Elektronika va avtomatika

Voltaj va oqimni o'lchash

Ishning maqsadi "Kuchlanish va oqimni o'lchash uchun qurilma" ishlash printsipi bilan tanishish, ularning asosiy metrologik xususiyatlarini o'rganish va o'lchov asboblari bilan ishlashda amaliy ko'nikmalarga ega bo'lishdir.
Umumiy ma'lumot.
Voltaj va oqimni o'lchash uchun asboblarning asosiy texnik tavsiflari: kuchlanish va oqim o'lchov diapazoni, o'lchov xatosi, ish chastotasi diapazoni, kirish qarshiligi, bir o'lchov vaqti yoki vaqt birligi uchun o'lchovlar soni, sezgirlik yoki bo'linish qiymati.
O'lchov diapazoni - normallashtirilgan xatolik bilan qurilma tomonidan o'lchanadigan kuchlanish yoki oqim qiymatlari diapazoni.
Ko'p chegarali asboblar uchun o'lchov diapazoni har bir chegarada boshqa normallashtirilgan xato bilan ko'rsatiladi.
O'lchovlar chegaralarini almashtirish qo'lda yoki avtomatik ravishda amalga oshiriladi. Qurilmalarning o'lchov chegarasidan oshib ketadigan signallar bilan ishlash qobiliyati ularning ortiqcha yuklanish qobiliyati deb ataladi. Zamonaviy raqamli voltmetrlarning haddan tashqari yuklanish quvvati 300% ga etadi.
O'lchovlarning to'liq va ishchi diapazonlarini ajrating. To'liq diapazon formula bo'yicha aniqlanadi.

qaerda  va  ~ o'lchangan kuchlanishning maksimal va minimal qiymatlari.
Agar o'lchangan kuchlanishning maksimal  va  minimal qiymatlari oldindan belgilangan xatolar bilan aniqlansa, u holda ish diapazoni tushunchasi qo'llaniladi.

bu odatda to'liq diapazondan kamroq.
Asbobning to'liq va ish diapazonlari odatda formulalar yordamida desibellarda o'lchanadi.

O'lchov xatosi qurilmaning asosiy metrologik xarakteristikasi hisoblanadi. Mutlaq, nisbiy va qisqartirilgan asboblar xatolari mavjud.
Mutlaq xatolik asbob ko'rsatkichi U p va o'lchangan kuchlanish (yoki oqim) U va haqiqiy qiymati o'rtasidagi farq bilan aniqlanadi :

O'lchov xatosi qurilmaning asosiy metrologik xarakteristikasi hisoblanadi. Mutlaq, nisbiy va qisqartirilgan asboblar xatolari mavjud.
Mutlaq xatolik asbob ko'rsatkichi U p va o'lchangan kuchlanish (yoki oqim) U va haqiqiy qiymati o'rtasidagi farq bilan aniqlanadi.

Nisbiy xatolik mutlaq xatoning o'lchangan kuchlanish U haqiqiy qiymatiga nisbati bilan aniqlanadi va foiz sifatida ifodalanadi.

Nisbiy xatolik o'lchangan kuchlanish qiymatiga bog'liq va kuchlanishning pasayishi bilan ortadi.
Berilgan xato  mutlaq xatoning ma'lum bir normalizatsiya qiymatiga nisbati bilan aniqlanadi U _n kuchlanish va foiz sifatida ifodalanadi.

Normallashtiruvchi kuchlanish sifatida bir tomonlama shkalali asboblar shkalasining chegara qiymati yoki ikki tomonlama shkalasi bo'lgan asboblar uchun shkalaning chegara qiymatlari yig'indisi olinadi. Berilgan xatolik o'lchangan kuchlanish qiymatiga bog'liq emas.
Agar o'lchov xatosi qurilmadan foydalanishning normal sharoitida aniqlansa, u asosiy xato deb ataladi. Oddiy foydalanish shartlari uchun o'lchov natijasiga ta'sir qiluvchi miqdorlar normallashtiriladi: harorat, bosim, namlik, ta'minot kuchlanishi, chastota, tashqi elektr va magnit maydonlar va boshqalar. Ushbu ta'sir qiluvchi miqdorlarni o'zgartirish qo'shimcha xatolarga olib keladi.
O'qish o'zgarishi - o'lchangan kuchlanishning bir xil qiymati va bir xil qo'llash shartlari uchun asboblar o'qishlaridagi eng katta farq. Odatda, o'qishlarning o'zgarishi formula bilan aniqlanadi

Bu erda U_{+ -}  kuchlanish kuchayishi bilan o'lchanadigan kuchlanish qiymati, U_- kuchlanishning kamayishi bilan o'lchangan kuchlanish qiymati.
Ko'rsatkichlarning o'zgarishi bir xil kuchlanish (yoki oqim) qiymatini o'lchash uchun bir xil sharoitlarda qurilma ko'rsatkichlarining barqarorlik darajasini tavsiflaydi. O'qishlarning o'zgarishi taxminan ikki barobar asosiy xatoga teng.
Voltaj va oqimni o'lchash uchun asboblarning asosiy xususiyatlaridan biri sezgirlikdir.  Sezuvchanlik deganda , Y chiqish qiymatidagi o'sishning o'lchangan kuchlanish yoki oqimdagi mos keladigan o'sishga nisbati tushuniladi.

bu erda chiqish qiymati ∆Y - ko'rsatkichning burchak yoki chiziqli harakati, raqamli o'qish yoki kod to'plami.
Chiziqli o'lchovli asboblar uchun sezgirlik butun o'lchov oralig'ida doimiy bo'ladi. Chiziqli bo'lmagan shkalaga ega qurilmalar uchun sezgirlik o'lchangan kuchlanish qiymatiga bog'liq.
O'zaro sezgirlik,qurilmaning konstantasi deb ataladi va uning masshtabining bo'linish qiymatini aniqlaydi.Raqamli asboblarning bo'linish qiymati eng kichik muhim raqam birligining qiymatiga mos keladi
.
Qurilmaning kirish empedansi o'lchov ob'ekti yoki boshqa qurilmalar bir-biriga ulanganda uning ta'sirini tavsiflaydi.
Kirish empedansi qurilma tomonidan o'lchov ob'ektidan iste'mol qilinadigan quvvatga bog'liq. Voltmetrning kirish qarshiligi ifoda bilan aniqlanadi

va ampermetrning kirish qarshiligi

bu erda P in - qurilmaning kirish davri tomonidan iste'mol qilinadigan quvvat, U - o'lchangan kuchlanish qiymati. I - o'lchangan joriy qiymat.
O'lchov ob'ektidan quvvat iste'mol qilmaydigan ideal voltmetr cheksizlikka teng kirish qarshiligiga ega. Ideal ampermetr, aksincha, kirishga ega: qarshilik nolga teng.
Yuqori chastotada kuchlanish va oqimni o'lchashda qurilmalarning kirish sig'imi ham katta ahamiyatga ega. Kirish sig'imi o'lchash moslamasining o'lchov ob'ektidan quvvat sarfiga ta'sir qilmaydi, ammo bu o'lchov ob'ektidagi kuchlanish va oqimlar o'rtasidagi faza almashinuviga olib keladi va shu bilan o'lchov natijasini buzadi.
Qurilmaning ish chastotasi diapazoni signal chastotasi diapazoni bilan tavsiflanadi, unda ma'lum bir xato bilan o'lchash mumkin. Ish chastotasi diapazonidan tashqarida o'lchash standartlashtirilmagan xato bilan amalga oshiriladi.