POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA ELEKTRYCZNA.

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
POMIAR NAPIĘĆ I PRADÓW STAŁYCH
Advertisements

Przetworniki pomiarowe
T47 Podstawowe człony dynamiczne i statyczne
Pochodna Pochodna  funkcji y = f(x)  określona jest jako granica stosunku przyrostu wartości funkcji y do odpowiadającego mu przyrostu zmiennej niezależnej.
DYSKRETYZACJA SYGNAŁU
Prezentacja powtórzeniowa Piotr Rzeczkowski kl 4aE
MIĘDZYNARODOWE UNORMOWANIA WYRAŻANIA NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH
Katedra Telekomunikacji Morskiej
1. Przetworniki parametryczne, urządzenia w których
– specjalność zielonogórskiego przemysłu elektronicznego
1. Materiały galwanomagnetyczne hallotron gaussotron
Doświadczalnictwo.
AGH Wydział Zarządzania
Opis matematyczny elementów i układów liniowych
Automatyka Wykład 3 Modele matematyczne (opis matematyczny) liniowych jednowymiarowych (o jednym wejściu i jednym wyjściu) obiektów, elementów i układów.
Podstawowe elementy liniowe
Wykład III Sygnały elektryczne i ich klasyfikacja
przetworników piezoelektrycznych
Rozważaliśmy w dziedzinie czasu zachowanie się w przedziale czasu od t0 do t obiektu dynamicznego opisywanego równaniem różniczkowym Obiekt u(t) y(t) (1a)
Definicje Czujnik – element systemu pomiarowego dokonujący fizycznego przetworzenia mierzonej wielkości nieelektrycznej na wielkość elektryczną, Czujnik.
  Prof.. dr hab.. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska.
Miernictwo Elektroniczne
przetwarzanie sygnałów pomiarowych
Niepewności pomiarowe, cz. I
Miernictwo Elektroniczne
Mostek Wheatstone’a, Maxwella, Sauty’ego-Wiena
Cyfrowe systemy pomiarowe
IX Konferencja "Uniwersytet Wirtualny: model, narzędzia, praktyka" „Laboratorium Wirtualne Fotoniki Mikrofalowej„ Krzysztof MADZIAR, Bogdan GALWAS.
Autor dr inż. Andrzej Rylski 1. Analiza metrologiczna modelu fizycznego toru pomiarowego Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI ZAKŁAD METROLOGII I SYSTEMÓW POMIAROWYCH METROLOGIA Andrzej Rylski.
Tensometria elektrooporowa i światłowodowa Politechnika Rzeszowska Katedra Samolotów i Silników Lotniczych Ćwiczenia Laboratoryjne z Wytrzymałości Materiałów.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI ZAKŁAD METROLOGII I SYSTEMÓW POMIAROWYCH METROLOGIA Andrzej Rylski.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI ZAKŁAD METROLOGII I SYSTEMÓW POMIAROWYCH METROLOGIA Andrzej Rylski.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI ZAKŁAD METROLOGII I SYSTEMÓW POMIAROWYCH METROLOGIA Andrzej Rylski.
ELEKTRONICZNE PRZYRZĄDY I TECHNIKI POMIAROWE. 1.Wybrane zagadnienia w procesie projektowania, kompatybilność, odporność na zakłócenia. 2.Organizacja i.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA ELEKTRYCZNA.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.
Autor dr inż. Andrzej Rylski TECHNIKA SENSOROWA 1. K A R T A P R Z E D M I O T U 2. Analiza metrologiczna modelu fizycznego toru pomiarowego.
Badanie konstrukcji Badanie konstrukcji geometrycznej ciągów.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI ZAKŁAD METROLOGII I SYSTEMÓW POMIAROWYCH METROLOGIA Andrzej Rylski.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.
Autor dr inż. Andrzej Rylski MIERNICTWO PRZEMYSŁOWE 1. K A R T A P R Z E D M I O T U 2. Analiza metrologiczna modelu fizycznego toru pomiarowego.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH MIERNICTWO PRZEMYSŁOWE.
WYKŁAD Teoria błędów Katedra Geodezji im. K. Weigla ul. Poznańska 2
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA ELEKTRYCZNA.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI ZAKŁAD METROLOGII I SYSTEMÓW POMIAROWYCH METROLOGIA Andrzej Rylski.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI ZAKŁAD METROLOGII I SYSTEMÓW POMIAROWYCH METROLOGIA Andrzej Rylski.
Zjawisko rezonansu w obwodach elektrycznych. Rezonans w obwodzie szeregowym RLC U RCI L ULUL UCUC URUR.
Pomiary elektryczne wielkości nieelektrycznych 2 Metrologiczne aspekty w modelach fizycznych i matematycznych obiekt-sensor.
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej.
zasilanego z sieci energetycznej obiektu
Komputerowe systemy pomiarowe
METROLOGIA Podstawy rachunku błędów i niepewności wyniku pomiaru
Błędy i niepewności pomiarowe II
Transformacja Z -podstawy
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im
Pomiary wielkości elektrycznych i magnetycznych: RLC
Do narzędzi pomiarowych zaliczamy: wzorce; przyrządy pomiarowe;
POLITECHNIKA RZESZOWSKA im
METROLOGIA Statystyczne metody poprawienia dokładności
Analiza harmoniczna.
Elektronika.
Elektronika WZMACNIACZE.
Obiekty dyskretne w Układach Regulacji Automatycznej
Zapis prezentacji:

POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA ELEKTRYCZNA Andrzej Rylski Politechnika Rzeszowska Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych, ul. W. Pola Rzeszów, Pomiar parametrów funkcjonalnych urządzeń elektrycznych, napięcia, prądu, mocy, współczynnika mocy, systemy pomiarowe, rejestracja

Wprowadzenie 9. Narzędzia pomiarowe – właściwości 9.1 Ogólny schemat blokowy przyrządu pomiarowego. 9.2 Właściwości dynamiczne 9.3 Właściwości statyczne - ocena przetworników pomiarowych w procesie ich uwierzytelniania 9.4 Opis dokładności przyrządu pomiarowego błędem addytywnym i multiplikatywnym 9.5 Porównanie wpływu zmienności przedziału błędów na wyznaczenie zbioru wspólnego 9.6 Pomiary napięcia 9.7 Pomiary napięcia – kompensatory 9.8 Błędy woltomierzy analogowego i cyfrowego 9.9 Zadanie Zaokrąglenie wyznaczanych wartości błędów 9.11 Zaokrąglenie wyznaczanych wartości wielkości 9.12 Zadanie Zadanie Podsumowanie 9.15 Woltomierze cyfrowe 9.16 Woltomierz wielofunkcyjny 9.17 Zagadnienia do opracowania, literatura

Karandiejew K. B.: Pomiary elektryczne metodami mostkowymi i kompensacyjnymi, (tłum. z ros.), Wydawnictwa Naukowo- Techniczne Warszawa 1969 (tłumaczenie oryginału rosyjskiego z 1963r. Cmentarz ORLĄT LWOWSKICH ~zmisp/MSM2005/foto_200 5/foto.htm

Urządzenia elektryczne i ich parametry techniczne Parametry techniczne: napięcie zasilania V a.c. prąd znamionowy częstotliwość napięcia zasilania a.c Hz moc czynna cos  temperatura otoczenia °C wilgotność względna powietrza < 80% Parametry techniczne: napięcie zasilania V a.c. prąd znamionowy częstotliwość napięcia zasilania a.c Hz moc czynna cos  temperatura otoczenia °C wilgotność względna powietrza < 80%

