1 / 16

Měření elektrického napětí

Měření elektrického napětí. etalony napětí měření stejnosměrného napětí měření střídavého napětí měření pulsního napětí. Bc. David FURKA. Etalony napětí – Westonův článek. etalon - referenční zdroj (U, I, …) defin. podm. [T,p, ρ ] - cejchování a kalibrace Westonův napěťový článek

lizina
Download Presentation

Měření elektrického napětí

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

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

More Related