Электроизмерения и электроизмерительная техника

В методических указаниях приведены рекомендации по выполнению лабораторных работ в соответствии с рабочей программой дисциплины. В каждой лабораторной работе указаны цели и задачи, приведены контрольные вопросы для подготовки к ее выполнению. Список литературы поможет студенту подготовиться к выполнению и сдаче лабораторной работы. Выполнение лабораторных работ позволит студентам освоить общекультурные и профессиональные компетенции, что важно для их будущей профессиональной деятельности.

В пособии рассмотрены вопросы контактного и бесконтактного измерений температуры.

Учебное пособие содержит общие сведения об измерительных средствах автоматики, сведения о монтажных и наладочных работах первичных преобразователях, практические сведения о наладке средств измерения.

Исследуются особенности отклика нано- и микромасштабных биологических структур на неинвазивное бесконтактное низкоинтенсивное воздействие относительно нового экзогенного фактора - электромагнитных полей крайне высоких частот малой (нетепловой) интенсивности, которые представляют несомненный интерес для понимания процессов, протекающих в биообъектах прикладного назначения – от консорциумов микроорганизмов в различных состояниях до наноразмерных клеточных и внеклеточных структур, определяющих активность биологической среды.

В учебном пособии приведены общие сведения об измерительных приборах, устройство измерительных систем, методы измерения электрических и неэлектрических величин, методы контроля состояния электрооборудования.

В методических указаниях к практическим работам приведены задания, позволяющие систематизировать, закрепить и расширить объем знаний, полученных при изучении дисциплины «Техническое регулирование и контроль качества электрического и электромеханического оборудования».

Методические указания содержат описание в лабораторных опытов, направленных на изучение студентами методов измерения параметров электрических схем: измерение сопротивления косвенным методом; измерение емкости мостом Соти; измерение индуктивности мостом Вина; измерение индуктивности мостом Максвелла; измерение индуктивности резонансным методом. Рассматриваются схемы подключения приборов, оценка погрешностей измерений.

Методические указания содержат описание шести опытов, направленных на изучение студентами основных аналоговых электроизмерительных приборов различных электромеханических систем. Рассматриваются основные метрологические характеристики приборов, схемы подключения приборов, оценка погрешностей показания приборов.

Представлены лабораторные и курсовая работы по теме курса, список рекомендованной литературы. Пособие окажет помощь в изучении дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», а также при выполнении лабораторных и курсовой работ (включены задания и методические указания) по данной дисциплине.

Предназначено для самостоятельной подготовки студентов к выполнению лабораторных работ по курсу «Электрические измерения неэлектрических величин». Рассмотрены основы электрических измерений на примерах мостовых схем. Исследованы методы определения методической погрешности измерений, обусловленной влиянием измерительных приборов.

Рассмотрены основные требования к частотно-временному обеспечению транспортных, мобильных и сотовых сетей электросвязи на основе международных Рекомендаций МСЭ-Т, стандартов ETSI и руководящих документов Минкомсвязи РФ. В основу пособия положены сведения из практики проектирования, строительства и эксплуатации классической системы тактовой сетевой синхронизации (ТСС), Рекомендаций Международного союза электросвязи по «синхронному» Ethernet и протоколу прецизионного времени (PTP) стандарта IEEE 1588v2-2008. Приведены результаты оригинальных экспериментальных исследований по восстановлению тактовой частоты и распространению сигналов времени в сетях с коммутацией каналов и в пакетных сетях с использованием оборудования сетевой синхронизации и средств измерений различных производителей.

Рассмотрены основные теоретические сведения в области измерения основных параметров технологических процессов, включая методы проведения поверок средств измерений. Приведено описание экспериментальных установок, изложен порядок проведения лабораторных работ.

Практикум включает методику, измерение параметров электрической сети и практическое решение задач по дисциплине «Электробезопасность» и другим дисциплинам, связанным с электрическими измерениями в электроэнергетических системах. Рассмотрены методы измерения и расчета защитного заземления и зануления, приведены методика и последовательность их расчетов. Представлены задачи для более глубокого изучения отдельных разделов электробезопасности. Предусматривается решение задач в аудитории под руководством преподавателя, а также самостоятельно при работе над курсом. Дополнительно приводится информация из руководства по эксплуатации по проведению электрических измерений параметров на демонстрационных стендах фирмы SONEL.