Stanowisko pomiarowe do badania parametrów urządzeń elektrycznych

Urządzenia elektryczne i ich parametry techniczne

9.1 Ogólny schemat blokowy przyrządu pomiarowego. Rys.9.1. Schemat blokowy przyrządu pomiarowego. Właściwości statyczne: S – czułość przyrządu C=1/S – stała przyrządu  x – dokładność przyrządu  n x - błąd nieczułości Przetwornik pomiarowy (funkcyjny) dzielnik k1  k1M,  k1A, Przetwornik normalizacyjny wzmacniacz k2  k2M,  k2A, we Przyrząd wskazujący, miernik k3  k3M,  k3A,

9.2 Właściwości dynamiczne Rys.9.2. Odpowiedź układu na skok jednostkowy x(t) = 1(t) – skok jednostkowy sygnału wejściowego  - stała czasowa  (t) – sygnał wyjściowy Rys.9.3. Charakterystyka częstotliwościowa  =f(f) f d - dolna częstotliwość graniczna f g - górna częstotliwość graniczna

9.3 Właściwości statyczne - ocena przetworników pomiarowych w procesie ich uwierzytelniania Modele charakterystyk przetwarzaniaBłędy przyrządów U wy U we U wy U we U wy U we U wy U we U wy U we UwyUwy UwyUwy UwyUwy UwyUwy UwyUwy

9.4 Opis dokładności przyrządu pomiarowego błędem addytywnym i multiplikatywnym Rys.3.3. Wykres wartości względnej błędu przyrządu zdefiniowanego błędem dyskretyzacji, klasą lub wartością odniesioną do zakresu Rys.3.8. Rysunek przedziału wartości błędu bezwzględnego z niesymetrycznymi błędami addytywnym i multiplikatywnym błąd addytywny Błąd addytywny i multiplikatywny xx xnxn x x x  xgr -x n x x  xg r Rys.3.7. Rysunek przedziału zmian wartości błędu całkowitego bezwzględnego z błędem addytywnym xx xnxn x x x  xgr -x n x x  xgr xx xx x x Rys.3.3. Wykres wartości względnej błędu przyrządu zdefiniowanego błędem addytywnym i multiplikatywnym

9.5 Porównanie wpływu zmienności przedziału błędów na wyznaczenie zbioru wspólnego I II III IV Rys.3.8. Model obszaru wspólnego w pomiarach różnymi metodami I x+  x x x x-  x x+  x + x x-  x - II III Rys.3.9. Wyznaczenie wspólnego zbioru dla pomiarów I, II, III wykonanych w różnych warunkach pomiarowych z różnymi granicami błędów

9.6 Pomiary napięcia UxUx UoUo UwUw UoUo   Un,M,A,RvUn,M,A,Rv RxRx a. V RxRx UxUx RwRw UwUw V UxUx b.c. Un,M,A,RvUn,M,A,Rv Un,M,A,RvUn,M,A,Rv V    RxRx RwRw   RxRx  UoUo Rys.9.4. Układy metod pomiaru napięcia a. metoda bezpośrednia, b. metoda różnicowa, c. metoda zerowa statyczna Metoda bezpośrednia (3.1) (3.2) Metoda różnicowa (3.3) (3.4) Metoda zerowa (3.5) (3.6) (3.7)(3.8) (3.9) UWAGA Małe wartości błędów nawet te dążące do zera można zaniedbać dopiero po szczegółowej, liczbowej analizie zadania pomiarowego. Mogą również występować błędy systematyczne w pomiarach, uwzględnia się je w wyniku pomiaru.

