarın değerini, bölümlerle birlikte bir ölçek boyunca hareket eden bir ok vasıtasıyla gösterir. İkincisi, ölçülen değeri bir sayı olarak gösteren bir dijital ekranla donatılmıştır. Dijital göstergeler, daha doğru, okunması daha kolay ve genellikle daha çok yönlü oldukları için çoğu ölçüm için tercih edilir. Dijital multimetreler ("multimetreler") ve dijital voltmetreler, orta ila yüksek doğrulukla DC direncinin yanı sıra AC voltajı ve akımı ölçmek için kullanılır. Analog cihazlar yavaş yavaş dijital cihazlarla değiştiriliyor, ancak yine de düşük maliyetin önemli olduğu ve yüksek doğruluğun gerekli olmadığı uygulamalar buluyorlar. Direnç ve empedansın (empedans) en doğru ölçümleri için ölçüm köprüleri ve diğer özel ölçüm cihazları mevcuttur. Kayıt cihazları, zaman içinde ölçülen değerdeki değişimin seyrini kaydetmek için kullanılır - teyp kaydediciler ve elektronik osiloskoplar, analog ve dijital.
DİJİTAL ARAÇLAR
En basit dijital sayaçlar hariç tümü, giriş sinyalini bir analog-dijital dönüştürücü (ADC) tarafından sayısallaştırılan bir voltaj sinyaline dönüştürmek için amplifikatörler ve diğer elektronik bileşenler kullanır. Ölçülen değeri ifade eden bir sayı, bir LED (LED), vakumlu floresan veya sıvı kristal (LCD) gösterge (ekran) üzerinde görüntülenir. Cihaz genellikle gömülü bir mikroişlemcinin kontrolü altında çalışır ve basit cihazlarda mikroişlemci, tek bir entegre devre üzerinde bir ADC ile birleştirilir. Dijital enstrümanlar, harici bir bilgisayara bağlandığında çalışmak için çok uygundur. Bazı ölçüm türlerinde, böyle bir bilgisayar, cihazın ölçüm işlevlerini değiştirir ve bunların işlenmesi için veri iletim komutları verir.
Analogdan dijitale dönüştürücüler.Üç ana ADC türü vardır: entegrasyon, ardışık yaklaşım ve paralel. Entegre ADC, giriş sinyalinin zaman içindeki ortalamasını alır. Listelenen üç türden en doğru olanı, aynı zamanda "en yavaş" olanıdır. Entegre ADC'nin dönüşüm süresi 0,001 ila 50 s veya daha fazla aralığındadır, hata %0,1-0,0003'tür. Ardışık yaklaşık ADC hatası biraz daha yüksektir (%0.4-0.002), ancak dönüştürme süresi 10 µs'den 1 ms'ye kadardır. Paralel ADC'ler en hızlı, ancak aynı zamanda en az doğru olanlardır: dönüştürme süreleri yaklaşık 0,25 ns'dir, hata %0,4 ila %2 arasındadır.
Ayrıklaştırma yöntemleri. Sinyal, zaman içinde tek tek noktalarda hızlı bir şekilde ölçülerek ve ölçülen değerleri dijital forma dönüştürüldüğü süre boyunca tutarak (saklayarak) zaman içinde ayrıklaştırılır. Alınan ayrık değerlerin sırası, dalga formuna sahip bir eğri olarak görüntülenebilir; bu değerlerin karesini alıp toplayarak sinyalin RMS değerini hesaplayabilirsiniz; yükselme süresini, maksimum değeri, zaman ortalamasını, frekans spektrumunu vb. hesaplamak için de kullanılabilirler. Zaman örneklemesi, tek bir dalga biçimi periyodu ("gerçek zamanlı") veya (sıralı veya rastgele örneklenmiş) bir dizi tekrar eden periyot üzerinden yapılabilir.
Dijital voltmetreler ve multimetreler. Dijital voltmetreler ve multimetreler, bir miktarın yarı statik değerini ölçer ve sayısal olarak gösterir. Voltmetreler doğrudan yalnızca voltajı, genellikle DC'yi ölçerken, multimetreler DC ve AC voltajını, akımı, DC direncini ve bazen sıcaklığı ölçebilir. Bunlar, %0,2 ila %0,001 ölçüm doğruluğuna sahip en yaygın genel amaçlı test cihazlarıdır ve 3,5 veya 4,5 basamaklı dijital ekran ile mevcuttur. "Yarım tamsayı" karakter (rakam), ekranın nominal karakter sayısının ötesine geçen sayıları gösterebileceğinin koşullu bir göstergesidir. Örneğin, 1-2V aralığındaki 3,5 haneli (3,5 haneli) bir ekran 1,999V'a kadar olan voltajları gösterebilir.
Toplam direnç ölçerler. Bunlar, bir kapasitörün kapasitansını, bir direncin direncini, bir indüktörün endüktansını veya bir kondansatörün veya indüktör-direnç bağlantısının toplam direncini (empedans) ölçen ve görüntüleyen özel araçlardır. 0.00001 pF ila 99.999 µF arasındaki kapasitansı, 0.00001 Ω ila 99.999 kΩ arasındaki direnci ve 0.0001 mH ila 99.999 G arasındaki endüktansı ölçmek için bu tip cihazlar mevcuttur. Hiçbir cihaz olmasa da 5 Hz ila 100 MHz frekanslarında ölçümler yapılabilir. tüm frekans aralığını kapsamaz. 1 kHz'e yakın frekanslarda, hata yalnızca %0.02 olabilir, ancak doğruluk, frekans aralıklarının ve ölçülen değerlerin sınırlarına yakın azalır. Çoğu cihaz, ana ölçülen değerlerden hesaplanan bir bobinin kalite faktörü veya bir kapasitörün kayıp faktörü gibi türetilmiş değerleri de görüntüleyebilir.
ANALOG ALETLER
Doğru akımda voltaj, akım ve direnci ölçmek için kalıcı mıknatıslı ve çok dönüşlü hareketli parçalı analog manyetoelektrik cihazlar kullanılır. Bu tür işaretçi tipi cihazlar, 0,5 ila 5'lik bir hata ile karakterize edilir. Basit ve ucuzdurlar (örneğin, akımı ve sıcaklığı gösteren otomotiv aletleri), ancak önemli bir doğruluğun gerekli olduğu yerlerde kullanılmazlar.
Manyetoelektrik cihazlar. Bu tür cihazlarda, hareketli parçanın sargısının dönüşlerinde manyetik alanın akımla etkileşim kuvveti, ikincisini döndürme eğiliminde kullanılır. Bu kuvvetin momenti, karşı yay tarafından oluşturulan moment ile dengelenir, böylece akımın her değeri, okun skaladaki belirli bir konumuna karşılık gelir. Hareketli kısım, 3x5 ila 25x35 mm boyutlarında çok turlu tel çerçeve şeklindedir ve mümkün olduğunca hafif yapılmıştır. Taş yataklara monte edilen veya metal bir banttan asılan hareketli parça, güçlü bir kalıcı mıknatısın kutupları arasına yerleştirilir. Torku dengeleyen iki sarmal yay aynı zamanda hareketli parçanın sarılması için akım iletkeni görevi görür. Manyetoelektrik cihaz, hareketli parçasının sargısından geçen akıma tepki verir ve bu nedenle bir ampermetre veya daha kesin olarak bir miliammetredir (çünkü ölçüm aralığının üst sınırı yaklaşık 50 mA'yı geçmez). Hareketli parçanın sargısına paralel olarak düşük dirençli bir şönt direnci bağlayarak daha yüksek akımları ölçmek için uyarlanabilir, böylece toplam ölçülen akımın sadece küçük bir kısmı hareketli parçanın sargısına dallanır. Böyle bir cihaz, binlerce amperde ölçülen akımlar için uygundur. Sargıya seri olarak ek bir direnç bağlarsanız, cihaz bir voltmetreye dönüşecektir. Böyle bir seri bağlantıdaki voltaj düşüşü, direncin direncinin ve cihaz tarafından gösterilen akımın ürününe eşittir, böylece ölçeği volt olarak derecelendirilebilir. Bir manyetoelektrik miliammetreden bir ohmmetre yapmak için, ona seri olarak ölçülen dirençler bağlamanız ve bu seri bağlantıya, örneğin bir güç pilinden sabit bir voltaj uygulamanız gerekir. Böyle bir devredeki akım, dirençle orantılı olmayacaktır ve bu nedenle doğrusal olmayanlığı düzeltmek için özel bir ölçeğe ihtiyaç vardır. Daha sonra, çok yüksek bir doğrulukla olmasa da, bir ölçekte direncin doğrudan bir okumasını yapmak mümkün olacaktır.
Galvanometreler. Manyetoelektrik cihazlar aynı zamanda galvanometreleri de içerir - son derece küçük akımları ölçmek için oldukça hassas cihazlar. Galvanometrelerde yatak yoktur, hareketli parçaları ince bir şerit veya iplik üzerine asılır, daha güçlü bir manyetik alan kullanılır ve işaretçi, askı ipliğine yapıştırılmış bir ayna ile değiştirilir (Şekil 1). Ayna, hareketli parça ile birlikte döner ve dönüş açısı, yaklaşık 1 m uA mesafeye ayarlanmış bir ölçekte fırlattığı ışık noktasının yer değiştirmesiyle tahmin edilir.

