Методические указания для студентов по выполнению практических (лабораторных) работ для специальности 230101 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (№ специальности и ее наименование) «Электротехнические измерения»

Скачать 0.97 Mb.

Название	Методические указания для студентов по выполнению практических (лабораторных) работ для специальности 230101 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (№ специальности и ее наименование) «Электротехнические измерения»
страница	2/9
Тип	Методические указания

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8 9

6. Список литературы.

Б.П. Хромой, Ю.Г. Моисеев. Электрорадиоизмерения М.; Радио и связь,

1985 – 383 с.

6.2 Электрорадиоизмерения. Под редакцией А.С. Сигова, М., ФОРУМ – ИНФРА – М, 2004 – 383 с.

Практическая работа № 2
Изучение системы обозначений измерительных приборов и принципа действия измерительных механизмов различных систем.

1. Цель работы.

Изучить систему обозначений измерительных приборов в соответствии с ГОСТ 15094-89 «Приборы электронные радиоизмерительные. Классификация. Наименования и обозначения.».
Ознакомиться с принципом действия измерительных механизмов различных систем.

2. Пояснения к работе.

2.1 Краткие теоретические сведения.
В соответствии с ГОСТ 15094-89 «Приборы электронные радиоизмерительные. Классификация. Наименования и обозначения.», все электронные радиоизмерительные приборы, в зависимости от характера измерений и вида измеряемых величин делятся на 20 подгрупп. Каждая подгруппа обозначается заглавными буквами русского алфавита и состоит из нескольких видов, обозначаемых цифрами по порядку. Каждому типу прибора присвоены порядковые номера, перед которыми ставится черточка (дефис), например, В3-17.
Классификация предусматривает следующие подгруппы и виды приборов:
Подгруппа А. Приборы для измерения силы тока.

А1 - установки или приборы для поверки амперметров;

А2 - амперметры постоянного тока;

А3 - амперметры переменного тока;

А7 - амперметры универсальные;

А9 - преобразователи тока.
Подгруппа Б. Источники питания для измерений или измерительных приборов.

Б2 - источники переменного тока;

Б4- источники калиброванного напряжения и тока;

Б5 - источники постоянного тока;

Б6 - источники с регулируемыми параметрами;

Б7 - источники постоянного и переменного тока универсальные.
Подгруппа В. Приборы для измерения напряжения.

В1 - приборы или установки для поверки вольтметров;

В2 - вольтметры постоянного тока;

В3 - вольтметры переменного тока;

В4 - вольтметры импульсного тока;

В5 - вольтметры фазочувствительные (векторометры);

В6 - вольтметры селективные;

В7 - вольтметры универсальные;

В8 - измерители отношения напряжений и (или) разности напряжений;

В9 - преобразователи напряжения.
Подгруппа Г. Генераторы измерительные.

Г1 - установки для поверки измерительных генераторов;

Г2 - генераторы шумовых сигналов;

Г3 - генераторы сигналов низкочастотные;

Г4 - генераторы сигналов высокочастотные;

Г5 - генераторы импульсов;

Г6 - генераторы сигналов специальной формы;

Г8 - генераторы качающейся частоты.
Подгруппа Д. Аттенаторы и приборы для измерения ослабления.
Подгруппа Е. Приборы для измерения параметров компонентов и цепей с сосредоточенными постоянными.

Е1 - установки или приборы для поверки измерителей параметров компонентов и цепей;

Е2 - измерители полных сопротивлений и (или) проводимостей;

Е3 - измерители индуктивности;

Е4 - измерители добротности;

Е6 - измерители сопротивлений;

Е7 - измерители параметров универсальные;

Е8 - измерители емкостей;

Е9 - преобразователи параметров компонентов и цепей.
Подгруппа И. Приборы для импульсных измерений.
Подгруппа К. Комплексные измерительные установки.
Подгруппа Л. Приборы общего применения для измерения параметров электронных ламп и полупроводниковых приборов.

