Mga uri at pamamaraan ng mga pagsukat ng elektrikal

Kapag nag-aaral ng electrical engineering, dapat harapin at sukatin ang mga dami ng elektrikal, magnetic, at mekanikal.

Upang sukatin ang isang elektrikal, magnetic, o iba pang dami ay ang paghahambing nito sa isa pang homogenous na dami na kinuha bilang isang yunit.

Tinatalakay ng artikulong ito ang pinakamahalagang klasipikasyon ng pagsukat para sa teorya at kasanayan ng mga pagsukat ng elektrikal… Maaaring kabilang sa klasipikasyong ito ang pag-uuri ng mga sukat mula sa isang metodolohikal na pananaw, i.e. depende sa mga pangkalahatang pamamaraan ng pagkuha ng mga resulta ng pagsukat (mga uri o klase ng mga sukat), ang pag-uuri ng mga sukat depende sa paggamit ng mga prinsipyo at mga aparato sa pagsukat (paraan ng pagsukat) at ang pag-uuri ng mga sukat depende sa dinamika ng mga sinusukat na halaga.

Mga uri ng mga pagsukat ng elektrikal

Depende sa mga pangkalahatang pamamaraan ng pagkuha ng resulta, ang mga sukat ay nahahati sa mga sumusunod na uri: direkta, hindi direkta at magkasanib na.

Para sa mga direktang pagsukat, isama ang mga resulta na direktang nakuha mula sa pang-eksperimentong data.Ang direktang pagsukat ay maaaring conventionally na ipinahayag ng formula Y = X, kung saan ang Y ay ang nais na halaga ng sinusukat na halaga; X — halagang nakuha nang direkta mula sa pang-eksperimentong data. Ang ganitong uri ng pagsukat ay kinabibilangan ng mga pagsukat ng iba't ibang pisikal na dami gamit ang mga instrumentong naka-calibrate sa mga naitatag na yunit.

Halimbawa, ang mga sukat ng kasalukuyang gamit ang ammeter, temperatura na may thermometer, atbp. Kasama rin sa ganitong uri ng pagsukat ang mga sukat kung saan ang nais na halaga ng isang dami ay tinutukoy sa pamamagitan ng direktang paghahambing sa isang sukat. Ang mga paraan na ginamit at ang pagiging simple (o pagiging kumplikado) ng eksperimento ay hindi isinasaalang-alang kapag nag-a-attribute ng isang tuwid na pagsukat ng linya.

Ang hindi direkta ay tinatawag na naturang pagsukat, kung saan ang nais na halaga ng dami ay matatagpuan sa batayan ng kilalang ugnayan sa pagitan ng dami na ito at ng mga dami na sumailalim sa mga direktang sukat. Para sa hindi direktang mga sukat, ang numerical na halaga ng sinusukat na halaga ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagkalkula ng formula Y = F (Xl, X2 ... Xn), kung saan Y — ang kinakailangang halaga ng sinusukat na halaga; NS1, X2, Xn — ang mga halaga ng mga sinusukat na dami. Ang isang halimbawa ng hindi direktang pagsukat ay ang pagsukat ng kapangyarihan sa mga circuit ng DC na may ammeter at voltmeter.

Ang magkasanib na mga sukat ay tinatawag na kung saan ang mga kinakailangang halaga ng iba't ibang mga dami ay tinutukoy sa pamamagitan ng paglutas ng sistema ng mga equation na nagkokonekta sa mga halaga ng mga kinakailangang dami sa mga direktang sinusukat na dami. Bilang isang halimbawa ng magkasanib na mga sukat, ang kahulugan ng mga coefficient sa formula na nauugnay sa resistor ng paglaban sa temperatura nito ay maaaring ibigay: Rt = R20 [1 + α (T1-20) + β (T1-20)]

Mga pamamaraan ng pagsukat ng elektrikal

Depende sa hanay ng mga pamamaraan para sa paggamit ng mga prinsipyo at mga instrumento sa pagsukat, ang lahat ng mga pamamaraan ay nahahati sa isang direktang pamamaraan ng pagtatasa at mga pamamaraan ng paghahambing.

Ang kakanyahan ng direktang pamamaraan ng pagtatasa ay binubuo sa katotohanan na ang halaga ng sinusukat na dami ay tinatantya mula sa mga pagbabasa ng isa (direktang pagsukat) o ilang (hindi direktang pagsukat) na mga aparato, na paunang na-calibrate sa mga yunit ng sinusukat na dami o sa mga yunit ng iba pang mga dami kung saan nakasalalay ang sinusukat na magnitude na dami.

Ang pinakasimpleng halimbawa ng paraan ng direktang pagtatantya ay ang pagsukat ng bawat dami gamit ang isang aparato na ang sukat ay nagtapos sa naaangkop na mga yunit.

Ang pangalawang malaking pangkat ng mga pamamaraan ng pagsukat ng elektrikal ay pinagsama sa ilalim ng pangkalahatang mga paraan ng paghahambing ng pangalan... Kasama sa mga ito ang lahat ng mga pamamaraan ng pagsukat ng elektrikal kung saan inihahambing ang sinusukat na halaga sa halagang ginawa ng sukat. Kaya, ang isang natatanging tampok ng mga pamamaraan ng paghahambing ay ang direktang paglahok ng mga panukala sa proseso ng pagsukat.

Ang mga paraan ng paghahambing ay nahahati sa mga sumusunod: null, differential, substitution at matching.

