Средства измерения параметров электрических цепей. Лекция №12

1. Лекция №12

Средства измерения параметров
электрических цепей

2. РТ Цепи

С сосредоточенными параметрами
>> L
С распределенными параметрами
L

3. Цепи с сосредоточенными параметрами

Z ( j ) R jX ( ) Z ( j ) e j ( )
2-полюсник
Z ( j ) R 2 X ( ) 2
XL L
( ) arctg ( X ( ) / R)
X с 1 /( C )
K ( j ) U вых ( j ) / U вх ( j )
U âõ ( j )
4-полюсник
U âû õ ( j )
K ( j ) K ( j ) e j ( )
K ( j ) U вых ( j ) / U вх ( j )

4. Классификация элементов цепей с сосредоточенными параметр.

резистор
конденсатор
катушка индуктивности
имеют эффективные и паразитные
параметры

5. Имеряемые параметры

Первичные
Сопротивление R
Проводимость Y
индуктивность L
емкость C
Вторичные
добротность Q
тангенс угла потерь

6. Измерение активных сопротивлений

на постоянном токе
на переменном токе (при наличии
индуктивностей с сердечниками)
метод амперметра/вольтметра
логометрический
мостовой

7. Метод амперметра вольтметра

A
V
Rx
Rдоб
Rx
U Eп
Rдоб Rx
Rx
Rдоб
Eп
I
Rдоб Rx

8. Методические погрешности

R x
2
Rx
Rx Rv
R x R A
Rx
R x
100
Rx Rv
RA
R x
100
Rx

9. Логометрический метод

M 0 M x ; 0 ( ) I 0 x ( ) I x
R0
Rx
R р Rx
F ( I1 / I x ) F
R R
0
р
E
E
I0
; Ix
;
R р R0
R р Rx

10. Мостовой метод

сравнение с мерой
ручная или автоматическая настройка
высокая чувствительность
широкий диапазон величин

11. 4-плечий уравновешенный мост на постоянном токе

Rx
R2
НИ
R3
R4
R3
Rx R2
R4

12. Методы измерения реактивных параметров

Мостовой
Резонансный
Цифровой

13. Мостовой метод

Z1
Z2
1 4 2 3
НИ
Z3
Z1 Z 4 Z 2 Z3
Z4

14. Мостовой метод измерения L

R1
R2
R1( Rx j Lx ) R2 ( R0 j L0 )
НИ
Lx
L0
R0
Rx
Uп
Lx L0 R2 / R1 ;
Rx R0 R2 / R1 ;

15. Мостовой метод измерения L

Lx
R2
Rx
( Rx j Lx ) R2 R3( 1 / R0 j С0 )
НИ
Lx C0 R2 R3 ;
R0
Rx R2 R3 / R0 ;
R3
C0
Uп
Qx Lx / Rx R0 C0

16. Мостовой метод измерения С

Cx
R2
Rx
R4 [ Rx 1 /( j Cx )] R2 [ R0 1 /( j C0 )]
Cx C0 R4 / R2 ;
НИ
Rx R2 R0 / R4 ;
tg x Cx Rx R0 C0
C0
R4
R0
Uп

17. Мостовой метод измерения С

R0
R2
R4 Rx [ 1 j C0 R0 )] R2 R0 ( 1 j Cx Rx )]
Cx C0 R4 / R2 ;
C0
Rx R2 R0 / R4 ;
НИ
tg x 1 /( Cx Rx ) 1 /( R0 C0 )
Rx
R4
Cx
Uп

18. Резонансный метод

1
f р1
;
2 Lx ( Cэ1 CLx )
1
f р2
2 Lx ( Cэ 2 CLx )
Г
f р1 K f р 2
K 2 1
Lx
( 2 f р1 )2 ( Cэ 2 Сэ1 )
Cэ 2 Cэ1K 2
СLx
K 2 1

19. Измерение L

Lx
СL Соб Свх
100 мкГн,
V
Lx
1
4 2 f 2 (C C L )
Lx
Lв
СL
Соб Свх
V
10 мкГн
f
1
1
2 L в С об1 2 (L в L x )С об 2

20. Измерение C

Lоб
СL
Сх Свх
1
Сх
С L C вх
2
2
4 f L об
V
Собmin<Cx<Cобmax
Соб Свх
V
Cx=C1–C2
Сх
СL
Соб
V
С об1 С об 2
Сх
С об1 С об 2
Cx>Cобmax
C 2 C1
d R 0 C 0
2C 0

21. Метод дискретного счета

x RxC0 x Lx / R0
U0
x R0C x
R0
ОУ
R1
u(t)
Сx
R2
u( t ) U 0 ( 1 )( 1 e
t / x
Rx
Lx
u(t)
u(t)
С0
R0
) U 0
1
R2 /( R1 R2 ) Tx T1 T2 2 x ln
1

22. Измерители АЧХ

Генератор + Вольтметр
Панорамный измеритель
Погрешности
измерения амплитуды
измерения частоты
нелинейность
Выходное сопротивление для активных -
большое, для пассивных - малое

23. Панорамный измеритель АЧХ

Част метки
ГКЧ
ЧП
Д
ГЛИН
Ус X
Ус Y

24. Заключение

Методы измерения параметров цепей
в основном косвенные
Измерения параметров цепей
сводятся к измерению реакции на
воздействие
Рабочие формулы следуют из законов
теории цепей

25. Контрольные вопросы

Поясните сущность метода аперметра –
вольтметра.
Какие требования предъявляются к сигналу,
вырабатываемому ГКЧ в составе панорамного
измерителя АЧХ?
Чем определяется способ включения эталонных
индуктивностей и емкостей в измерительный мост?
Запишите уравнение резонанса для LC контура.
Каким образом измеряют емкость резонансным
методом?