Л2 - измерители параметров (характеристик) полупроводниковых приборов;

Л3 - измерители параметров (характеристик) электронных ламп;

Л4 - измерители шумовых параметров полупроводниковых приборов.
Подгруппа М. Приборы для измерения мощности.
Подгруппа П. Приборы для измерения напряженности поля и радиопомех.
Подгруппа Р. Приборы для измерения параметров элементов и трактов с распределенными постоянными.

Р1 - линии измерительные;

Р2 - измерители коэффициента стоячей волны;

Р3 - измерители полных сопротивлений;

Р4 - измерители комплексных коэффициентов передач;

Р5 - измерители параметров линий передач;

Р6 - измерители добротности;

Р9 - преобразователи параметров.
Подгруппа С. Приборы для наблюдения, измерения и исследования форм сигнала и спектра.

С1 - осциллографы универсальные;

С2 - измерители коэффициента амплитудной модуляции (модулометры);

С3 - измерители девиации частоты (девиаметры);

С4 - анализаторы спектра;

С6 - измерители нелинейных искажений;

С7 - осциллографы скоростные, стробоскопические;

С8 - осциллографы запоминающие;

С9 - осциллографы специальные.
Подгруппа У. Усилители измерительные.
Подгруппа Ф. Приборы для измерения фазового сдвига и группового времени запаздывания.

Ф1 - установки или приборы для поверки измерителей фазового сдвига или группового времени запаздывания;

Ф2 - измерители фазового сдвига;

Ф3 - фазовращатели измерительные;

Ф4 -измерители группового времени запаздывания.
Подгруппа Х. Приборы для наблюдения и исследования характеристики радиоустройств.

Х1 - приборы для исследования амплитуды частотных характеристик;

Х2 - приборы для исследования переходных характеристик;

Х3 - приборы для исследования фазо-частотных характеристик;

Х4 - приборы для исследования амплитудных характеристик;

Х5 - измерители коэффициента шума;

Х6 - приборы для исследования корреляционных характеристик;

Х8 - установки или приборы для поверки измерителей характеристик радиоустройств.
Подгруппа Ч. Приборы для измерения частоты и времени.

Ч1 - установки для поверки измерителей частоты, воспроизведения образцовых частот, сличения частот сигналов;

Ч2 - частотометры резонансные;

Ч3 - частотометры электронно-счетные;

Ч4 - частотометры гетероидные, емкостные, мостовые;

Ч5 - преобразователи частоты сигнала;

Ч6 - синтезаторы частот; делители и умножители частоты;

Ч7 - приемники сигналов эталонных частот; компараторы частотные, фазовые, временные; синхронометры;

Ч9 - преобразователи частоты.
Подгруппа Ш. Приборы для измерения электрических и магнитных свойств материалов.
Подгруппа Э. Измерительные устройства коаксиальных и волновых трактов.
Подгруппа Я. Блоки радиоизмерительных приборов.
Измерительные механизмы магнитоэлектрической системы.
Магнитоэлектрические механизмы конструктивно могут быть выполнены с неподвижным магнитом и подвижной рамкой или с подвижным магнитом и неподвижной рамкой. Более широкое применение находят механизмы с неподвижным магнитом. Устройство такого измерительного механизма показано на рис. 1.

Рис. 1. Устройство магнитоэлектрического измерительного механизма с неподвижным магнитом.
Магнитная цепь измерительного механизма состоит из постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками 2 и неподвижного стального сердечника 3. Полюсные наконечники имеют цилиндрическую расточку и выполнены, так же как и сердечник, из магнитомягкой стали. В воздушном зазоре между полюсными наконечниками и сердечниками образуется равномерное радиальное магнитное поле. В этом поле может свободно поворачиваться легкая алюминиевая рамка 4, на которой намотана обмотка из тонкого медного или алюминиевого изолированного провода. Рамка установлена на полуосях 6 и имеет прямоугольную форму. Пружины 5 создают противодействующий момент и одновременно служат для подвода тока к обмотке. На одной из полуосей закреплена указательная стрелка 8 с противовесами 7.

