Расчёт параметров измерительных приборов для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления, определение их метрологических характеристик

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

Аннотация

 

В данном курсовом проекте рассмотрены принципы действия измерительных устройств для измерения электрического тока и напряжения, а также рассчитаны параметры многопредельного амперметра магнитоэлектрической системы и четырехплечего уравновешенного моста постоянного тока. Определены их метрологические характеристики. Разработана принципиальная схема амперметра с последовательной температурной компенсацией и функциональная схема измерительных преобразователей средств измерений давления цифровыми методами.

 

 

Введение

 

Измерения - один из важнейших путей познания природы человеком. Они играют огромную роль в современном обществе. Наука и промышленность не могут существовать без измерений. Недаром великий русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев говорил, что наука начинается тогда, как начинают измерять. Каждую секунду в мире производятся многие миллиарды измерительных операций, результаты которых используются для обеспечения надлежащего качества и технического уровня выпускаемой продукции, обеспечения безопасной и безаварийной работы транспорта, для медицинских и экологических диагнозов и других важных целей. Практически нет ни одной сферы деятельности человека, где бы интенсивно не использовались результаты измерений, испытаний и контроля.

Основа любой формы управления, анализа, прогнозирования, планирования, контроля или регулирования - достоверная исходная информация, которая может быть получена лишь путем измерения требуемых физических величин (ФВ), параметров и показателей. И естественно, что только высокая и гарантированная точность результатов измерений обеспечивает правильность принимаемых решений. Этим всем занимается такая наука как метрология.

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности измерения.

Основные задачи метрологии:

1)Установление единиц ФВ, гос. эталонов и эталонных средств измерения.

2)Разработка теории, методов и средств измерений.

)Обеспечение единства измерений.

)Разработка методов оценки погрешности, состояния средств измерений и контроля.

)Разработка методов передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерений.

Измерение физической величины - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (средств измерений).

Измерения различаются:

- по точности: равноточные и неравноточные;

по числу измерений: однократные и многократные;

по отношению к изменению измеряемой величины: статические и динамические;

по метрологическому назначению:технические и метрологические;

по выражению результата измерений:абсолютные и относительные;

по общим приемам получения результатов измерений: прямые, косвенные, совместные и совокупные.

При реализации любого процесса измерения необходимы технические средства, осуществляющие восприятие, преобразование и представление числового значения физических величин.

Средства измерений в зависимости от назначения и метрологических функций делятся на:

- меры;

измерительные преобразователи;

измерительные установки;

измерительные системы;

измерительно-вычислительные комплексы;

измерительные приборы - средства измерения, предназначенные для получения значения измеряемой физической величины в установленном диапазоне; для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем

1. Анализ измерительных устройств для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления

 

.1 Анализ элементов электрических измерительных цепей

 

Одним из элементов электрических измерительных цепей является измерительный резистор. Приближенная эквивалентная схема резистора для цепи переменного тока представлена на рис.1.

 

Рис.1.Эквивалентная схема резистора для цепи переменного тока

 

На рис.1 - сопротивление резистора для цепи постоянного тока, - индуктивность обмотки, - емкость, включенная между концами резистора, которая эквивалентна распределенной межвитковой емкости обмотки. Выражение для полного комплексного сопротивления резистора имеет вид

 

 

Создать измерительный резистор, в котором ток и напряжение точно совпадают по фазе, невозможно, так как несмотря на применение различных способов намотки провода резистора, уменьшающих реактивное сопротивление, в резисторах всегда имеются некоторые остаточные реактивности.

При изготовлении резисторов в зависимости от номинального значения сопротивления резисторов применяются различные способы намотки.

Индуктивности резисторов в генри определяются по следующим формулам:

а) петлевого резистора(рис. 2а)

 

 

б) с унифилярной обмоткой (рис. 2б)

 

 

а)б)

Рис.2. Измерительные резисторы:

а) петлевой резистор; б) резистор с унифилярной формой.

 

Все размеры выражаются в метрах, а коэффициент определяется по кривой (рис. 3.)

 

 

Рис.3. Кривая зависимости

 

Измерительные конденсаторы, предназначенные для работы при низких напряжениях, имеют чаще всего плоские электроды, а для работы при высоких напряжениях используют конденсаторы с цилиндрическими электродами.

Емкость в пикофарадах плоского конденсатора, состоя