9.7 Pomiary napięcia - kompensatory UoUo V RxRx UxUx RwRw UwUw Un,M,A,RvUn,M,A,Rv   RkRk A RxRx UxUx RwRw UwUw Un,M,A,RvUn,M,A,Rv   V RkRk A RxRx UxUx RwRw UwUw Un,M,A,RvUn,M,A,Rv   V (9.5) (9.6) (9.7)(9.8) (9.9) a.Rys.9.5. Pomiary napięcia metodą zerową – kompensatory Zasada kompensacyjnej metody pomiaru Kompensator z regulowanym prądem roboczym Kompensator ze stałym prądem roboczym

9.8 Błędy woltomierzy analogowego i cyfrowego dzielnik k1  k1M,  k1A, wzmacniacz k2  k2M,  k2A, we Rys Schemat blokowy woltomierza Równanie przetwarzania tego toru z odczytem analogowym i cyfrowym: (3.18) (3.19) (3.22) (3.23) (3.24) (3.25) (3.26) (3.27) (3.28)

9.9 Zadanie 1 Oblicz wartość błędu względnego i bezwzględnego oraz zapisz wynik pomiaru woltomierzem, w którym kolejne jego bloki toru pomiarowego jak na rys mają następujące właściwości: - dzielnik : k1=1V/V,  0,01% wartości mierzonej,  0,02% wartości zakresu, - wzmacniacz: k2=10V/V,  0,01% wartości mierzonej,  0,03% wartości zakresu, - wskaźnik elektromechaniczny: k3=10dz/V, k 0,1,  n =300dz,  =101,865dz Dane: dzielnik:wzmacniacz:wskaźnik: k1=1V/V,k2=10V/Vk3=10dz/V  k1M =  0,01%,  k2M =  0,01%, k 0,1  k1A =  0,02%,  k2A =  0,03%,  n =300dz,  =101,865dz oblicz: , U - ? Obliczenia: -stała woltomierza: -zakres woltomierza -wartość zmierzona -wartość błędu bezwzględnego - wartość błędu względnego -wynik pomiaruU=(1,0186  0,0048)V

9.12 Zadanie 2. Oblicz wartość błędu względnego i bezwzględnego oraz zapisz wynik pomiaru woltomierzem, w którym kolejne jego bloki toru pomiarowego jak na rys. 2. mają następujące właściwości: - dzielnik : k1=1V/V, 0,01% wartości mierzonej,  0,02% wartości zakresu, - wzmacniacz: k2=10V/V,  0,01% wartości mierzonej,  0,03% wartości zakresu, - wskaźnik elektromechaniczny: k3=10dz/V, k 0,1, an=300dz, a=101,865dz Dane: dzielnik:wzmacniacz:wskaźnik: k 1 =1V/V,k 2 =10V/V k 3 =10dz/V  k 1M = 0,01%,  k 2M =  0,01%,k 0,1  k 1A =  0,02%,  k2A=  0,03%,  n =300dz,  =101,865dz oblicz: , U - ? Obliczenia: -stała woltomierza: -zakres woltomierza -wartość zmierzona wartość błędu bezwzględnego - wartość błędu względnego -wynik pomiaru U=(1,0186 )V

9.13 Zadanie 3. Oblicz wartość błędu względnego i bezwzględnego oraz zapisz wynik pomiaru woltomierzem, w którym kolejne jego bloki toru pomiarowego jak na rys mają następujące właściwości: - dzielnik : k1=1V/V, ±0,01 wartości mierzonej,  0,02% wartości zakresu, - wzmacniacz: k2=10V/V,  0,01% wartości mierzonej,  0,03% wartości zakresu, - wskaźnik elektromechaniczny: k3=10dz/V, k 0,1,  n=300dz,  =101,865dz Dane: dzielnik:wzmacniacz: wskaźnik: k1=1V/V,k2=10V/Vk3=10dz/V  k1M =  0,01,  k2M =  0,01%, k 0,1  k1A =  0,02%,  k2A =  0,03%,  n =300dz,  =101,865dz oblicz: , U - ? Obliczenia: -stała woltomierza: -zakres woltomierza -wartość zmierzona wartość błędu bezwzględnego - wartość błędu względnego -wynik pomiaru U=(1,019  0,015)V