Измерительные механизмы электромагнитной системы.
Существует две основные разновидности измерительный механизмов электромагнитной системы: с плоской катушкой и с круглой катушкой. На рис. 2 показано устройство широко распространенного электромагнитного механизма с плоской катушкой.

Рис. 2. Устройство измерительного механизма
Неподвижная катушка 1 имеет воздушный зазор в виде узкой щели. Подвижный плоский сердечник 2 эксцентрично закреплен на оси 3. При протекании тока по катушке образуется магнитное поле и сердечник втягивается в щель. Таким образом создается вращающий момент, ось поворачивается вместе с указательной стрелкой, пружина 4 закручивается, в результате чего возникает противодействующий момент. Успокоители в электромагнитных механизмах применяют воздушные или магнитоиндукционные (на рисунке успокоитель не показан).

Астатические измерительные механизмы. Практически исключить влияние внешних магнитных полей удается в астатических измерительных механизмах. Устройство такого механизма показано на рис. 3, а. Этот механизм имеет две катушки, соединенные между собой последовательно, и два сердечника, укрепленные на одной оси. Вращающие моменты, действующие на ось при втягивании сердечников, направлены в одну сторону. Таким образом, подвижная часть поворачивается под действием суммы двух моментов. Направления обмоток выбраны так, что магнитные потоки катушек Ф1 и Ф2 (рис. 3, б) направлены встречно. При появлении внешнего магнитного поля с потоком Фвнеш поле одной катушки усиливается, другой - ослабляется. Тогда один вращающий момент увеличивается, другой - ослабляется. Сумма вращающих моментов, действующих на подвижную часть прибора, остается неизменной.

Измерительные механизмы электродинамической и ферродинамической систем.
Схема устройства представлена на рис. 4, а. Он состоит из неподвижной катушки А, внутри которой может поворачиваться подвижная катушка Б. Неподвижная катушка, состоящая обычно из двух секций, наматывается толстым медным проводом и имеет малое количество витков. Подвижная катушка имеет большое количество витков проводам малого сечения. На оси 1 помимо подвижной катушки укреплены спиральные пружины 2, указательная стрелка 4 и крыло воздушного успокоителя 3. Магнитоиндукционные успокоители в

электродинамических приборах применяются редко. Ток к подвижной катушке подводится через спиральные пружины (или растяжки), которые одновременно служат для создания противодействующего момента.

Рис. 4. Устройство измерительного механизма электродинамической системы (а) и схема, поясняющая принцип его действия (б)

Рис. 5. Устройство ферродинамического измерительного механизма.

.

При прохождении измеряемого тока по катушкам в результате взаимодействия магнитного поля подвижной катушки с магнитным полем тока неподвижной катушки создается вращающий момент (рис. 4, б). Подвижная катушка стремится занять положение, когда магнитные поля катушек совпадают. На постоянном токе принципы действия электродинамического и магнитоэлектрического механизмов аналогичны. Только в электродинамическом приборе магнитное поле создается не постоянным магнитом, а током неподвижной катушки.
Ферродинамические измерительные механизмы (рис. 5).
Ферродинамические измерительные механизмы отличаются от электродинамических наличием магнитопровода внутри не подвижной катушки 1 и подвижной катушки 2. Это позволяет получить сильное магнитное поле в воздушном зазоре и большой вращающий момент. Увеличение вращающего момента повышает чувствительность приборов и дает возможность повысить их прочность. Внешние магнитные поля на показание ферродинамических приборов влияют очень мало.

Измерительные механизмы электростатической системы.

Принцип действия электростатических измерительных механизмов основан на взаимодействии электрически заряженных пластин. На рис. 6 схематично показано устройство одного из механизмов электростатической системы. Между неподвижными пластинами 1 может перемещаться подвижная пластина 2, укрепленная на оси 3. При подключении к прибору напряжения подвижная и неподвижные пластины получают противоположные заряды и между ними возникает электрическое поле. В результате подвижная пластина втягивается в зазор между неподвижными, создавая вращающий момент, под действием которого перемещается укрепленная на оси указательная стрелка. Противодействующий момент

Рис. 6. Устройство электростатического измерительного механизма.