Представлены основные сведения о преобразователях различных физических величин. Рассмотрены характеристики электрического, магнитного, электромагнитного и теплового полей; физические эффекты, проявляющиеся в этих полях; принципы работы различных измерительных преобразователей.

Конспект лекций содержит теоретические материалы двух тем по эксплуатации и проектированию электрических сетей энергосистем и систем электроснабжения предприятий по дисциплине «Учет и контроль электроэнергии». Рассматриваются общие принципы и правила учета электроэнергии в энергосистемах и у потребителей на оптовом и розничном рынке электроэнергии, а также вопросы контроля и анализа качества и управления качеством электроэнергии. Приводятся определения мощности в электрических сетях, необходимые для анализа и управления качеством электрической энергии.

В учебно-методическом пособии рассматриваются теоретические и практические вопросы по различным методам измерения с использованием электроизмерительных и цифровых приборов.

Тестовые задания содержат 10 вариантов, каждый из которых включает в себя четыре задачи, охватывающие основные положения следующих разделов дисциплины «Электрические измерения»: «Погрешности измерений», «Измерение тока и напряжения».

Учебное пособие представляет собой переработанное и дополненное издание одноименного пособия, изданного авторами в 2006 г. Пособие знакомит с основами взаимодействия физических полей с веществом и физическими эффектами, используемыми для получения измерительной информации, а также с принципами работы датчиков для создания различных средств измерения, диагностики и контроля.

Представлен алгоритм мониторинга состояния изоляции измерительных трансформаторов напряжения в цепи генераторного напряжения электростанций. Предложен принцип построения системы мониторинга, и оценена достоверность контроля состояния измерительного трансформатора напряжения

Рассмотрены методы обработки сигналов частотных датчиков, позволяющие существенно повысить эффективность оценок частотно-временных параметров

Описаны приборы для контроля и диагностирования трибологических объектов и материалов с помощью электрических методов трибомониторинга. Даны рекомендации по областям наиболее эффективного их применения

Исследуется возможность использования биимпульсных последовательностей для повышения эффективности оценки временных параметров сигналов датчиков различных физических систем

Рассмотрены методы обработки сигналов датчиков, представленных в форме временных интервалов, позволяющие существенно повысить эффективность оценки временных параметров

Предложен новый способ анализа элементов коаксиального тракта зондовыми измерительными преобразователями. Обсуждаются математическая модель преобразователя, процедуры калибровки, измерений элементов коаксиального тракта, приведены экспериментальные результаты

Рассмотрены особенности метода, позволяющего определять частотные искажения сигналов в цепях, находящихся в рабочем режиме и не допускающих их отключения и перевода в тестовый режим. Метод основан на сравнении корреляционных характеристик случайных сигналов на входе и выходе цепи. Предложен критерий выявления и оценки частотных искажений сигналов, имеющих нормальное распределение

Рассмотрена информационно-измерительная система, предназначенная для мониторинга состояния преднапряжения, целостности, герметичности и прочности защитной оболочки и состояния подкрановых путей полярного крана атомного блока. Приведено описание компонентов и частей системы

Рассмотрены вопросы построения устройств оценки помехоустойчивости систем при обработке сигналов частотных датчиков. Используемый способ обработки сигналов частотных датчиков основан на анализе фазовых флуктуаций и позволяет вести оперативный контроль за измеряемыми параметрами сигналов частотных датчиков при ограничении используемых данных

Описан метод определения нелинейных искажений сигналов, имеющих произвольный спектр, с применением в качестве критерия вероятностного показателя разброса мгновенных значений дифференциального коэффициента усиления. Рассмотрены особенности реализации метода

Рассмотрен принцип измерения вязкости ротационным методом, а также структурная схема, конструкция и основные технические характеристики разработанного на его основе вискозиметра

Обсуждаются способы построения параметрических моделей пассивных компонентов с помощью искусственных нейронных сетей. Рассмотрены основные типы нейронных сетей, наиболее подходящие для задач многомерной аппроксимации. Приведены способы построения параметрических моделей пассивных компонентов и результаты, демонстрирующие их эффективность

Рассмотрены вопросы построения вихретоковых датчиков с микропроцессорной системой коррекции температурных погрешностей по результатам измерения информативных параметров эквивалентной схемы замещения

