1) Основные понятия и определения измерительных приборов Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Измерение – процесс, заключающийся в определении значения физической величины с помощью специальных технических средств. Погрешность измерений - отклонение результата измерения от истинного значения физической величины. Точность измерений - отражает близость результатов измерения к истинному значению измеряемой величины. Измерительные приборы - средства измерения, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для восприятия наблюдателя. Мера - средства измерений предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера с определенной точностью Диапазон измерений- это область значений измеряемого сигнала для которой нормированы допускаемые погрешности. 2) Электроизмерительные приборы В зависимости от измеряемой или воспроизводимой физической величины электроизмерительные приборы подразделяют на: амперметры (измерители тока) вольтметры (измерители напряжения) ваттметры (измерители мощности) мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока омметры (измерители сопротивления) счетчики электрической энергии и др. Различают две категории электроизмерительных приборов: рабочие — служат для для практических измерений. образцовые — для градуировки и поверки рабочих приборов. Электроны, двигаясь по проводнику электрической цепи, образуют вокруг себя магнитное поле. В нем и перемещается стрелка измеряющего устройства, реагируя на силу окружающего поля. Чем магнитное поле слабее, тем меньше отклонение стрелки и наоборот. Если в непосредственной близости от проводника, через который не протекает электрический ток, подвешена стрелка, то реагировать она может только на магнитное поле Земли. Но если через проводник пропустить ток, стрелка будет уже реагировать на магнитное поле электрического тока. Таким образом, механическое отклонение стрелки провоцируют электроны, двигаясь через проводник. И следовательно, чем больше электрический ток, тем сильнее образованное им поле и тем дальше от начального положения отклоняется стрелка. 3) Электронно-лучевая трубка В суженном конце колбы находится электронная пушка, предназначенная для получения узкого пучка электронов (электронного луча). Кроме электронной пушки в трубке находится две пары отклоняющих пластин Катод- это металлический цилиндр с оксидным покрытием торца, чем достигается излучение электронов в одном направлении. Управляющий электрод имеет форму цилиндра с отверстием в торце и служит для регулирования количества электронов в луче. Для придания ускорения электронам и дальнейшей фокусировки луча применяются два цилиндрических анода. Оба анода имеют положительный потенциал относительно катода. Первый из них меньший, второй - больший. Электроны, попав в электрическое поле анодов отклоняются в направлении к оси луча и получают ускорение в направлении движения. Фокусировка производится регулировкой потенциала первого анода. Принцип работы такого монитора основан на испускании потока электронов электроннолучевой пушкой. Поток электронов представляет из себя узкий луч. Отклоняющая система кинескопа перемещает этот луч по горизонтали и вертикали, обеспечивая формирование изображения на всей поверхности экрана монитора. Яркость изображения регулируется изменением интенсивности этого потока. 4) Электронно-лучевая осциллограф Электронно-лучевой осциллограф — прибор для визуального наблюдения электрических процессов, представленных в форме напряжения, а также измерения различных параметров сигналов, определяющих их мгновенные значения и временные характеристики. В основе работы любых электронных осциллографов лежит преобразование исследуемых сигналов в видимое изображение, получаемое на экране электронно-лучевой трубки. (смотри вопрос выше) 5) Цифровой осциллограф Цифровой осциллограф – это осциллограф, построенный на основе цифровой схемотехники. Его главное отличие в том, что внутри него идет цифровая обработка сигналов, в отличие от аналогового осциллографа. Цифровой осциллограф может записывать, останавливать, автоматически подгонять и измерять сигнал. В этом заключается его главное отличие от простого аналогового осциллографа. Измерение цифровым осциллографом позволяет совершать множество операций, получая разнообразные данные: напряжение постоянного и переменного тока; частоту и период; характеристики и сопротивление напряжения; звук, шум и соотношение шума к сигналу; амплитуду и сдвиг фаз; рабочий цикл; падение напряжения; время подъема и падения. Исследуемый входной сигнал Y(t) через усилитель входного сигнала попадает на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который