KAYIT CİHAZLARI
Kayıt cihazları, ölçülen değerin değerindeki değişikliğin "geçmişini" kaydeder. Bu tür enstrümanların en yaygın türleri, bir kalemle çizelge kağıt bandına bir miktar değişim eğrisi kaydeden şerit grafik kaydediciler, bir katot ışın tüpü ekranında bir süreç eğrisini süpüren analog elektronik osiloskoplar ve tek veya nadiren tekrarlanan sinyaller. Bu cihazlar arasındaki temel fark, kayıt hızıdır. Hareketli mekanik parçalarıyla şerit grafik kaydediciler, saniyeler, dakikalar ve hatta daha yavaş değişen sinyalleri kaydetmek için en uygunudur. Elektronik osiloskoplar, zaman içinde saniyenin milyonda birinden birkaç saniyeye kadar değişen sinyalleri kaydetme yeteneğine sahiptir.
ÖLÇÜM KÖPRÜLERİ
Bir ölçüm köprüsü, genellikle bu bileşenlerin parametrelerinin oranını belirlemek için tasarlanmış dirençler, kapasitörler ve indüktörlerden oluşan dört kollu bir elektrik devresidir. Devrenin bir çift zıt kutbuna bir güç kaynağı bağlanır ve diğerine bir boş dedektör bağlanır. Ölçüm köprüleri yalnızca en yüksek ölçüm doğruluğunun gerekli olduğu durumlarda kullanılır. (Orta doğrulukta ölçümler için, dijital aletler daha iyidir çünkü ele alınmaları daha kolaydır.) En iyi AC trafo köprülerinde %0,0000001 mertebesinde bir hata (oran ölçümü) vardır. Direnci ölçmek için en basit köprü, mucidi C. Wheatstone'un adını taşır.
Çift DC ölçüm köprüsü. 0,0001 ohm veya daha fazla mertebesinde bir kontak direnci oluşturmadan bakır telleri bir dirence bağlamak zordur. 1 Ω'luk bir direnç durumunda, böyle bir akım kablosu yalnızca %0,01'lik bir hataya neden olur, ancak 0,001 Ω'luk bir direnç için hata %10 olacaktır. Şeması Şekil 2'de gösterilen çift ölçüm köprüsü (Thomson köprüsü). 2, düşük değerli referans dirençlerinin direncini ölçmek için tasarlanmıştır. Bu tür dört kutuplu referans dirençlerinin direnci, potansiyel terminallerindeki (Rs direncinin p1, p2'si ve Şekil 2'deki Rx direncinin p3, p4) voltajının, mevcut terminallerinden geçen akıma oranı olarak tanımlanır ( c1, c2 ve c3, c4). Bu teknikle, bağlantı tellerinin direnci, istenen direncin ölçülmesinin sonucuna hata getirmez. İki ek kol m ve n, c2 ve c3 terminalleri arasındaki bağlantı teli 1'in etkisini ortadan kaldırır. Bu kolların m ve n dirençleri, M/m = N/n eşitliği sağlanacak şekilde seçilir. Daha sonra direnç Rs değiştirilerek dengesizlik sıfıra indirgenir ve Rx = Rs(N/M) bulunur.

Alternatif akımın ölçüm köprüleri. En yaygın AC ölçüm köprüleri, ya 50-60 Hz şebeke frekansında ya da ses frekanslarında (tipik olarak 1000 Hz civarında) ölçüm yapmak üzere tasarlanmıştır; özel ölçüm köprüleri 100 MHz'e kadar olan frekanslarda çalışır. Kural olarak, voltaj oranını tam olarak ayarlayan iki ayak yerine alternatif akım köprülerini ölçmek için bir transformatör kullanılır. Bu kuralın bir istisnası, Maxwell-Wien ölçüm köprüsüdür.
Ölçme Köprüsü Maxwell - Wien. Böyle bir ölçüm köprüsü, tam olarak bilinmeyen bir çalışma frekansında endüktans standartlarını (L) kapasitans standartlarıyla karşılaştırmanıza olanak tanır. Kapasitans standartları, hassas endüktans standartlarından yapısal olarak daha basit, daha kompakt, daha kolay kalkan olmaları ve pratik olarak harici elektromanyetik alanlar oluşturmamaları nedeniyle yüksek hassasiyetli ölçümlerde kullanılır. Bu ölçüm köprüsü için denge koşulları: Lx = R2R3C1 ve Rx = (R2R3) /R1 (Şekil 3). Lx değeri frekansa bağlı değilse, "kirli" bir güç kaynağı (yani, temel frekansın harmoniklerini içeren bir sinyal kaynağı) durumunda bile köprü dengelenir.