Приведены результаты исследования относительной диэлектрической проницаемости подложек из поликора, используемых для реализации различных СВЧ-устройств. Разработана измерительная система, основным элементом которой является микрополосковый прямоугольный измерительный резонатор, выполняющий роль измерительного датчика. Полученные результаты сопоставлены с соответствующими величинами, измеренными прибором E4991A-002 фирмы Agilent Technologies, а также с паспортными значениями относительной диэлектрической проницаемости поликоровых подложек

В завершающей статье цикла публикаций представлены предложения по развитию приборного парка на основе межведомственной координации работ в рамках комплексной целевой программы, предлагаемой к разработке. Формулируются развернутые выводы по тематике публикаций

Дана общая характеристика радиоизмерительных приборов, обсуждаются актуальные вопросы их разработки и выпуска, анализируется современное состояние парка приборов, находящихся в эксплуатации

Рассмотрены вопросы идентификации параметров схем замещения датчиков, работающих в жестких условиях эксплуатации с применением физического моделирования измерительных цепей датчиков, что позволяет расширить функциональные возможности датчиков и повысить их метрологические характеристики

Рассмотрены задачи, возникающие при измерении S-параметров микроэлектронных компонентов: определение параметров полосковой линии передачи, идентификация моделей полосковых калибровочных мер методом частотного окна и исключение влияния контактных устройств на результаты измерений в стандартном коаксиальном канале. Эффективность восстановления S-параметров электронных компонентов в широком диапазоне частот с помощью известных методов SOM, SOMT и TRL, используемых в практике СВЧ-измерений, сравнивается на примере чип-резистора.

Рассмотрены вопросы синтеза схемы замещения вихретокового датчика и определения ее информативных параметров с использованием настраиваемых моделей

Обсуждаются конструкции технических средств для решения широкого спектра задач измерения и/или контроля параметров интегральных структур и электронных компонентов в полосковых линиях передачи с произвольным волновым сопротивлением, выполненных на основе универсального контактного устройства. Предложена конфигурация, которая может гибко изменяться для реализации функций различных узлов с коаксиальными соединителями в пределах одного базового устройства. Описана оригинальная конструкция разъемного соединения коаксиальной и полосковой линий передачи. Представлены результаты экспериментальных исследований, демонстрирующие эффективность процедуры исключения влияния разъемов на получаемую измерительную информацию

Предложены конструкция и схема действия автоматизированного устройства по устранению динамической неуравновешенности цилиндрических тел вращения. Рассмотрено применение специального дозатора для автоматической балансировки, который позволяет с одной установки производить балансировку цилиндрических тел вращения в двух плоскостях

Исследован новый метод измерения интегральных характеристик по мгновенным значениям гармонических сигналов, основанный на формировании дополнительного сигнала напряжения с последующей коррекцией его мгновенных значений. Приведены результаты анализа влияния квантования мгновенных значений на погрешность измерения параметров сигналов

Рассмотрена аппроксимационная модель сигнала в измерительной системе определения расхода нефти, а также регистрирующая в нефтяном потоке наличие частиц примесей с оценкой их размеров. Измерительная система содержит матрицу излучающих и приемных пьезоэлементов, позволяющих с использованием системы ультразвуковых лучей сканировать все сечение трубопровода

Исследован новый метод измерения интегральных характеристик по мгновенным значениям ортогональных составляющих гармонических сигналов. Метод основан на формировании ортогональной составляющей напряжения и разделении мгновенных значений сигналов во времени. Метод позволяет начинать процесс измерения в произвольный момент времени. Приведены результаты анализа погрешностей измерения параметров сигналов, обусловленных неидеальностью фазосдвигающего блока, осуществляющего формирование сигнала напряжения, сдвинутого относительно входного на 90

Приведены результаты исследований модели интеллектуального датчика, использующего новый метод самодиагностики. Метод базируется на использовании нелинейных свойств функции преобразования контролируемого устройства, реализуется путем анализа дисперсии шумовой компоненты выходного сигнала

Приведены результаты исследования метода измерения параметров по мгновенным значениям ортогональных составляющих гармонических сигналов, измеренным в произвольный момент времени. При этом время измерения не зависит от угла сдвига фаз между напряжением, током и периода входного сигнала. Проведена оценка погрешности, обусловленной неидеальностью фазосдвигающих блоков, осуществляющих формирование дополнительных сигналов. Приведены результаты анализа влияния квантования мгновенных значений сигналов на погрешность измерения информативных параметров. Представлены аналитические выражения и графики зависимости погрешностей от угла сдвига фаз между напряжением, током и начальной фазы сигналов