9.14 Podsumowanie wartośćZadanie 1Zadanie 2Zadanie 3 k11V/V  k1M  0,01% 0,01%  0,01  k1A  0,02%, k210V/V  k2M  0,01%,  k2A  0,03%, k310dz/V k0,1 nn 300dz  101,865dz UU  0,0048V V  0,015V UU  0,47% %  1,5% U (1,019,  0,0048)V (1,019, )V (1,019,  0,015)V UWAGA Wartość względna może być przedstawiona jako: liczba bezwymiarowa, jeżeli będzie ta liczba pomnożona przez 100, wówczas przy tej nowej liczbie stawiamy znak „%”, np.  = 0,1%=0,001. W postępowaniu „pomiarowców” bardzo ważna jest staranność zapisu wartości, symboli, oraz ciągła kontrola jednostek w obliczeniach, polegająca na sprawdzeniu czy jednostka wynikająca z analizy wzoru odpowiada jednostce oczekiwanej.

9.15 Woltomierze cyfrowe wzmacniacz detektor wz.całkujący przetwornik wartości skutecznej A/C enkoder pole odczytowe dzielnik Rys Schemat blokowy woltomierza cyfrowego napięcia przemiennego wzmacniacz detektor synchronicz ny R wz.całkujący przetwornik wartości skutecznej A/C enkoder pole odczytowe dzielnik generator układ formujący Rys Schemat blokowy woltomierza wektorowego składowej czynnej wzmacniacz detektor synchronicz ny R wz.całkujący przetwornik wartości skutecznej A/C enkoder pole odczytowe dzielnik generator układ formujący przesuwnik fazy  /2 Rys Schemat blokowy woltomierza wektorowego składowej biernej

9.16 Woltomierz wielofunkcyjny Sąda W.N. W.CZ. DZ TRANS KONDER TRANS KONDER TRANS KONDER A/C A/A  P.O Ux P.O W.N. W.K. G DE.SY. UR DE.S YUR TRANS KONDER EPFRON RAM Klawiatura Drukarka Ploter Interfejs IEC G25 Interfejs RS 32Z Ua Synd r Rys Schemat blokowy woltomierza wielofunkcyjnego z procesorem

Pomiary prądu

9.17 Zagadnienia do opracowania, literatura Zagadnienia: Podstawowe metody pomiaru napięcia. Zasada i właściwości metody bezpośredniej pomiaru napięcia. Zasada i właściwości metody różnicowej pomiaru napięcia. Zasada i właściwości metody zerowej pomiaru napięcia. Sposoby opisu błędów przetworników pomiarowych. Porównanie zmienności przedziału błędów kilku przyrządów w pomiarze tej samej wartości danej wielkości na wyznaczenie zbioru wspólnego. Schemat blokowy woltomierza cyfrowego napięcia. Schemat blokowy woltomierza wektorowego składowej biernej Rodzaje pracy przetworników A/C. Schemat blokowy woltomierza wektorowego składowej czynnej Schemat blokowy woltomierza wielofunkcyjnego z procesorem Literatura: [1]. P.D. Sydenham, Podręcznik metrologii, WKŁ Warszawa 1990r. [2]. A. Rylski, Sensory i przetworniki wielkości nieelektrycznych, zadania, skrypt Politechniki Rzeszowskiej 1994r. [3]. A. Rylski, Ocena przetworników pomiarowych w procesie ich uwierzytelniania, materiały IV Międzynarodowego Seminarium Metrologów Rzeszów 1997r. [4] S. Michalak, Współpraca specjalizowanych przetworników a/c z mikroprocesorowym systemem pomiarowym. ZN WSI nr 203, Opole 1994, s [5]. W.David Gregg, Podstawy telekomunikacji analogowej i cyfrowej WNT Warszawa str 88 [6]. S.I.Baskakow, Sygnały i układy radiotechniczne, PWN Warszawa 1991r