burada T, Y(t) sinyalinin periyodudur. Maksimum değer Ymax, sinyalin en büyük anlık değeridir ve ortalama mutlak değer YAA, zaman içinde ortalaması alınan mutlak değerdir. Sinüsoidal bir salınım biçimiyle Yeff = 0.707Ymax ve YAA = 0.637Ymax.
Alternatif akımın gerilim ve gücünün ölçülmesi. Neredeyse tüm AC voltaj ve akım sayaçları, giriş sinyalinin etkin değeri olarak düşünülmesi önerilen bir değeri gösterir. Bununla birlikte, ucuz cihazlar genellikle sinyalin ortalama mutlak veya maksimum değerini gerçekten ölçer ve ölçek, giriş sinyalinin sinüzoidal olduğu varsayılarak okumanın eşdeğer etkin değere karşılık gelmesi için kalibre edilir. Sinyal sinüzoidal değilse bu tür cihazların doğruluğunun son derece düşük olduğu göz ardı edilmemelidir. AC sinyallerinin gerçek rm'lerini ölçebilen cihazlar, üç ilkeden birine dayanabilir: elektronik çarpma, sinyal örnekleme veya termal dönüştürme. İlk iki ilkeye dayanan aletler, kural olarak, voltaja ve termal elektrik sayaçlarına - akıma tepki verir. Ek ve şönt dirençler kullanıldığında, tüm cihazlar hem akımı hem de gerilimi ölçebilir.
Elektronik çarpma. Giriş sinyalinin bir dereceye kadar karelenmesi ve zaman ortalamasının alınması, analog sinyallerin logaritmasını ve antilogaritmasını bulmak gibi matematiksel işlemleri gerçekleştirmek için amplifikatörler ve doğrusal olmayan elemanlar içeren elektronik devreler tarafından gerçekleştirilir. Bu tür cihazlarda yalnızca %0,009 oranında bir hata olabilir.
Sinyal ayrıklaştırma. AC sinyali hızlı bir ADC tarafından sayısallaştırılır. Örneklenen sinyal değerlerinin karesi alınır, toplanır ve bir sinyal periyodundaki örneklenen değerlerin sayısına bölünür. Bu tür cihazların hatası% 0.01-0.1'dir.
Termal elektriksel ölçüm aletleri. Gerilim ve akımın etkin değerlerinin ölçülmesinde en yüksek doğruluk, termal elektriksel ölçüm cihazları ile sağlanmaktadır. Orta kısmına küçük bir boncuk ile sıcak bir termokupl bağlantısının tutturulduğu bir ısıtma teli (0,5-1 cm uzunluğunda) ile küçük, boşaltılmış bir cam kartuş şeklinde bir termal akım dönüştürücü kullanırlar. Boncuk aynı anda ısıl temas ve elektrik yalıtımı sağlar. Isıtma telindeki akımın etkin değeriyle doğrudan ilgili olarak sıcaklıktaki bir artışla, termokuplun çıkışında bir termo-EMF (DC voltajı) belirir. Bu tür dönüştürücüler, 20 Hz ila 10 MHz frekanslı alternatif akımı ölçmek için uygundur. Şek. Şekil 5, parametrelere göre seçilen iki termik akım dönüştürücülü bir termik elektriksel ölçüm cihazının şematik bir diyagramını göstermektedir. Giriş devresine bir AC voltajı Vac uygulandığında, TC1 dönüştürücünün termokuplunun çıkışında bir DC voltajı belirir, amplifikatör A, TC2 dönüştürücünün ısıtma telinde, ikincisinin termokuplunun verdiği bir doğru akım oluşturur. aynı DC voltajı ve geleneksel bir DC cihazı çıkış akımını ölçer.

Zaman (t1 - t2) saniye cinsinden, e gerilimi volt cinsinden ve i akımı amper cinsinden ölçülürse, W enerjisi watt-saniye cinsinden ifade edilecektir, yani. joule (1 J = 1 Whs). Zaman saat olarak ölçülürse, enerji watt-saat olarak ölçülür. Pratikte elektriği kilowatt-saat (1 kWh = 1000 Whh) olarak ifade etmek daha uygundur.
Zaman bölmeli elektrik sayaçları. Zaman bölmeli elektrik sayaçları, elektrik gücünü ölçmek için çok tuhaf ama doğru bir yöntem kullanır. Bu cihazın iki kanalı vardır. Bir kanal, Y giriş sinyalini (veya ters -Y giriş sinyalini) alçak geçiren filtreye geçiren veya geçirmeyen bir elektronik anahtardır. Anahtarın durumu, ikinci kanalın çıkış sinyali tarafından, giriş sinyaliyle orantılı "kapalı"/"açık" zaman aralıkları oranıyla kontrol edilir. Filtrenin çıkışındaki ortalama sinyal, iki giriş sinyalinin zaman ortalamalı ürününe eşittir. Bir giriş yük voltajıyla, diğeri yük akımıyla orantılıysa, çıkış voltajı yükün çektiği güçle orantılıdır. Bu tür endüstriyel sayaçların hatası 3 kHz'e kadar olan frekanslarda %0.02'dir (laboratuardakiler 60 Hz'de sadece yaklaşık %0.0001'dir). Yüksek hassasiyetli aletler olarak, çalışan ölçüm aletlerini kontrol etmek için örnek sayaçlar olarak kullanılırlar.
Wattmetrelerin ve elektrik sayaçlarının ayrıştırılması. Bu tür cihazlar, bir dijital voltmetre ilkesine dayanır, ancak akım ve voltaj sinyallerini paralel olarak örnekleyen iki giriş kanalına sahiptir. Örnekleme anındaki voltaj sinyalinin anlık değerlerini temsil eden her bir ayrık değer e(k), aynı anda elde edilen akım sinyalinin karşılık gelen ayrık değeri i(k) ile çarpılır. Bu tür ürünlerin zaman ortalaması, watt cinsinden güçtür:

Ayrık değerlerdeki ürünleri zamanla biriktiren bir akümülatör, toplam elektrik enerjisini watt-saat olarak verir. Elektrik sayaçlarının hatası %0.01 kadar düşük olabilir.
İndüksiyon elektrik sayaçları. Bir indüksiyon ölçer, iki sargılı düşük güçlü bir AC motordan başka bir şey değildir - bir akım sargısı ve bir voltaj sargısı. Sargılar arasına yerleştirilen iletken bir disk, güç girişiyle orantılı bir tork etkisi altında döner. Bu moment, sabit mıknatıs tarafından diskte indüklenen akımlarla dengelenir, böylece diskin dönüş hızı tüketilen güçle orantılı olur. Belirli bir süre için diskin devir sayısı, bu süre boyunca tüketici tarafından alınan toplam elektrikle orantılıdır. Diskin devir sayısı, elektriği kilovat saat olarak gösteren mekanik bir sayaç tarafından sayılır. Bu tip cihazlar yaygın olarak ev tipi elektrik sayaçları olarak kullanılmaktadır. Kural olarak hataları% 0,5'tir; izin verilen herhangi bir akım seviyesinde uzun bir hizmet ömrü ile ayırt edilirler.
- elektriksel büyüklüklerin ölçümleri: elektrik voltajı, elektrik direnci, akım gücü, alternatif akımın frekansı ve fazı, akım gücü, elektrik enerjisi, elektrik yükü, endüktans, elektrik kapasitansı, vb. ... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

elektriksel ölçümler- - [V.A. Semenov. İngilizce Rusça röle koruması sözlüğü] Konular röle koruması EN elektrik ölçümüelektrik ölçümü ... Teknik Çevirmenin El Kitabı

E. Ölçme cihazlarına, manyetik büyüklüklerin yanı sıra E.'yi ölçmeye yarayan alet ve cihazlar denir. Ölçümlerin çoğu, akımın gücünü, voltajı (potansiyel farkı) ve elektrik miktarını belirlemeye yöneliktir. ... ... Ansiklopedik Sözlük F.A. Brockhaus ve I.A. Efron - belirli bir şekilde bağlanmış, elektrik akımının geçişi için bir yol oluşturan bir dizi eleman ve cihaz. Devre teorisi, elektriksel hesaplama için matematiksel yöntemlerle ilgilenen teorik elektrik mühendisliğinin bir bölümüdür ... ... Collier Ansiklopedisi

aerodinamik ölçümler Ansiklopedi "Havacılık"

aerodinamik ölçümler- Pirinç. 1. aerodinamik ölçümler - uygun teknik araçlar kullanarak bir aerodinamik deneyde fiziksel niceliklerin değerlerini deneysel olarak bulma süreci. 2 türü ayırt edin Ve. ve.: statik ve dinamik. …… Ansiklopedi "Havacılık"

Elektriksel- 4. Radyo ağlarının tasarımı için elektrik standartları. M., Svyazizdat, 1961. 80 s.

