Měření elektrického napětí - PowerPoint PPT Presentation

m en elektrick ho nap t n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Měření elektrického napětí PowerPoint Presentation
Download Presentation
Měření elektrického napětí

play fullscreen
1 / 16
Měření elektrického napětí
312 Views
Download Presentation
lizina
Download Presentation

Měření elektrického napětí

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. Měření elektrického napětí • etalony napětí • měření stejnosměrného napětí • měření střídavého napětí • měření pulsního napětí Bc. David FURKA Měření el. napětí

  2. Etalony napětí – Westonův článek etalon - referenční zdroj (U, I, …) defin. podm. [T,p,ρ] - cejchování a kalibrace Westonův napěťový článek • elektrochemický etalon • U20 = 1,0186 V • vnitřní odpor 500 ÷ 1000 Ω • max. zatěžovací proud 1 μA • rozsah teplot 4 ÷ 40 °C • malá tep. závislost -40 μV/°C • přesnost 10-5 až 10-6 • stabilita menší než 1 μV/rok • nesmí se naklápět a skratovat • citlivý na otřesy roztok CdS krystaly CdS směs Hg a HgS Hg +- amalgam kadmia Měření el. napětí

  3. Etalon napětí se Zenerovou diodou Normály s teplotně kompenzovanou Zenerovou diodou • diody a ZD  opačné teplotní charakteristiky (u ZD ΔUF / Δ < 0) • stabilita až 100μV/rok • použ: číslicová měřicí ústrojí a kalibrátory • chyba napětí: Měření el. napětí

  4. Etalon napětí – Josephsonův jev • kontakt dvou supravodičů se slabou vazbou • elektromagnetické pole o frekvenci f0 101 GHz • VA charakteristika má schodovitý charakter • pro n-tý stupeň platí • primární etalon • stabilita 10-9 • velmi drahý Měření el. napětí

  5. Souhrn metod měření DC napětí Metoda Měřicí rozsah Vnitřní odpor • magel. MP 101 mV až 1000 V 1 až 50 kΩ/V • měřicí napěť. zesil. 100 mV až 1000 V 10 MΩ/V • modulační Vmetry 102 nV až 101 mV 10 MΩ/V • kompenzační met. 100μV až 101 V ∞ Ω Měření el. napětí

  6. Stejnosměrný voltmetr v obvodu • voltmetr připojujeme paralelně k zátěži • odpor voltmetru zatěžuje obvod  chyba metody RVco největší!!! Zvětšení rozsahu - předřadníkem Měření el. napětí

  7. Měřicí napěťové zesilovače s OZ • velký vstupní odpor, malý výstupní odpor • zesílí napětí, které nelze běžně měřit • invertující nap. zesilovač - výstupní napětí má opačnou polaritu • neinvertující nap. zesilovač – výst. napětí má souhlasnou polaritu • přesnost omezena driftem  100 mV a nižší třeba použít automaticky nulované operační zesilovače Měření el. napětí

  8. Invertující zapojení nap. zesilovače • vstupní odpor roven R1 • výstupní odpor 0 Ω • Pro ideální OZ: • pro skutečný OZ - IN≠0 •  zanedbáním vzniká chyba Měření el. napětí

  9. Neinvertující zapojení napěť. zesilovače • předpokládáme-li ideální OZ • vstupní odpor ∞ Ω • výstupní odpor 0 Ω • Pro vstupní a výstupní napětí platí: Měření el. napětí

  10. MP s modulačním zesilovačem Princip malé DC napětí  pulsní průběh  AC zesílení  zesílené DC napětí Měření el. napětí

  11. Kompenzační metody měření napětí 1. Metoda s úplnou kompenzací (kompenzační) • sériové zapojení měřeného zdroje a referenčního zdroje (odečítají se) • citlivý Vmetr ukazuje rozdíl Ud= Ux - Ur zvyšováním Ur klesá Ud • Ud = 0  Ux=Ur  obvodem neteče proud  R = ∞ Ω 2. Metoda s částečnou kompenzací (porovnávací) Měření el. napětí

  12. Měření střídavého napětí • Vmetry pro průmyslové kmitočty • nf Vmetry • vf Vmetry • impulsní Vmetry STŘÍDAVÝ VOLTMETR • charakterizovány frekvenční charakteristikou • parametry v dokumentaci MP Měření el. napětí

  13. Střídavé voltmetry I. Voltmetry pro průmyslové kmitočty • DC analog. nebo dig. Vmetry s usměrňovačem – měří Us,ukazuje Uef • DC analog. nebo dig. Vmetry s termočlánkem – měří Uef,ukazuje Uef • u neharmonických průběhů – nelze změřit Uef • neuvažuje se vnitřní kapacita Nízkofrekvenční voltmetry (širokopásmové) • používají větš. operační usměrňovač (měří US, ukazuje Uef) • kmitočtově kompenzované děliče, oddělovací kondenzátor • kvalitní MP – RMS (převodník efekt. hodnoty – měří Uef, ukazuje Uef) • U od mV do 103 V, f od 20 Hz do 100 MHz Měření el. napětí

  14. Střídavé voltmetry II. Vysokofrekvenční voltmetry • DC elektronický voltmetr + vf sonda (snímá max. hodnotu napětí) Selektivní vf mikrovoltmetr • snímá napětí konkrétní frekvence – naladí se pásmovou zádrží PZ • spektrum signálů  nastavíme kmitočet signálu, jehož amplitudu chceme měřit • superponuje-li se do měřeného signálu o známé frekvenci rušení Měření el. napětí

  15. Střídavé voltmetry III. Pulsní voltmetry • nabití kondenzátoru  sejmutí napětí Uc (amplituda) • vybíjení kondenzátoru  nutno zmírnit nebo potlačit  zapojit sledovač napětí Měření el. napětí

  16. Vektorvoltmetr Měří amplitudu a fázový rozdíl vůči referenčnímu napětí uR – řídicí napětí (Ur převedeno na obdélník – bez fáz. pos. nebo o 90°) ŘU – vynásobí Ux a uR,0 nebo uR,90 Po vynásobení  ss složka, stříd. složka, další stř. složky (vyšších kmit.) F – dolní propust – zadrží složky vyšších frekvencí Výstup • U2,0 - DC napětí úměrné činné složce (při ur,0) • U2,90 - DC napětí úměrné jalové složce (při uR,90) Měření el. napětí