Радиоэлектронная и информационно-измерительная техника

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОСНОВНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ 7

2. ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ 10

3. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ 13

3.1. Контактные методы 13

3.2 Бесконтактные методы 15

3.2.1. Емкостной метод 16

3.2.2. Оптические методы 18

3.3 Анализ оптических методов 18

3.3.1 Метод измерения мощности потока излучения 18

3.3.2 Схема со сканирующим узлом 19

3.3.3 Теневой метод в квазипараллельном пучке 21

3.3.4 Теневой метод в расходящемся пучке 23

3.3.5 Метод построения изображения 26

4. АНАЛОГОВЫЕ ПРИБОРЫ 28

4.1. Магнитоэлектрические приборы 28

4.2. Электромагнитные приборы 31

4.3. Электродинамические и ферродинамические приборы 34

4.4. Индукционные приборы 38

4.5. Электростатические приборы 39

4.6. Выпрямительные приборы 41

4.7. Термоэлектрические приборы 42

5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ 44

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 50

ВВЕДЕНИЕ

Измерительная техника, представляющая собой совокупность методов и средств получения достоверной количественной информации о характеристиках веществ, материалов, изделий, технологических процессов и физических явлений, является одним из решающих факторов технического прогресса во всех областях науки, техники, производства.

Средства электрических измерений, выпускаемые заводами, широко используются в различных отраслях промышленности, особенно в электроэнергетике. В настоящее время электроизмерительная техника интенсивно развивается во всех направлениях:

− повышается точность и быстродействие, расширяется частотный диапазон, совершенствуются конструкции многообразных электроизмерительных приборов. В ряде приборов наряду с отсчетными и записывающими устройствами предусматриваются контакты для цепей сигнализации определенных значений измеряемой величины и автоматического управления производственными процессами;

− расширяется номенклатура измерительных преобразователей, широко применяемых при измерениях различных физических величин идругих целей;

− выпускаются и совершенствуются измерительные информационные системы, предназначенные для автоматического получения, передачи, обработки и представления информации в той или иной форме и значениях измеряемых или контролируемых физических величин. Эта информация может обрабатываться с помощью вычислительных машин, передаваться по каналам связи и использоваться для автоматического управления.

Производство измерений требует знания методов измерений и свойств измерительных приборов, а следовательно, и их устройства, умения выбрать надлежащий метод измерения и подобрать измерительную аппаратуру, уменья собрать схему, произвести наблюдения и записи, обработать полученные данные и произвести поверку измерительных приборов.

Промышленные предприятия и жилищно-коммунальное хозяйство характеризуются потреблением электрической и тепловой энергии. Для изучения режимов потребления энергии (аудита) необходимо измерять и регистрировать электрические и неэлектрические величины с использованием приборов и измерительных преобразователей различного принципа действия.

В электроснабжении измеряют ток (I), напряжение (U), активную и реактивную мощности (P, Q), электроэнергию (Ph, Qh), активное, реактивное и полное сопротивления (R, X, Z), частоту (f), коэффициент мощности (cos φ); в теплоснабжении – температуру (θ), давление (p), расход энергоносителя (G), энергию (E).

Электрические величины измеряются аналоговыми либо цифровыми приборами с масштабирующими преобразователями. Масштабирующий преобразователь служит для изменения пределов измерения и не изменяет вид энергии. Аналоговые приборы имеют измерительный механизм, являющийся, строго говоря, также преобразователем, поскольку преобразует электрическую величину в показания счетного устройства. В цифровом приборе электрическая величина преобразуется из аналоговой в цифровую форму и отображается на табло. Измерительный механизм здесь отсутствует.

Аналоговые и цифровые приборы могут регистрировать графики в реальном времени. В аналоговых приборах для регистрации графика счетное устройство совмещается с регистрирующим, а в цифровых используется цифровая печать.

Неэлектрические величины, измеряемые электрическими приборами, требуют преобразования вида энергии, масштабирования и даже преобразования формы сигнала, что усложняет приборы и ухудшает их точность.

Номенклатура приборов, используемых в энергоснабжении для измерения электрических и неэлектрических величин, весьма разнообразна по методам измерений и по принципам реализации. Наряду с методом непосредственной оценки часто используются компенсационный и дифференциальный методы, повышающие точность. Однако сложилась устойчивая тенденция применять ограниченное число методов для измерения электрических и неэлектрических величин как в условиях эксплуатации, так и при аудите систем промышленного энергоснабжения.

В условиях эксплуатации обычно используются следующие методы: непосредственной оценки – для измерения электрических величин и компенсационный – неэлектрических. Так как приборы сосредоточены на диспетчерском пункте, то отсутствуют проблемы преобразования сигнала и их электроснабжения. Можно использовать аналоговые и регистрирующие приборы различных систем.

При аудите, в случае использования методов непосредственной оценки и компенсационного, когда приборы рассредоточены по местам измерений, возникает проблема помехоустойчивости информации, электропитания приборов и унификации выходных сигналов для осуществления многоканальной регистрации, поэтому часто применяют специальные приборы с автономным питанием и запоминающими устройствами.

Существующая номенклатура приборов не позволяет решать все задачи в полной мере, в основном из-за трудностей измерения неэлектрических величин, поэтому устройства для их измерения электрическими методами постоянно развиваются и весьма разнообразны по принципам действия и техническому выполнению.