создается спиральной пружиной 4. Для повышения чувствительности приборов увеличивают количество подвижных и неподвижных пластин. Успокоители в электростатических приборах применяются магнитоиндукционные или воздушные.
Измерительные механизмы индукционной системы.

Рис. 7. Устройство индукционного измерительного механизма.

Индукционные измерительные приборы могут работать только на переменном токе. Схема устройства измерительного механизма представлена на рис. 7. Основными его элементами являются два неподвижных электромагнита 1 и 2, а также алюминиевый диск 4, который закреплен на оси 3 и может свободно вращаться. По обмоткам электромагнитов текут переменные токи I1 и I2, сдвинутые по фазе на угол ф. Эти токи создают два магнитных потока Ф1 и Ф2,

сдвинутые по фазе на тот же угол. Магнитные потоки, пронизывая диск, наводят в нем э.д.с., под действием которых текут вихревые токи. Поток Ф1 вызывает появление тока I1д, поток Ф2 - тока I2д (направления всех токов и магнитных потоков даны для определенного момента времени). В результате взаимодействия потока Ф1 с током I2д и потока Ф2 с током I1д появляются вращающие моменты. Следует отметить, что обязательным условием работы индукционного измерительного механизма является сдвиг по фазе между потоками Ф1 и Ф2.

Рис. 8. Устройство вибрационного частотомера.
Измерительные механизмы вибрационной системы.
Вибрационные измерительные механизмы (язычковые) являются разновидностью электромагнитной системы. Схема устройства показана на рис. 8. Обмотка электромагнита 1 питается переменным током, частоту которого нужно измерить. Тонкие стальные пластины 2, называемые язычками (на рисунке виден только 1 язычок), укреплены на общей планке 4. Эта планка жестко скреплена с якорем 3, расположенным вблизи сердечника электромагнита. Язычки имеют различные частоты собственных колебаний. Под действием переменного магнитного поля якорь дважды за период притягивается к сердечнику и отходит от него. Вместе

с якорем вибрируют язычки. Наибольшей будет амплитуда колебаний этого язычка, у которого частота собственных колебаний совпадает с частотой вынужденных. На рис. 8, б, показан вид шкалы, когда измеряемая частота равна 49 Гц.

Особенности приборов.
Для приборов магнитоэлектрической системы характерна высокая точность. Они являются наиболее точными, по сравнению с приборами непосредственной оценки других систем и изготавливаются вплоть до класса точности 0,1.

Большим достоинством магнитоэлектрических приборов является равномерность шкалы, высокая чувствительность и малая мощность потерь.

Основным недостатком приборов магнитоэлектрической системы является невозможность их применения без специальных преобразователей в цепях переменного тока. Кроме того, она отличаются относительно сложной конструкцией.

Приборы магнитоэлектрической системы используются, главным образом, в качестве гальванометров, амперметров, вольтметров и омметров.

Приборы электромагнитной системы можно использовать в цепях переменного тока. Точность их меньше, по сравнению с приборами магнитоэлектрической системы.

Достоинство электромагнитных приборов; простота конструкции, сравнительно назкая стоимость, надежность в эксплуатации, устойчивость к перегрузкам.

Недостатки: низкая чувствительность и точность, большое потребление мощности, неравномерность шкалы.

Применяют приборы электромагнитной системы в цепях переменного тока как амперметры, вольтметры, эмлогометры, используют в частотометрах и фазометрах.

Отсутствие стальных сердечников в электродинамических измерительных механизмах исключает погрешности от гистерезиса и вихревых токов, но они очень чувствительны к влиянию внешних магнитных полей.

Высокая точность электродинамических приборов позволяет применять их в качестве образцовых. Приборы электродинамической системы можно применять на постоянном и переменном токе.

