Číslicová měření základních elektrických veličin

Číslicová měření základních elektrických veličin Lubomír Slavík TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247 Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

Číslicové měření základních elektrických veličin Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Obsah přednášky číslicové multimetry – blokové schéma základní charakteristiky typy rušení na vstupu DMM převodník U‐U převodník R‐U DMM na světovém trhu přehled dodavatelů DMM na českém trhu


Číslicové multimetry (DMM) vyšší přesnost neobsahuje žádné mechanické pohyblivé prvky základem číslicový voltmetr + převodníky (stř/ss, R, C, L, f)

Základní charakteristiky multimetrů počet míst číslicového zobrazovače (±3‐8,5) počet a hodnoty vstupních rozsahů (4‐6, ručně/auto) přesnost (rel. chyba 1‐0,001%) a teplotní závislost


časová stálost – nutnost kalibrace rozlišovací schopnost (poslední digit) citlivost (nejmenší napětí měřené přístrojem) vstupní impedance 10M‐1G pro ss napětí 1M, 40‐50pF, stř. napětí) typ AD převodníku integrační – 100‐200ms s postupnou aproximací – až 10000 měření za sekundu převodník střídavé napětí na stejnosměrné (obvykle převodník efektivní hodnoty) frekvenční pásmo: lepší do 500kHz – 1MHz RMS x true RMS autokalibrace – automatická interní x softwarové externí samočinný diagnostický test programovatelnost převodníky R‐U (2/4‐vodičové), C‐U, f‐U


Rušení na vstupu číslicového voltmetru sériové rušení (SM) – působí v sérii s měřeným napětím souhlasné rušení (CM) – působí stejně na obě vstupní svorky nejčastější rušení – 50Hz z výkonové sítě

U SM SMR  20 log U X potlačení sériového rušení (series mode rejection)

CMR  20 log

U CM U X

potlačení souhlasného rušení (common mode rejection)

rozsah – 60 ‐ 120dB

ECMR  SMR  CMR efektivní potlačení souhlasného rušení (effective common mode rejection)


Převodník U‐U (napěťový dělič / zesilovač) při neznámém napětí – nejvyšší rozsah!

pro nízká napětí – využití S2, např. pro S2= pozice 3 je zesílení pak dáno vztahy:

UO U A'  ' ' R3 R1  R2'  R3'

R1'  R2'  R3' A  R3'


Převodník R‐U metoda zdroje konstantního proudu

I … zdroj konstantního proudu V … digitální voltmetr Rp1, Rp2, Rp3, Rp4 … odpory přívodních kabelů

dvousvorková metoda

U RM   R  R p1  R p 2 I

R  R p1  R p 2

třísvorková metoda

U RM   R  R p 2 I

R  R p 2

čtyřsvorková metoda

RM 

U R I

R  0


Aktivní převodník R‐U odpor ve zpětné vazbě OZ (CV … číslicový voltmetr)

dvousvorková metoda

UA

Un    Rx  R p1  R p 2  Rn R  R p1  R p 2

čtyřsvorková metoda

U

' A

Un    Rx Rn  R p1 R  R p1


Stolní multimetry – příklad ‐ Agilent 34410A


Stolní multimetry – nejvyšší třída 1‐2) Agilent ‐ Keithley 3) BK Precision

velmi přesné (až 8,5 místné) spolehlivé dlouhodobá stabilita vysoký komfort obsluhy možnost autokalibrace svorky na předním i zadním panelu multiplexní systémy pro přepínání vstupů (až 64 vstupů) sběrnice – USB, GPIB, LAN 4‐svorkové měření R drahé ‐ 1200 – 8000 USD


Stolní multimetry východní provenience 1) Rigol 2) Metex, EZ Digital, …

dostatečně přesné pro většinu aplikací relativně levné ‐ 300 (Metex) – 1000 USD (Rigol)


Ruční multimetry – nejvyšší třída 1) Fluke (Tektronix) 2) Agilent

velmi přesné spolehlivé dlouhodobě stabilní vysoký komfort obsluhy včetně datových přenosů relativně drahé – 200 – 600 USD


Ruční multimetry východní provenience Metex, UNI, Protek, Appa, Metrix, Mastech

dostatečně přesné na střídavých rozsazích nemusí být spolehlivé relativně levné – 200 – 5000 Kč


Dodavatelé na českém trhu Micronix (www.micronix.cz) Htest (www.htest.cz) EMPOS (www.empos.cz) AMT (www.amt.cz) GM electronics (www.gme.cz) TIPA (www.tipa.cz) GES (www.ges.cz) Hadex (www.hadex.cz) TME (www.tme.cz) Blue Panther (www.bluepanther.cz)

Číslicová měření základních elektrických veličin

Recommend Documents