Elektrik mühendisliği okurken elektriksel, manyetik ve mekanik büyüklüklerle ilgilenmek ve bu büyüklükleri ölçmek gerekir.

Elektriksel, manyetik veya başka bir miktarı ölçmek, onu birim olarak alınan başka bir homojen miktarla karşılaştırmak anlamına gelir.

Bu makale, ölçümlerin sınıflandırılmasını tartışmaktadır, en önemlisi . Böyle bir sınıflandırma, ölçümlerin metodolojik bir bakış açısından sınıflandırılmasını, yani ölçüm sonuçlarını elde etmek için genel yöntemlere (ölçüm türleri veya sınıfları), ilkelerin ve ölçüm araçlarının kullanımına bağlı olarak ölçümlerin sınıflandırılmasını (ölçüm) içerebilir. yöntemleri) ve ölçülen değerlerin dinamiklerine bağlı olarak ölçümlerin sınıflandırılması.

Elektriksel ölçüm türleri

Ölçüm sonucunu elde etmenin genel yöntemlerine bağlı olarak, bunlar aşağıdaki türlere ayrılır: doğrudan, dolaylı ve ortak.

Ölçümleri yönlendirmek için sonucu doğrudan deneysel verilerden elde edilenleri içerir. Doğrudan ölçüm, Y = X formülüyle koşullu olarak ifade edilebilir; burada Y, ölçülen miktarın istenen değeridir; X, doğrudan deneysel verilerden elde edilen bir değerdir. Bu ölçüm türü, yerleşik birimlerde kalibre edilmiş aletleri kullanarak çeşitli fiziksel niceliklerin ölçümlerini içerir.

Örneğin, bir ampermetre ile akım şiddeti, termometre ile sıcaklık vb. ölçümleri. Bu ölçüm türü aynı zamanda bir niceliğin istenen değerinin doğrudan bir ölçü ile karşılaştırılarak belirlendiği ölçümleri de içerir. Bir ölçüm doğrudan olarak sınıflandırılırken, kullanılan araçlar ve deneyin basitliği (veya karmaşıklığı) dikkate alınmaz.

Dolaylı ölçüm, bir niceliğin istenen değerinin, bu nicelik ile doğrudan ölçümlere tabi olan nicelikler arasındaki bilinen bir ilişkiye dayanarak bulunduğu bir ölçümdür. Dolaylı ölçümlerde, ölçülen miktarın sayısal değeri, Y = F(Xl, X2 ... Xn) formülüyle hesaplanarak belirlenir; burada Y, ölçülen miktarın istenen değeridir; X1, X2, Xn - ölçülen büyüklüklerin değerleri. Dolaylı ölçümlere bir örnek olarak, bir ampermetre ve bir voltmetre ile DC devrelerinde gücün ölçülmesine işaret edilebilir.

Ortak ölçümler Zıt olarak adlandırılan niceliklerin istenen değerlerinin, aranan niceliklerin değerlerini doğrudan ölçülen niceliklerle ilişkilendiren bir denklem sistemi çözülerek belirlendiği değerlere denir. Eklem ölçümlerine bir örnek, bir direncin direncini sıcaklığına bağlayan formüldeki katsayıların belirlenmesidir: Rt = R20

Elektriksel ölçüm yöntemleri

İlkeleri ve ölçüm araçlarını kullanma yöntemlerine bağlı olarak, tüm yöntemler doğrudan değerlendirme ve karşılaştırma yöntemlerine ayrılır.

Öz doğrudan değerlendirme yöntemiÖlçülen niceliğin değerinin, bir (doğrudan ölçümler) veya birkaç (dolaylı ölçüm) aletin okumalarıyla, önceden ölçülen nicelik birimlerinde veya ölçülen niceliklerin üzerinde diğer niceliklerin birimlerinde önceden kalibre edilmiş okumalarıyla yargılanması gerçeğinde yatmaktadır. bağlı olmak.

Doğrudan değerlendirme yönteminin en basit örneği, ölçeği uygun birimlerle derecelendirilmiş tek bir araçla bir miktarın ölçülmesidir.

Elektriksel ölçüm yöntemlerinin ikinci büyük grubu genel adı altında birleştirilmiştir. karşılaştırma yöntemleri. Bunlar, ölçülen değerin ölçüm tarafından üretilen değerle karşılaştırıldığı tüm elektriksel ölçüm yöntemlerini içerir. Bu nedenle, karşılaştırma yöntemlerinin ayırt edici bir özelliği, ölçümlerin ölçüm sürecine doğrudan katılımıdır.

Karşılaştırma yöntemleri aşağıdakilere ayrılır: sıfır, diferansiyel, ikame ve tesadüf.

Null yöntemi, ölçülen bir niceliği, niceliklerin gösterge üzerindeki net etkisinin sıfıra indirildiği bir ölçü ile karşılaştırma yöntemidir. Böylece, dengeye ulaşıldığında, belirli bir fenomen ortadan kalkar, örneğin bir devre bölümündeki akım veya bu amaca hizmet eden cihazlar kullanılarak kaydedilebilen voltaj - boş göstergeler. Boş göstergelerin yüksek hassasiyeti nedeniyle ve ayrıca ölçümler büyük bir doğrulukla gerçekleştirilebildiğinden, daha büyük bir ölçüm doğruluğu da elde edilir.

Sıfır yönteminin uygulanmasına bir örnek, tam dengelemeli bir köprü tarafından elektrik direncinin ölçülmesi olabilir.

saat diferansiyel yöntem sıfırda olduğu gibi, ölçülen miktar doğrudan veya dolaylı olarak ölçü ile karşılaştırılır ve karşılaştırmanın bir sonucu olarak ölçülen miktarın değeri, bu miktarlar tarafından aynı anda üretilen etkiler ile bilinen değer arasındaki fark ile yargılanır. ölçü ile çoğaltılır. Bu nedenle, diferansiyel yöntemde ölçülen miktarın eksik bir dengelenmesi vardır ve bu, diferansiyel yöntem ile sıfır olan arasındaki farktır.

Diferansiyel yöntem, doğrudan değerlendirme yönteminin bazı özelliklerini ve sıfır yönteminin bazı özelliklerini birleştirir. Yalnızca ölçülen değer ve ölçü birbirinden çok az farklıysa, çok doğru bir ölçüm sonucu verebilir.

Örneğin, bu iki büyüklük arasındaki fark %1 ise ve %1'e kadar bir hata ile ölçülüyorsa, bu durumda, ölçü hatası dikkate alınmazsa, istenen değerin ölçüm hatası böylece %0.01'e düşürülür. hesap. Diferansiyel yöntemin uygulanmasına bir örnek, biri büyük doğrulukla bilinen ve diğeri istenen değer olan iki voltaj arasındaki farkın bir voltmetre ile ölçülmesidir.

ikame yöntemiİstenen değerin aletle dönüşümlü olarak ölçülmesinden ve aynı aletle ölçülen değerle homojen bir değer üreten bir ölçünün ölçülmesinden oluşur. İki ölçümün sonuçlarına dayanarak istenen değer hesaplanabilir. Her iki ölçümün de aynı cihaz tarafından aynı dış koşullar altında yapılması ve istenen değerin cihaz okumalarının oranı ile belirlenmesi nedeniyle ölçüm sonucunun hatası önemli ölçüde azalır. Aletin hatası ölçeğin farklı noktalarında genellikle aynı olmadığı için, aletin aynı okumaları ile en büyük ölçüm doğruluğu elde edilir.