Недостатки: влияние внешних магнитных полей, низкая чувствительность, относительно большое потребление мощности, высокая стоимость. Кроме того, они плохо переносят механические воздействия, требовательны к уходу.

Используются в качестве амперметров, вольтметров и ваттметров.

В ферродинамических приборах наличие стальных сердечников существенно увеличивает погрешность. Приборы этой системы используются в амперметрах, вольтметрах, ваттметрах, частотометрах, фазометрах.

Приборы электростатической системы применяются для измерения постоянных и переменных напряжений. Показания их не зависят от внешних магнитных полей, частоты.

Достоинство: большое входное сопротивление, активной мощности приборы этой системы практически не потребляют.

Недостаток: низкая чувствительность, неравномерность шкалы.

Приборы индукционной системы могут применяться в цепях переменного тока с одной определенной частотой.

Достоинство их - малое влияние внешних магнитных полей, стойкость к перегрузкам, надежность в работе, невысокая стоимость.

Используются они в счетчиках электроэнергии.

Вибрационные измерительные механизмы являются разновидностью электромагнитной системы. Применяются они в частотометрах - для измерения низкой частоты, главным образом, промышленной, и только в стационарных условиях.
3. Задание

Расшифровать обозначения предлагаемых приборов в соответствии с таблицей 1.
Изучить принцип действия, достоинства, недостатки и область применения измерительных механизмов различных систем.
Результаты работы свести в таблицы 1 и 2.

Таблица 1.

№
1	A2-, Б2-, В2-, Г2-, У2-, Л2-, Р3-, С1-, Ф2-, Х1-, Ч3-
2	А3-, Б5-, В3-, Г3-, Е3-, Л3-, Р4-, С2-, Ф4-, Х2-, Ч5-
3	А7-, Б5-, В7-, Г4-, Е4-, Л4-, Р5-, С4-, Ф3-, Х3-, Ч9-
4	А2-, Б7-, В7-, Г5-, Е6-, Л2-, Р6-, С6-, Ф2-, Х4-, Ч3-
5	А3-, Б2-, В7-, Г6-, Е8-, Л3-, Р3-, С8-, Ф4-, Х1-, Ч5-
6	А7-, Б5-, В2-, Г2-, Е2-, Л4-, Р5-, С9-, Ф3-, Х2-, Ч9-
7	А2-, Б7-, В3-, Г3-, Е3-, Л2-, Р5-, С1-, Ф2-, Х3-, Ч3-
8	А3-, Б2-, В7-, Г4-, Е4-, Л3-, Р6-, С2-, Ф4-, Х4-, Ч5-
9	А7-, Б5-, В7-, Г5-, Е6-, Л4-, Р3-, С4-, Ф3-, Х1-, Ч9-
10	А2-, Б7-, В7-, Г6-, Е8-, Л2-, Р4-, С6-, Ф2-, Х2-, Ч3-

Таблица 2.

Виды измерительных механизмов	Принцип действия	Достоинства	Недостатки	Область применения

4. Содержание отчёта.

Отчет должен содержать:

Цель работы.
Задание.
Расшифровку обозначений приборов в соответствии с таблицей 2.
Таблицу характеристик измерительных механизмов различных систем (таблица 1).
Ответы на контрольные вопросы

5. Контрольные вопросы.

Расшифровать обозначения вольтметров В3 – 38, В7 – 26, В7 – 22.
Расшифровать обозначения генераторов Г3 – 106, Г4 – 107, Г5 – 54.

6. Список литературы.

Б.П. Хромой, Ю.Г. Моисеев. Электрорадиоизмерения М.; Радио и связь,

1985 – 383 с.

6.2 Электрорадиоизмерения. Под редакцией А.С. Сигова, М., ФОРУМ – ИНФРА –

М, 2004 – 383 с.

Практическая работа № 3
Расчет шунтов и добавочных сопротивлений.
1 Цель работы.

1.1 Научиться рассчитывать шунты и добавочные сопротивления для расширения пределов измерений тока и напряжения.

Пояснения к работе.
1. Краткие теоретические сведения.