Кратко рассмотрены проблемы определения динамических характеристик датчиков давления. Проанализированы основные методы спектрального оценивания. Рассмотрены преимущества и недостатки данных. Описана система контроля динамических характеристик датчиков давления. Приведено описание программного обеспечения для идентификации динамических характеристик датчиков давления по отклику на импульсное воздействие. Представлены результаты обработки исследования датчика давления с использованием разработанного программного обеспечения. Приведены основные расчетные соотношения для вычисления амплитудно-частотной характеристики и спектров сигналов с использованием дискретного преобразования Фурье и метода Прони

Объектом исследования являются параметры гармонических сигналов (ПГС): среднеквадратические значения напряжения и тока, активная и реактивная мощности. Предметом исследования являются методы определения ПГС, основанные на формировании дополнительных сигналов, сдвинутых относительно входных по фазе. Целью работы является разработка нового метода измерения ПГС, который использует сравнение входного и дополнительного напряжений, исключает возможность возникновения частотной погрешности формирования дополнительного сигнала и обеспечивает возможность начала измерения в произвольный момент времени. Для определения основных ПГС используются мгновенные значения как входных сигналов, так и дополнительного напряжения, что позволяет сократить время измерения. При анализе погрешности, обусловленной отклонением реальных сигналов от гармонической модели, используется методика, основанная на оценке погрешности результата измерения параметра как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, соответствующей отклонению модели от реального сигнала. Предложен подход к определению ПГС на основе компарирования входного и дополнительного напряжений. Использование такого подхода позволило разработать метод, который в отличие от большинства известных методов, основанных на формировании дополнительных сигналов, использует только одно дополнительное напряжение и исключает возможность возникновения частотной погрешности фазосдвигающего блока. При реализации разработанного метода используются только три аналого-цифровых преобразователя, что сокращает аппаратурные затраты. Полученные в работе результаты позволяют оценивать погрешность определения параметров при отклонении входных сигналов от гармонической модели, а также выбирать параметры измерительного процесса в соответствии с требованиями по точности измерения.

Объектом исследования является частота периодического сигнала, предметом исследования – метод определения частоты, основанный на формировании дополнительных сигналов, сдвинутых относительно входного по фазе. Цель работы – исследование нового метода измерения частоты, который исключает возможность возникновения частотной погрешности формирования дополнительного сигнала и погрешности по напряжению фазосдвигающих блоков. Для определения частоты использованы мгновенные значения только входного напряжения, а дополнительные сигналы применены только для сокращения времени измерения. При анализе погрешности, обусловленной отклонением реальных сигналов от гармонической модели, использована методика, основанная на оценке погрешности результата измерения параметра как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, соответствующей отклонению модели от реального сигнала. Предложен подход к определению частоты на основе выявления характерных точек дополнительных напряжений и измерению мгновенных значений входного сигнала в моменты их переходов через ноль. Использование такого подхода позволило разработать метод, который в отличие от большинства известных методов, основанных на формировании дополнительных сигналов, использует только мгновенные значения входного напряжения. Проведена оценка влияния угловой погрешности фазосдвигающих блоков на результирующую погрешность определения частоты. При реализации разработанного метода используется только один аналого-цифровой преобразователь, что сокращает аппаратурные затраты. Полученные результаты анализа влияния погрешности, обусловленной отклонением реального сигнала от гармонической модели, и угловой погрешности фазосдвигающего блока на погрешность результата определения частоты, позволяют выбирать оптимальные параметры измерительного процесса в зависимости от требований по точности и времени измерения

Рассмотрена задача повышения метрологической надежности информационно-измерительных систем и входящих в их состав средств измерений. Предложена методика установления межповерочных интервалов средств измерений. Методика основана на вычислении вероятности метрологической исправности на основе результатов ускоренных испытаний

Исследован новый метод измерения интегральных характеристик по мгновенным значениям гармонических сигналов, основанный на формировании ортогональной составляющей напряжения и сравнении входного и дополнительного сигналов напряжения. Метод позволяет начинать процесс измерения в произвольный момент времени. Приведены результаты анализа погрешностей измерения параметров сигналов, обусловленных отклонением реального сигнала от гармонической модели

Проведено исследование динамических характеристик станка для балансировки ротора. Приведены методика и расчет кинетической и потенциальной энергии балансировочной системы. Построена векторная диаграмма процесса балансировки ротора. Предложена схема определения обобщенных сил упругости. Проведен расчет значений обобщенных координат