İkame yönteminin kullanımına bir örnek, kontrollü direnç ve referans dirençten akan akımı dönüşümlü olarak ölçerek nispeten büyük olanın ölçümü olabilir. Ölçümler sırasında devrenin güç beslemesi aynı akım kaynağından yapılmalıdır. Akım kaynağının ve akımı ölçen cihazın direnci, değişken ve örnek dirençlere göre çok küçük olmalıdır.

Eşleştirme yöntemi- Bu, ölçülen değer ile ölçü tarafından üretilen değer arasındaki farkın, ölçek işaretlerinin veya periyodik sinyallerin çakışması kullanılarak ölçüldüğü bir yöntemdir. Bu yöntem, elektrik dışı ölçümlerin pratiğinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bir örnek, uzunluk ölçümüdür. Elektriksel ölçümlerde, bir örnek, bir stroboskop ile vücudun dönme hızının ölçülmesidir.

daha fazla işaret edeceğiz Ölçülen değerin zamanındaki değişim temelinde ölçümlerin sınıflandırılması. Ölçülen değerin zaman içinde değişip değişmediğine veya ölçüm işlemi sırasında değişmemesine bağlı olarak, statik ve dinamik ölçümler ayırt edilir. Statik ölçümler, sabit veya kararlı durum değerlerinin ölçümleridir. Bunlar, miktarların etkin ve genlik değerlerinin ölçümlerini içerir, ancak sabit bir durumda.

Zamanla değişen niceliklerin anlık değerleri ölçülürse, ölçümlere dinamik denir. Dinamik ölçümler sırasında ölçüm cihazları, ölçülen miktarın değerlerini sürekli olarak izlemenize izin veriyorsa, bu tür ölçümlere sürekli denir.

Bir niceliği belirli zamanlardaki değerleri t1, t2 vb. ölçerek ölçmek mümkündür. Sonuç olarak, ölçülen miktarın tüm değerleri bilinmeyecek, sadece seçilen zamanlardaki değerleri bilinecektir. Bu tür ölçümlere ayrık denir.

Plan

Tanıtım

Akım sayaçları

Gerilim ölçümü

Manyetoelektrik sistemin birleşik cihazları

Üniversal elektronik ölçüm aletleri

Ölçüm şantları

Direnç ölçmek için aletler

Toprak direncinin belirlenmesi

manyetik akı

indüksiyon

bibliyografya

Tanıtım

Ölçüm, özel teknik araçlar - ölçüm cihazları yardımıyla fiziksel bir miktarın değerini ampirik olarak bulma olarak adlandırılır.

Bu nedenle, ölçüm, belirli bir fiziksel nicelik ile bir karşılaştırma birimi olarak alınan bazı değerleri arasındaki sayısal bir ilişkiyi deneyimleyerek elde etmenin bilgisel bir sürecidir.

Ölçüm sonucu, fiziksel bir niceliğin ölçülmesiyle bulunan adlandırılmış bir sayıdır. Ölçümün ana görevlerinden biri, ölçülen fiziksel miktarın gerçek ve gerçek değerleri arasındaki yaklaşıklık veya fark derecesini tahmin etmektir - ölçüm hatası.

Elektrik devrelerinin ana parametreleri şunlardır: akım gücü, voltaj, direnç, akım gücü. Bu parametreleri ölçmek için elektrikli ölçüm aletleri kullanılır.

Elektrik devrelerinin parametrelerinin ölçümü iki şekilde gerçekleştirilir: birincisi doğrudan ölçüm yöntemi, ikincisi ise dolaylı ölçüm yöntemidir.

Doğrudan ölçüm yöntemi, doğrudan deneyimden bir sonuç elde etmeyi içerir. Dolaylı ölçüm, bu değer ile doğrudan ölçüm sonucunda elde edilen değer arasında bilinen bir ilişkiye dayanarak istenen değerin bulunduğu bir ölçümdür.

Elektrikli ölçüm aletleri - çeşitli elektrik miktarlarını ölçmek için kullanılan bir cihaz sınıfı. Elektrikli ölçüm aletleri grubu, gerçek ölçüm aletlerine ek olarak, diğer ölçüm aletlerini de içerir - ölçüler, dönüştürücüler, karmaşık kurulumlar.

Elektriksel ölçüm aletleri şu şekilde sınıflandırılır: Ölçülen ve tekrarlanabilir fiziksel büyüklüklerine göre (ampermetre, voltmetre, ohmmetre, frekans ölçer vb.); amaca göre (ölçü aletleri, ölçüler, ölçüm dönüştürücüleri, ölçüm tesisatları ve sistemleri, yardımcı cihazlar); ölçüm sonuçlarını sağlama yöntemine göre (gösterme ve kaydetme); ölçüm yöntemine göre (doğrudan değerlendirme ve karşılaştırma cihazları için cihazlar); uygulama ve tasarım yöntemine göre (pano, taşınabilir ve sabit); çalışma prensibine göre (elektromekanik - manyetoelektrik, elektromanyetik, elektrodinamik, elektrostatik, ferrodinamik, indüksiyon, manyetodinamik; elektronik; termoelektrik; elektrokimyasal).

Bu yazıda, cihaz, çalışma prensibi hakkında konuşmaya çalışacağım, elektromekanik sınıfın elektriksel ölçüm cihazlarının bir tanımını ve kısa bir tanımını vereceğim.

Mevcut ölçüm

Ampermetre - amper cinsinden akım gücünü ölçmek için bir cihaz (Şekil 1). Ampermetre ölçeği, cihazın ölçüm limitlerine uygun olarak mikroamper, miliamper, amper veya kiloamper olarak derecelendirilir. Ampermetre, elektrik devresinin o bölümü ile seri olarak elektrik devresine bağlanır (Şekil 2), akım şiddeti ölçülür; ölçüm sınırını artırmak için - bir şönt veya bir transformatör aracılığıyla.

Cihazın bir okla hareket eden kısmının ölçülen akımın değeriyle orantılı bir açıyla döndüğü en yaygın ampermetreler.

Ampermetreler manyetoelektrik, elektromanyetik, elektrodinamik, termal, indüksiyon, dedektör, termoelektrik ve fotoelektriktir.

Manyetoelektrik ampermetreler, doğru akımın gücünü ölçer; indüksiyon ve dedektör - AC gücü; diğer sistemlerin ampermetreleri herhangi bir akımın gücünü ölçer. En doğru ve hassas olanı manyetoelektrik ve elektrodinamik ampermetrelerdir.

Bir manyetoelektrik cihazın çalışma prensibi, kalıcı bir mıknatısın alanı ile çerçeve sargısından geçen akım arasındaki etkileşimden dolayı tork oluşturulmasına dayanır. Ölçek boyunca hareket eden çerçeveye bir ok bağlanır. Okun dönme açısı akımın gücüyle orantılıdır.

Elektrodinamik ampermetreler, paralel veya seri bağlanmış sabit bir bobin ve hareketli bir bobinden oluşur. Bobinlerden geçen akımlar arasındaki etkileşimler, hareketli bobin ve ona bağlı olan okun yön değiştirmesine neden olur. Bir elektrik devresinde, ampermetre yüke seri olarak ve yüksek voltaj veya yüksek akımlarda bir transformatör aracılığıyla bağlanır.

Bazı ev tipi ampermetreler, miliammetreler, mikroammetreler, manyetoelektrik, elektromanyetik, elektrodinamik ve ayrıca termal sistemlerin teknik verileri tablo 1'de verilmiştir.

