Приборы для электрических измерений

Приборы для электрических измерений можно условно разделить на два класса:

– приборы для измерения «активных» электрических величин (U, I, P, q, f и др.), действие которых основывается на непосредственном воздействии измеряемых величин на измерительное устройство и, как правило, сопровождается потреблением некоторого количества электрической энергии от объекта измерений;

– приборы для измерения «пассивных» электрических величин (R, L, C, Z и др.), для измерения которых необходимо применять внешние источники энергии, действующие на измеряемый объект и «заставляющие» его проявить свои свойства.

1. Аналоговые и цифровые приборы. По способу представления и переработки информации приборы можно разделить на аналоговые и цифровые.

Аналоговой называется такая функция А(х), значение которой изменяется непрерывным образом при непрерывном изменении аргумента х (рис. 17). Большинство физических величин являются непрерывными (например, напряжение U(t)), или принимаются таковыми в теоретической модели. Например ток I(t) физически является потоком дискретного числа частиц – электронов или ионов, но из-за слишком большого количества заряженных частиц, протекающих через проводник в единицу времени, и его случайного изменения ток считается непрерывной величиной. Это означает, что за величину тока мы принимаем некоторое статистически среднее, а среднее случайных дискретных величин само по себе может быть величиной непрерывной.

При передаче аналогового сигнала от одного устройства к другому в схеме измерения, представленной на рис. 1, сигнал может быть преобразован из аналоговой формы в цифровую. Такое преобразование основано на том, что аргумент каждой однозначной аналоговой функции A(x) можно разбить на интервалы и передавать ее значение средним значением An, соответствующим данному интервалу x_n (рис. 17). Эта операция и будет переводом аналоговой величины в цифровую.

Точность перевода значения из аналоговой в цифровую форму определяется ценой наименьшего интервала и может быть сделана теоретически сколь угодно высокой.

Смысл преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую обусловлен целым рядом факторов, среди которых можно выделить: бульшую помехозащищенность передачи цифрового сигнала, более высокую скорость обработки цифровых сигналов по сравнению с аналоговыми, возможность компьютизированной обработки, передачи и хранения цифровой информации.

2. Основные типы измерительных приборов для измерения тока и напряжения. Для измерения токов и напряжений применяются электромеханические и электронные приборы.

В электромеханических приборах электрический сигнал непосредственно переводится в показания прибора (например, в движение стрелки вдоль шкалы прибора, которая прокалибрована в единицах измерения величины U или I).

В электронных приборах измеряемая величина сначала подвергается различным преобразованиям (например, усиливается, усредняется, переводится в цифровой код и т. д.), и лишь затем измеряется и регистрируется. Причем регистрация значения величины может осуществляться как с помощью приборов стрелочного (электромеханического) типа, так и в цифровой форме.