с частотой, определяемой генератором развертки, производит оцифровку мгновенных значений входного сигнала. Частоту генератора развертки (частоту дискретизации) можно изменять в широких пределах, что соответствует изменению масштаба по горизонтали и аналогично изменению скорости развёртки в аналоговых осциллографах. На выходе АЦП входной сигнал представлен дискретной последовательностью кодовых (цифровых) слов, которые записываются в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Запись данных в ОЗУ осуществляется таким образом, что каждое новое значение вытесняет из ОЗУ наиболее старое по времени значение. Для получения устойчивого изображения исследуемого сигнала в осциллографе осуществляется синхронизация напряжения развертки с исследуемым сигналом. 6) проведение измерений с помощью осциллографа (на примере переменного и постоянного токов) Измерение напряжения За основу измерения напряжения берется известное значение вертикального масштаба. прибор подключается на измеряемый участок цепи и на мониторе появляется график. Теперь остается только посчитать высоту графика от горизонтальной линии и умножить на масштаб. Измерение частоты с помощью осциллографа Прибор позволяет успешно измерять частоту сигнала, исходя из его периода. Частота находится в прямо пропорциональной зависимости от периода и рассчитывается по формуле f=1/T, там f — частота, Т — период. Перед измерением линию развертки совмещают с центральной горизонтальной осью прибора. При проведении измерений осциллограф подключают в исследуемую сеть и наблюдают на экране график. Для большего удобства, используя ручки горизонтальной настройки, совмещают точку начала периода с одной из вертикальных линий на экране осциллографа. Успешно посчитав количество делений, которое составляет период, следует умножить его на величину скорости развертки. Определение силы тока Для узнавания силы тока в цепи с помощью осциллографа в нее последовательно включают резистор, имеющий значительно меньшее сопротивление, чем сама цепь (такое, чтобы он практически не влиял на ее исправную работу). После этого производят измерение напряжения по принципу, указанному выше. Зная номинальное сопротивление резистора и общее напряжение в цепи несложно, пользуясь законом Ома, рассчитать силу тока. 7) ЦАП (Структурная схема, принцип действия) Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) — предназначены для преобразования цифровых сигналов в аналоговые. Цап на резистивном делителе В схеме использованы так называемые перекидные ключи S1…S4, каждый из которых в одном из состояний подключен к общей точке, поэтому напряжения на ключах невелики. Ключ S5 замкнут только тогда, когда все ключи S1…S4 подключены к общей точке. Во входной цепи использованы резисторы всего с двумя различными значениями сопротивлений. uвых= − ( U0Roc / 2R ) · S4 − ( (U0/2) Roc / 2R ) · S3 – ( (U0/4) Roc / 2R ) · S2 − ( (U0/8) Roc / 2R ) · S1 = − ( U0Roc/ 16R) · ( 8S4+ 4S3+ 2S2 + S1) где Si , i = 1, 2, 3, 4 принимает значение 1, если соответствующий ключ замкнут, и 0, если ключ разомкнут. 8) АЦП (Классификация, структурная схема, принцип действия) Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует напряжение (аналоговый сигнал) в код. АЦП интегрирующего типа \ АЦП последовательного счета Параллельный АЦП 9) Классификация погрешностей По источнику возникновения – инструментальные – составляющая погрешности, которая зависит от свойств средства измерения (класс точности, цена деления и т.д.). – методические – составляющая общей погрешности измерения, которая обусловлена несовершенством метода измерения. - субъективные – погрешность оператора По способу выражения Абсолютной погрешностью называют величину, выраженную в единицах измеряемой величины. Её можно описать погрешность выражается отношением По способу проявления формулой Относительная Хд – действительное значение – систематические – составляющие общей погрешности измерения, которая остается постоянной, либо закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины. – случайные – составляющая общей погрешности измерения, которая изменяется случайным образом как по величине и по знаку при повторных измерениях одной и той же величины. – грубая или промах 10) Расшифровка номиналов радиоэлементов (Резистор, конденсатор) 11) Индуктивные датчики (Конструкция, принцип работы) 12) Термопара (Конструкция, принцип работы) 13) Акустический датчик (Конструкция, принцип работы) 14) Микроволновый датчик (Конструкция, принцип работы) 15) Фоторезистор (Конструкция, принцип работы) 16) Описание процесса пайки радиоэлементов 17) Классификация датчиков