Tablo 1. Ampermetreler, miliammetreler, mikroammetreler

Gerilim ölçümü

Voltmetre - elektrik devrelerindeki voltajı veya EMF'yi belirlemek için doğrudan okuma ölçüm cihazı (Şekil 3). Yüke veya elektrik enerjisi kaynağına paralel bağlanır (Şekil 4).

Çalışma prensibine göre voltmetreler ayrılır: elektromekanik - manyetoelektrik, elektromanyetik, elektrodinamik, elektrostatik, doğrultucu, termoelektrik; elektronik - analog ve dijital. Randevu ile: doğru akım; alternatif akım; dürtü; faza duyarlı; seçici; evrensel. Tasarım ve uygulama yöntemine göre: panel; taşınabilir; sabit. Bazı yerli voltmetrelerin, milivoltmetrelerin manyetoelektrik, elektrodinamik, elektromanyetik ve ayrıca termal sistemlerin teknik verileri tablo 2'de sunulmuştur.

Tablo 2. Voltmetreler ve milivoltmetreler

DC devrelerinde ölçüm için manyetoelektrik sistemin kombine cihazları, amper-voltmetreler kullanılır. Bazı cihaz türleri için teknik veriler tablo 3'te verilmiştir.

Tablo 3 Manyetoelektrik sistemin birleşik cihazları .

Kombine cihazlarla ilgili teknik veriler - voltaj ve akımın yanı sıra alternatif akım devrelerindeki gücü ölçmek için amper-voltmetreler ve amper-voltmetreler.

DC ve AC devrelerini ölçmek için kombine portatif aletler DC ve AC akımları ve dirençleri ölçer ve bazıları da çok geniş bir aralıktaki elemanların kapasitansını ölçer, kompakttırlar, kendi güçleriyle çalışırlar, bu da geniş uygulamalarını sağlar. Bu tür cihazların doğru akımdaki doğruluk sınıfı 2.5'tir; bir değişkende - 4.0.

Üniversal elektronik ölçüm aletleri

Evrensel ölçüm aletleri (evrensel voltmetreler), elektriksel büyüklükleri ölçmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu cihazlar, kural olarak, son derece geniş bir aralıkta alternatif ve sabit voltajları ve akımları, dirençleri ve bazı durumlarda sinyallerin frekansını ölçmeyi mümkün kılar. Literatürde, aletler tarafından ölçülen herhangi bir değerin bir şekilde geniş bantlı bir amplifikatör tarafından yükseltilen voltaja dönüştürülmesi nedeniyle genellikle evrensel voltmetreler olarak adlandırılırlar. Cihazlarda ok ölçeği (elektromekanik tipte bir cihaz) veya sıvı kristal göstergeli bir ekran bulunur, bazı cihazlarda yerleşik programlar bulunur ve sonuçların matematiksel olarak işlenmesi sağlanır.

Bazı modern ev tipi evrensel cihaz türleri hakkında bilgi tablo 4'te verilmiştir.

Tablo 4 Evrensel Ölçüm Cihazları

Aşağıdaki aksesuarlar evrensel enstrümanlarla birlikte verilir:

1. AC voltajını tüm evrensel voltmetreler ve multimetrelerle genişletmek için 50KHz-1GHz AC voltaj probu.

2. 30 kV 1: 1000'e kadar yüksek voltajlı DC voltaj bölücü. Tablo 5, evrensel V3-38V'nin teknik verilerini gösterir.

Tablo 5. Dijital milivoltmetre B3-38V'nin teknik verileri

Doğru ve alternatif akım ve gerilimlerin ölçüm sonuçlarının sıvı kristal göstergeli evrensel voltmetreler, 2/4 telli devrede direnç, frekanslar ve periyotlar, alternatif akım ve isteğe bağlı voltajın rms değeri ölçümü.

Ayrıca, değiştirilebilir sıcaklık sensörlerinin varlığında, cihazlar -200'den +1110 0 С'ye kadar sıcaklık ölçümü, güç ölçümü, bağıl seviyeler (dB), 200'e kadar ölçüm sonucunu kaydetme / okuma, otomatik veya manuel ölçüm limitleri seçimi sağlar. , dahili test kontrol programı, müzikal ses kontrolü.

Ölçüm şantları

Şöntler, mevcut ölçümün sınırlarını genişletmek için tasarlanmıştır. Şönt, içinden ölçülen akımın geçtiği, manganinden yapılmış özel bir tasarıma sahip kalibre edilmiş, genellikle düz bir iletkendir (direnç). Şönt üzerindeki voltaj düşüşü, akımın doğrusal bir fonksiyonudur. Nominal voltaj, şantın nominal akımına karşılık gelir. Esas olarak, manyetoelektrik ölçüm cihazlarıyla birlikte DC devrelerinde kullanılırlar. Küçük akımları ölçerken (30 A'ya kadar), şöntler alet kasasına yerleştirilmiştir. Yüksek akımları ölçerken (7500 A'ya kadar), harici şöntler kullanılır. Şöntler doğruluk sınıflarına göre alt bölümlere ayrılır: 0.02; 0.05; 0.1; 0.2 ve 0.5.

Voltaj cihazlarının ölçüm sınırlarını genişletmek için ek dirençler olarak adlandırılan kalibre edilmiş dirençler kullanılır. Ek dirençler manganin yalıtımlı telden yapılmıştır ve ayrıca doğruluk sınıflarına ayrılmıştır. Şantların detayları Tablo 6'da sunulmuştur.

Tablo 6 Ölçüm şantları

Direnç ölçmek için aletler

Aletler tarafından ölçülen direnç aralığına bağlı olarak elektrik direncini ölçmek için kullanılan aletlere ohmmetre, mikroohmmetre, magohmmetre denir. Topraklama cihazlarının akım yayılmasına karşı direncini ölçmek için topraklama sayaçları kullanılır. Bu cihazların bazı türleri ile ilgili bilgiler tablo 7'de verilmiştir.

Tablo 7. Ohmmetreler, mikroohmmetreler, megaohmmetreler, toprak ölçerler

Toprak direncinin belirlenmesi

Topraklama terimi, bir devrenin veya ekipmanın toprağa elektrik bağlantısını ifade eder. Topraklama, bağlı bir devrenin veya ekipmanın potansiyelini mümkün olduğunca toprak potansiyeline yakın ayarlamak ve korumak için kullanılır. Toprak devresi bir iletken, iletkenin elektrota bağlandığı bir kelepçe, elektrot ve elektrotun etrafındaki topraktan oluşur. Topraklama, elektriksel koruma amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, aydınlatma ekipmanında, personeli ve ekipman bileşenlerini yüksek gerilime maruz kalmaktan korumak için bir arıza akımını toprağa kısa devre yapmak için topraklama kullanılır. Toprak devresinin düşük direnci, arıza akımının toprağa akmasını ve koruyucu rölelerin hızlı bir şekilde harekete geçmesini sağlar. Sonuç olarak, personel ve ekipmanın buna maruz kalmaması için harici voltaj mümkün olan en kısa sürede ortadan kaldırılır. ESD koruma amacıyla ekipmanın referans potansiyelini en iyi şekilde sabitlemek ve personelin korunması için ekipmanın muhafazasındaki voltajları sınırlamak için toprak devresinin ideal direnci sıfır olmalıdır.

YER DİRENCİ ÖLÇÜM PRENSİBİ

Bir voltmetre, X ve Y pimleri arasındaki voltajı ölçer ve bir ampermetre, X ve Z pimleri arasında akan akımı ölçer (Şekil 5).

X, Y ve Z noktalarının 3 noktalı bir cihazın X, P ve C noktalarına veya 4 noktalı bir cihazın C1, P2 ve C2 noktalarına karşılık geldiğine dikkat edin.

Ohm yasası E \u003d R I veya R \u003d E / I formüllerini kullanarak, elektrot R'nin topraklama direncini belirleyebiliriz. Örneğin, E \u003d 20 V ve I \u003d 1 A ise, o zaman:

R = E / I = 20 / 1 = 20 ohm

Zemin test cihazı kullanırken bu hesaplamaları yapmanıza gerek yoktur. Cihaz, ölçüm için gerekli akımı kendisi üretecek ve doğrudan toprak direncinin değerini gösterecektir.

Örneğin, 1820 ER markasının yabancı bir üreticisinin bir metresini düşünün (Şekil 6 ve Tablo 8).

Tablo 8 Teknik Veri Sayaç Tipi 1820 acil

manyetik akı

Genel bilgi.

manyetik akı- sonlu yüzey boyunca manyetik indüksiyon vektörünün bir integrali olarak akı. Yüzey üzerindeki integral ile tanımlanır

bu durumda, yüzey alanının vektör elemanı şu şekilde tanımlanır:

yüzeye normal bir birim vektör nerede.

α, manyetik indüksiyon vektörü ile alan düzleminin normali arasındaki açıdır.

Devreden geçen manyetik akı, bu devre boyunca manyetik alanın vektör potansiyelinin dolaşımı açısından da ifade edilebilir:

Birimler

SI sisteminde, manyetik akı birimi weber'dir (Wb, boyut - V s \u003d kg m² s -2 A -1), CGS sisteminde - maxwell (Mks); 1 Wb = 10 8 µs.

Manyetik akıları ölçmek için bir cihaza denir Akı ölçer(lat. fluxus - akış ve ... metreden) veya webermetre.

indüksiyon

manyetik indüksiyon- uzayda belirli bir noktada manyetik alanın güç özelliği olan vektör miktarı. Bir hızda hareket eden bir yüke manyetik alanın etki ettiği kuvveti gösterir.

Daha doğrusu, öyle bir vektördür ki, hızla hareket eden bir yüke etki eden Lorentz kuvveti eşittir

α, hız ve manyetik indüksiyon vektörleri arasındaki açıdır.

Ayrıca manyetik indüksiyon, düzgün bir alana yerleştirilmiş akım taşıyan bir döngüye etki eden maksimum mekanik kuvvet momentinin, döngüdeki ve alanındaki akım kuvvetinin ürününe oranı olarak tanımlanabilir.

Elektrik alan kuvveti vektörüne benzer şekilde, manyetik alanın ana özelliğidir.

CGS sisteminde, alanın manyetik indüksiyonu gauss (Gs), SI sisteminde - teslas (Tl) cinsinden ölçülür.

1 T = 10 4 Gs

Manyetik indüksiyonu ölçmek için kullanılan manyetometrelere teslametreler denir.

bibliyografya

1. Elektrik mühendisliği ve elektrikli ekipman el kitabı, Aliev I.I.

2. Elektrik mühendisliği, Ryabov V.I.

3. Modern ölçüm elektrikli ekipmanı, Zhuravlev A.

İletişim kablolarının bakım ve onarımı için kurallar

5.4. Kablo, havai ve karışık hatların elektriksel özelliklerinin ölçümü

5.4.1. Yerel iletişim ağlarının kablo, havai ve karışık hatlarının elektriksel özelliklerinin ölçümü, özelliklerin belirlenmiş standartlara uygunluğunu doğrulamak ve acil bir durumu önlemek için gerçekleştirilir.

5.4.2. Hatların elektriksel ölçümleri, GTS ve STS hatlarının elektriksel ölçümleri için mevcut "Yönergelere" uygun olarak iletişim işletmesinin ölçüm grubu tarafından gerçekleştirilir.

5.4.3. Ölçüm grubu, aşağıdaki elektrik hattı ölçüm türlerini gerçekleştirir:

Planlı (periyodik);

Hasar yerini belirlemek için ölçümler;

Onarım ve restorasyon çalışmalarından sonra yapılan kontrol ölçümleri;

Yeni inşa edilen ve yeniden yapılan hatların işletmeye alınması sırasında yapılan ölçümler;

Kablo hattının güzergahını ve kablonun derinliğini netleştirmek için yapılan ölçümler;

Sanayiden gelen ürünlerin (kablolar, teller, parafudrlar, sigortalar, bazalar, kutular, buatlar, izolatörler vb.) hatlara montajından (montajından) önce kalitelerinin kontrol edilmesi için ölçümler.

Yerel iletişim ağlarının kablo, havai ve karışık hatlarının elektriksel özelliklerinin ölçülen parametre türleri ve planlanan, kontrol ve kabul ölçümlerinin hacimleri, madde 5.4.2'de belirtilenlerde verilmiştir. "Kılavuzlar".

5.4.4. Yerel iletişim ağlarının kablo, havai ve karışık hatlarının ölçülen elektriksel özellikleri Ek 4'te verilen standartlara uygun olmalıdır.

5.4.5. Hatların elektriksel özelliklerinin planlı, kontrol ve acil durum ölçümlerinin sonuçları, doğrusal yapıların durumunun belirlenmesinde ve mevcut ve büyük onarımlar için planların ve yapıların yeniden inşası için projelerin geliştirilmesinin temeli olarak ilk veriler olarak hizmet eder.

Elektriksel parametrelerin ölçümü, elektronik ürünlerin geliştirilmesi ve üretilmesinde zorunlu bir adımdır. Üretilen cihazların kalitesini kontrol etmek için parametrelerinin adım adım kontrolü gereklidir. Gelecekteki kontrol ve ölçüm kompleksinin işlevselliğinin doğru tanımı, elektrik kontrol türlerinin tanımını gerektirir: endüstriyel veya laboratuvar, tam veya seçici, istatistiksel veya tek, mutlak veya göreceli vb.

Ürünlerin üretim yapısında aşağıdaki kontrol türleri ayırt edilir:

• Giriş kontrolü;
• interoperasyonel kontrol;
• Çalışma parametrelerinin kontrolü;
• Kabul testleri.

Baskılı devre kartlarının ve elektronik düzeneklerin üretiminde (cihaz yapım döngüsü alanı), hammadde ve bileşenlerin gelen kalite kontrolünün, bitmiş baskılı devre kartlarının metalizasyonunun elektriksel kalite kontrolünün, monte edilmiş elektroniklerin çalışma parametrelerinin kontrolünün yapılması gerekir. meclisler. Bu sorunları çözmek için modern üretimde adaptör tipi elektrik kontrol sistemleri ve "uçan" problu sistemler başarıyla kullanılmaktadır.

Bir pakette bileşenlerin üretimi (paketlenmiş üretim döngüsü), sırayla, bireysel kristallerin ve paketlerin girdi parametrik kontrolünü, talaş uçları kaynaklandıktan veya monte edildikten sonra müteakip interoperasyonel kontrolü ve son olarak, bitmiş ürünün parametrik ve fonksiyonel kontrolünü gerektirecektir. .

Yarı iletken bileşenlerin ve entegre devrelerin imalatı için (kristal üretimi), elektriksel özelliklerin daha detaylı kontrolü gerekecektir. Başlangıçta, hem yüzey hem de yığın olarak plakanın özelliklerini kontrol etmek gerekir, daha sonra ana fonksiyonel katmanların özelliklerini kontrol etmeniz önerilir ve metalizasyon katmanlarını uyguladıktan sonra performans ve elektriksel özelliklerinin kalitesini kontrol edin. Yapıyı plaka üzerinde aldıktan sonra, parametrik ve fonksiyonel kontrol, statik ve dinamik özelliklerin ölçümü, sinyalin bütünlüğünü kontrol etmek, yapının özelliklerini analiz etmek ve performansı doğrulamak gerekir.

Parametrik ölçümler:

Parametrik analiz, cihaz işlevselliğini kontrol etmeden voltaj, akım ve güç parametrelerinin güvenilirliğini ölçmek ve kontrol etmek için bir dizi yöntem içerir. Elektriksel parametrelerin ölçümü, ölçülen (DUT) cihaza bir elektriksel uyarıcının uygulanmasını ve DUT'un tepkisinin ölçülmesini içerir. Parametrik ölçümler doğru akımda (akım-voltaj özelliklerinin (CVC) standart DC ölçümleri), güç devrelerinin ölçümlerinin vb.), düşük frekanslarda (kapasitans-voltaj özelliklerinin (CV özellikleri) çok frekanslı ölçümleri), karmaşık empedans ve immitans, malzemelerin analizi vb.), darbe ölçümleri (darbe I–V özellikleri, yanıt süresi hata ayıklaması vb.). Parametrik ölçüm sorunlarını çözmek için çok sayıda özel kontrol ve ölçüm ekipmanı kullanılır: isteğe bağlı dalga biçimi üreteçleri, güç kaynakları (DC ve AC), kaynak ölçerler, ampermetreler, voltmetreler, multimetreler, LCR ve empedans ölçerler, parametrik analizörler ve eğri izleyiciler ve çok daha fazlası, diğerlerinin yanı sıra çok sayıda aksesuar, sarf malzemesi ve demirbaş.

Uygulama:

• Elektrik devrelerinin temel özelliklerinin (akım, gerilim, güç) ölçülmesi;
• Elektrik devrelerinin pasif ve aktif elemanlarının direnç, kapasitans ve endüktansının ölçülmesi;
• Toplam empedans ve immitans ölçümü;
• Yarı statik ve darbeli modlarda CVC ölçümü;
• Yarı statik ve çoklu frekans modlarında CV özelliklerinin ölçümü;
• Yarı iletken bileşenlerin karakterizasyonu;
• Başarısızlık analizi.

Fonksiyonel ölçümler:

Fonksiyonel analiz, temel işlemleri gerçekleştirirken bir cihazın performansını ölçmek ve kontrol etmek için bir dizi teknik içerir. Bu teknikler, ölçüm işlemi sırasında elde edilen verilere dayalı olarak cihazın bir modelini (fiziksel, kompakt veya davranışsal) oluşturmayı mümkün kılar. Elde edilen verilerin analizi, üretilen cihazların özelliklerinin kararlılığını kontrol etmeyi, bunları incelemeyi ve yenilerini geliştirmeyi, teknolojik süreçlerde hata ayıklamayı ve topolojiyi düzeltmeyi sağlar. Fonksiyonel ölçüm problemlerini çözmek için çok sayıda özel kontrol ve ölçüm ekipmanı kullanılır: osiloskoplar, ağ analizörleri, frekans ölçerler, gürültü ölçerler, güç ölçerler, spektrum analizörleri, dedektörler ve diğerleri ve çok sayıda aksesuar , aksesuarlar ve demirbaşlar.

Uygulama:

• Zayıf sinyallerin ölçümü: sinyallerin iletim ve yansıma parametreleri, manipülasyon kontrolü;
• Güçlü sinyallerin ölçümü: kazanç sıkıştırma, yük-çekme ölçümleri, vb.;
• Frekans üretimi ve dönüşümü;
• Zaman ve frekans alanlarında dalga biçiminin analizi;
• Gürültü figürü ölçümü ve gürültü parametrelerinin analizi;
• Sinyal saflığının doğrulanması ve intermodülasyon bozulmasının analizi;
• Sinyal bütünlüğü analizi, standardizasyon;

Prob ölçümleri:

Prob ölçümleri ayrı ayrı seçilmelidir. Mikro ve nano elektroniğin aktif gelişimi, yalnızca DUT'u yok etmeyen yüksek kaliteli, kararlı ve güvenilir bir temasla mümkün olan gofret üzerinde doğru ve güvenilir ölçümler yapma ihtiyacına yol açmıştır. Bu sorunların çözümü, belirli bir ölçüm türü için özel olarak tasarlanmış ve prob kontrolü gerçekleştiren prob istasyonlarının kullanılmasıyla sağlanır. İstasyonlar, özellikle dış etkileri, kendi gürültülerini dışlamak ve deneyin "saflığını" korumak için tasarlanmıştır. Tüm ölçümler, kristallere ve ambalajlara ayrılmadan önce plakalar/parçalar düzeyinde verilir.

Uygulama:

• Yük taşıyıcılarının konsantrasyonunun ölçümü;
• Yüzey ve hacim direnci ölçümü;
• Yarı iletken malzemelerin kalite analizi;
• Plaka düzeyinde parametrik kontrol yapılması;
• Plaka düzeyinde fonksiyonel analiz davranışı;
• Yarı iletken cihazların elektrofiziksel parametrelerinin (aşağıya bakınız) ölçümlerinin ve kontrolünün yapılması;
• Teknolojik süreçlerin kalite kontrolü.

Radyo ölçümleri:

Radyo emisyonlarının ölçümü, elektromanyetik uyumluluk, alıcı-vericilerin ve anten-besleyici sistemlerinin sinyal davranışı ve ayrıca gürültü bağışıklığı, deney için özel dış koşullar gerektirir. RF ölçümleri ayrı bir yaklaşım gerektirir. Sadece alıcı ve vericinin özellikleri değil, aynı zamanda harici elektromanyetik ortam (zaman, frekans ve güç özelliklerinin etkileşimi hariç değildir ve ayrıca sistemin tüm elemanlarının birbirine göre konumu ve aktif tasarımın tasarımı). unsurlar) etkilerine katkıda bulunur.

Uygulama:

• Radar ve yön bulma;
• Telekomünikasyon ve iletişim sistemleri;
• Elektromanyetik uyumluluk ve gürültü bağışıklığı;
• Sinyal bütünlüğü analizi, standardizasyon.

Elektrofiziksel ölçümler:

Elektriksel parametrelerin ölçümü genellikle fiziksel parametrelerin ölçümü/etkisi ile yakından etkileşime girer. Herhangi bir dış etkiyi elektrik enerjisine çeviren ve/veya tersini yapan tüm cihazlar için elektrofiziksel ölçümler kullanılmaktadır. LED'ler, mikroelektromekanik sistemler, fotodiyotlar, basınç, akış ve sıcaklık sensörleri ve bunlara dayalı tüm cihazlar, cihazların fiziksel ve elektriksel özelliklerinin etkileşiminin kalitatif ve kantitatif bir analizini gerektirir.

Uygulama:

• LED'in yoğunluğunun, dalga boylarının ve radyasyonun yönü, CVC, ışık akısı ve spektrumunun ölçümü;
• Fotodiyotların duyarlılık ve gürültü ölçümü, CVC, spektral ve ışık özellikleri;
• MEMS aktüatörleri ve sensörleri için hassasiyet, doğrusallık, doğruluk, çözünürlük, eşikler, boşluk, gürültü, geçici tepki ve enerji verimliliği analizi;
• Yarı iletken cihazların (MEMS aktüatörleri ve sensörler gibi) özelliklerinin vakumda ve yüksek basınç odasında analizi;
• Süperiletkenlerde sıcaklık bağımlılıklarının, kritik akımların ve alanların etkisinin özelliklerinin analizi.