Для расширения пределов измерения тока параллельно измерительному прибору включаются шунты. Используют три схемы включения шунтов: параллельная, последовательная и универсальный шунт. Они изображены на рис.2.1, 2.2, 2.3 соответственно. Там же представлены формулы для расчета шунтов.

Для расширения пределов измерения напряжения последовательно измерительным прибором включаются добавочные сопротивления. Используют три схемы включения добавочных сопротивлений: параллельная, последовательная и делитель напряжения. Они изображены на рис.2.4,2.5,2.6 соответственно. Там же представлены формулы для расчета добавочных сопротивлений.

Ru I1

I – Rш1 =  P1 = 

Rш1 P1 – 1 I u

1 Ru I2

II – Rш2 =  P2 = 

Rш2 P2 – 1 I u

2

Ru I3

Rш3 III– Rш3 =  P3 = 

3 P3 – 1 I u

Рис.2.1

Ru

I – RшI = Rш1 + Rш2 + Rш3 = 

Rш3 Rш2 Rш1 P1 – 1

Ru

II – RшII = Rш2 + Rш3 = 

P2 – 1

1 2 3 Ru

III – RшIII = Rш3 = 

  P3 – 1

Рис.2.2

I – RшI = Rш1 +Rш2 + Rш3 = Rш = 

P1 – 1

Rш3 Rш2 Rш1 Ru + Rш

II – RшII = Rш2 + Rш3 =

Р2

Ru + Rш

III – RшIII = Rш3 =

P3

1 2 3 
Рис. 2.3
U1

I - Rд1 =  - Ru

Rд1 Rд2 Rд3 Iu

U2

1 2 3 II – Rд2 =  - Ru

Iu

S

U3

- + III – Rд3 =  - Ru

Iu
Рис.2.4

Rд1 Rд2 Rд3

1 2 3

S

U1

I – Rд1 = Rд1 =  - Ru

Iu
U2

II – RдII = Rд1 + Rд2 =  - Ru

Iu
U3

III – RдIII = Rд1 + Rд2 + Rд3 =  - Ru

Iu

1 2 3 4 5 6 7 8 9

	Программа дисциплины «Системное программное обеспечение» для специальности... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230101. 65 «Вычислительные...		Программа дисциплины «Системное программное обеспечение» для специальности... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230101. 65 «Вычислительные...
	Программа дисциплины «Системное программное обеспечение» для специальности... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230101. 65 «Вычислительные...		Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины 13 1 Самостоятельная... Гос впо по специальности 230101. 65 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, утвержденный Министерством образования РФ «27»...
	Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и... Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ		Российской Федерации Государственное образовательное учреждение среднего... Методические указания предназначены для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических навыков и умений...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине микропроцессорные системы Гос впо по специальности 230101. 65 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, утвержденный Министерством образования РФ «27»...		Учебно-методический комплекс по дисциплине технологии программирования Гос впо по специальности 230101. 65 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, утвержденный Министерством образования РФ «27»...
	Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических... Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ для студентов 2-го курса		Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Учебно-методическое пособие предназначенодля студентов 3 курса, обучающихся по профессии 23. 01. 03 Автомеханик. Пособие содержит...
	Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных и практических... Методические указания предназначены для студентов специальности 13. 02. 11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического...		Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине... Методические указания предназначены для студентов 1 и 2 курсов специальности 38. 02. 04 Коммерция по отраслям
	Н. А. Ульянова Строительные машины Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по курсу строительные машины для студентов 4-го курса факультета...		Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Методические указания предназначены для обучающихся по специальностям технического профиля 21. 02. 08 Прикладная геодезия
	Методические указания по выполнению лабораторной работы №13 для студентов... Установка web-интерфейса к серверу Mysql в Linux. Методические указания по выполнению лабораторной работы №13 для студентов специальности...		Методические указания по выполнению практических работ для студентов специальности 09. 02. 04 Лабораторный практикум / Ханты-Мансийский технолого-педагогический колледж; Сост

6. Список литературы.

Похожие: