Miernictwo przemysłowe 3 Wybrane zagadnienia w procesie projektowania, kompatybilność, odporność na zakłócenia.

Miernictwo przemysłowe Zagadnienia: Szumy kondensatora, rezystora, indukcyjności i elementów czynnych Podstawowe źródła i drogi zakłóceń Metody kompensacji dryftu Wybrane problemy w konstruowaniu wzmacniaczy o dużej czułości Przedwzmacniacz Wzmacniacz selektywny Wzmacniacze stałoprądowe Przetworniki ac/dc Rozłożenie podzespołów w obudowie 3 Wybrane zagadnienia w procesie projektowania, kompatybilność, odporność na zakłócenia.

1.Rylski A., Mikrowoltomierz napięcia stałego o czułości 1  V 2.Rorat D., Mikrowoltomierz napięcia stałego o rozdzielczości 0,1  V 3.Instrukcja woltomierza Kethley 4.L. Hasse, Z. Karkowski, Zakłócenia w aparaturze elektronicznej, W-wa A. Chwaleba, B. Moeschke, G. Płoszajski, Elektronika, podręcznik dla technikum, WsiP, W-wa A. Rylski, Metrologia II LITERATURA Miernictwo przemysłowe

Rezystory węglowe Duża pojemność własna (0,2 – 1 pF). Rezystory węglowe kompozytowe Współczynnik temperaturowy rezystancji ( ppm/K), Duża zależność rezystancji od napięcia ( ppm/V). Duże szumy i małą stabilność czasową. Rezystory węglowe warstwowe. Współczynnik temperaturowy rezystancji – TWR, który wynosi od –200 do –1000 ppm/K. Produkowane z tolerancją 5%. Rezystory metalowe Mała pojemność własna (poniżej 0,2 pF). Współczynnik temperaturowy TWR wynosi 5 do 100 ppm/K (dodatni, tak jak dla metali). Zależność rezystancji od napięcia wynosi 1 ppmN. Poziom szumów jest niski, Dobra stabilność długotrwałą. Szumy kondensatora, rezystora, indukcyjności i elementów czynnych

Tabela 2 Kod paskowy (dotyczy wszystkich rezystorów, nie tylko o tolerancji 5%)** Kod paskowy

Szumy elektromagnetyczne w środowisku naturalnym

Zakłócenia pochodzące od urządzeń technicznych Zakłócenia w liniach niskiego napięcia.

Charakterystyki częstotliwościowe zakłóceń a – osiedle mieszkaniowe b – duży zakład przemysłowy

Wyładowania elektrostatycznego Przykład oddziaływania wyładowania elektrostatycznego na aparaturę drogą: a – promieniowania 9obudowa uziemiona), b – przewodzenia (obudowa nieuziemiona, przepływ prądu przez płytkę drukowaną) Przykład oddziaływania wyładowania elektrostatycznego na aparaturę drogą:

Hipotetyczny wybuch jądrowy o mocy 1 Mt Impuls elektromagnetyczny pochodzący od wybuchu jądrowego może indukować tak duże napięcia i prądy w antenach, liniach sygnałowych, liniach zasilania itd., że prowadzi to do zniszczenia urządzeń telekomunikacyjnych, elektrycznych, elektronicznych, elektromechanicznych i innych na dużym obszarze. Czas narastania impulsu elektromagnetycznego przy wybuchu jądrowym na dużej wysokości wynosi 5 ns., a natężenie pola elektrycznego dochodzi do kV/m. Widmo impulsu jest znacznie szersze niż przy wybuchu na powierzchni Ziemi czy w atmosferze i rozciąga się do 100 MHz.

Detektor synchroniczny Analogowe układy elektroniczne realizujące funkcje matematyczne na przykład takie jak: wyznaczenie z sygnału mierzonego wartości rzeczywistej lub urojonej - detektory synchroniczne, uzależnienie sygnału wyjściowego od wartości średniej - przetwornik wartości średniej, uzależnienie sygnału wyjściowego od wartości skutecznej - przetwornik wartości skutecznej, i inne jak generatory funkcji nieliniowych: logarytmiczne, kwadratowe, pierwiastkowe. U 1 - napięcie odniesienia; U 2 - napięcie mierzone; U 3 ­- napięcie po detektorze synchronicznym; U DS ­ napięcie sterujące uformowane z sygnału odniesienia (2.1) Rys Zasada pracy detektora synchronicznego

Praktyczny układ detektora Rys Podstawowy układ pracy klucza w detektorze synchronicznym Rys Rysunki przebiegu sygnałów w detektorze synchronicznym Rys Błąd w detekcji synchronicznej spowodowany różnymi opóźnieniami toru sygnału mierzonego i odniesienia

Model wektorowy Rys.2.3. Model wektorowy mierzonego sygnału U2 Rys.2.4. Model wektorowy sygnału odniesienia U 3 =U 2 *U DS (2.2 ) (2.3 ) (2.4) (2.5) (2.6) (2.7) U 3 - ma tylko składową rzeczywistą sygnału po scałkowaniu dla  =0 U 3 -jest proporcjonalny tylko do składowej biernej sygnału dla  =  /2 (2.8) (2.10)

Detektor synchroniczny

Projekt płytki drukowanej z układem MC1496 Praca dyplomowa Kamil Prokop, Właściwości metrologiczne detektora synchronicznego składowej czynnej z układem MC1496

Identyfikacja położenia obiektu w płaszczyźnie przetwornikami indukcyjnościowymi z mostkowym modulatodem kwadraturowym Praca dyplomowa, Maciej Murdzek Identyfikacja położenia obiektu w płaszczyźnie przetwornikami indukcyjnościowymi z mostkowym modulatodem kwadraturowym

Identyfikacja położenia obiektu w płaszczyźnie przetwornikami indukcyjnościowymi z mostkowym modulatodem kwadraturowym Praca dyplomowa, Maciej Murdzek Identyfikacja położenia obiektu w płaszczyźnie przetwornikami indukcyjnościowymi z mostkowym modulatodem kwadraturowym

Zastosowanie detekcji synchronicznej Rys.2.5. Model pracy przetwornika tensometrycznego (2.11) Rys.2.6. Elementy pasożytnicze w modelu przetwornika tensometrycznego

Woltomierz wektorowy do pomiaru składowej czynnej i biernej Rys.2.9. Schemat układu woltomierza wektorowego do pomiaru składowej czynnej i biernej Rys2.10. Przebiegi czasowe w bloku przesuwnika fazy  / 2 U 1  sin(  t) U 1  sin(2  t) U a U b t  /2 U c U d

Przesyłanie sygnału chrominancji. Rys Wektorowy obraz sygnału po modulatorze koloru Rys Obraz z oscyloskopu („ a” ) sygnału jednej linii dla obrazu z trzema pasmami kolorowymi („b”) f  4,43 MHz. f  8,86 MHz. f  4,43 MHz.

Układy wejściowe przyrządów

Układy filtrujące, selektywne

Generatory funkcji, przetwornik wartości średniej (2.21) Rys.2.17.Schemat przetwornika wartości średniej modułu sygnału (2.22) (2.23)

Generatory funkcji Rys Selektor sygnałów różnych polaryzacji U z U1U2 U3U1U2 U3 R U A. Rys Układ wybierania wartości maksymalnej z kilku sygnałów : A. schemat układu, B. przykładowe przebiegi napięć wejściowych i wyjściowego

Generator funkcji x 2 oraz jej funkcji odwrotnej Rys Schemat ideowy generatora funkcji x 2 zbudowanego z elementów z uziemioną diodą (dla jednego kierunku napięć wejściowych ) Rys Schemat ideowy generatora funkcji x 0,5 zbudowanego z elementów z uziemioną diodą (dla jednego kierunku napięć wejściowych )

Generator funkcji obliczającej wartość skuteczną Rys.2.34.Schemat blokowy układu scalonego przetwornika wartości skutecznej TRUE RMS

Schemat blokowy wzmacniacza z detektorem synchronicznym

Schemat ideowy, zasady prowadzenia masy