Null na pamamaraan Ito ay isang paraan ng paghahambing ng isang sinusukat na halaga sa isang sukat kung saan ang resulta ng impluwensya ng mga halaga sa sukat ay nabawasan sa zero. Kaya, kapag naabot ang balanse, ang isang tiyak na kababalaghan ay nawawala, halimbawa, ang kasalukuyang sa isang seksyon ng isang circuit o ang boltahe sa kabuuan nito, na maaaring maitala sa tulong ng mga aparato na nagsisilbi sa layuning ito. - mga zero indicator. Dahil sa mataas na sensitivity ng mga zero indicator, at dahil din sa mga sukat ay maaaring isagawa nang may mahusay na katumpakan, isang mataas na katumpakan ng pagsukat ay nakuha din.

Ang isang halimbawa ng aplikasyon ng null method ay ang pagsukat ng electrical resistance sa pamamagitan ng isang ganap na balanseng tulay.

Sa pamamaraang kaugalian, tulad ng sa null na pamamaraan, ang sinusukat na halaga ay inihambing nang direkta o hindi direkta sa sukat, at ang halaga ng sinusukat na halaga bilang resulta ng paghahambing ay hinuhusgahan ng pagkakaiba sa pagitan ng mga epekto na sabay-sabay na ginawa ng mga halagang ito ​at ang kilalang halaga na ginawa ng panukala. Kaya, sa pamamaraan ng kaugalian, ang isang hindi kumpletong pagbabalanse ng sinusukat na halaga ay nakuha, at ito ang pagkakaiba sa pagitan ng pamamaraan ng kaugalian at zero.

Pinagsasama ng differential method ang ilan sa mga katangian ng direct estimation method at ang ilan sa mga katangian ng null method. Maaari lamang itong magbigay ng napakatumpak na resulta ng pagsukat kung ang sinusukat na halaga at ang sukat ay bahagyang naiiba sa isa't isa.

Halimbawa, kung ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang dami na ito ay 1% at sinusukat na may error na hanggang 1%, kung gayon ang error sa pagsukat ng nais na dami ay mababawasan sa 0.01% kung hindi isinasaalang-alang ang mga error sa pagsukat. Ang isang halimbawa ng aplikasyon ng pamamaraan ng kaugalian ay ang pagsukat ng pagkakaiba sa pagitan ng dalawang boltahe na may voltmeter, ang isa ay kilala na may mataas na katumpakan at ang isa ay ang nais na halaga.

Binubuo ang paraan ng pagpapalit ng sunud-sunod na pagsukat ng nais na halaga gamit ang isang device at pagsukat gamit ang parehong device sa isang sukat na nagre-reproduce ng value na homogenous sa sinusukat na halaga. Ang nais na halaga ay maaaring kalkulahin mula sa mga resulta ng dalawang sukat.Dahil sa ang katunayan na ang parehong mga sukat ay ginawa ng parehong aparato sa ilalim ng parehong panlabas na mga kondisyon, at ang nais na halaga ay tinutukoy ng ratio ng mga pagbabasa ng aparato, ang error ng resulta ng pagsukat ay makabuluhang nabawasan. Dahil ang error ng instrumento ay karaniwang hindi pareho sa iba't ibang punto ng sukat, ang pinakamataas na katumpakan ng pagsukat ay nakakamit sa parehong mga pagbabasa ng instrumento.

Ang isang halimbawa ng paglalapat ng paraan ng pagpapalit ay ang pagsukat ng medyo malaki DC electrical resistance sa pamamagitan ng sunud-sunod na pagsukat ng kasalukuyang dumadaloy sa kinokontrol na risistor at sa sample. Ang circuit ay dapat na pinapagana ng parehong kasalukuyang pinagmulan sa panahon ng mga sukat. Ang paglaban ng kasalukuyang pinagmumulan at ang aparato na sumusukat sa kasalukuyang ay dapat na napakaliit kumpara sa variable at sample resistances.

Paraan ng pagtutugma Ito ay isang paraan kung saan ang pagkakaiba sa pagitan ng sinusukat na halaga at ang halaga na ginawa mula sa pagsukat ay sinusukat gamit ang pagtutugma ng marka ng sukat o mga pana-panahong signal. Ang pamamaraang ito ay malawakang ginagamit sa pagsasagawa ng mga di-electrikal na sukat.

Ang isang halimbawa nito ay ang pagsukat ng haba vernier caliper… Sa mga electrical measurements, ang isang halimbawa ay ang pagsukat ng body velocity gamit ang isang stroboscope.

Magsasaad din kami ng pag-uuri ng mga sukat batay sa pagbabago sa paglipas ng panahon ng nasusukat na halaga... Depende sa kung ang sinusukat na halaga ay nagbabago sa paglipas ng panahon o nananatiling hindi nagbabago sa panahon ng proseso ng pagsukat, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng static at dynamic na mga sukat. Statically ay tumutukoy sa mga sukat ng pare-pareho o nakatigil na mga halaga.Kabilang dito ang mga sukat ng rms at mga halaga ng amplitude ng mga dami, ngunit nasa steady state.

Kung ang mga agarang halaga ng mga dami na nag-iiba-iba ng oras ay sinusukat, kung gayon ang mga sukat ay tinatawag na dynamic... Kung sa panahon ng mga dynamic na pagsukat, pinapayagan ka ng mga instrumento sa pagsukat na patuloy na obserbahan ang mga halaga ng sinusukat na dami, ang mga naturang sukat ay tinatawag na tuloy-tuloy.

Posibleng gumawa ng mga sukat ng anumang dami sa pamamagitan ng pagsukat ng mga halaga nito sa ilang mga oras ng t1, t2, atbp. Bilang resulta, hindi lahat ng mga halaga ng sinusukat na dami ay malalaman, ngunit ang mga halaga lamang sa mga napiling oras. Ang ganitong mga sukat ay tinatawag na hiwalay.