Контрольно-измерительные приборы
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
Тема:
Контрольно- измерительные
приборы
Предпосылками
для развития отрасли, выпускающей контрольно-измерительные приборы (КИП), были
некоторые изобретения известных учёных в области измерительных приборов и
деятельность ряда предпринимателей по практической реализации данных
изобретений, к которым можно отнести следующие исторические факты:
итальянский
физик Александро Вольта [1745-1827] в 1800 г. изобрёл т.н. "Вольтов
столб" - первый источник постоянного тока и ряд электрических приборов
(электрофор, электрометр, электроскоп и др.)
немецкий
физик Генрих Рудольф Герц (Херц) [1857-1894] в 1888 г. изобрел т.н.
"Вибратор Герца";
английский
физик Оливер Джозеф Лодж [1851-1940] в конце прошлого века построил индикатор
на основе когеррера;
французский
инженер и предприниматель Э. Дюкрете [1844-1915] на рубеже веков был владельцем
в Париже одной из крупнейших в то время в мире мастерской по изготовлению
научных приборов.
По существу,
первый контрольно-измерительный прибор был прилюдно продемонстрирован в 1897 г.
в Страссбургском университете Карлом Фердинандом Брауном - на экране ЭЛТ
демонстрировались изменяющиеся во времени процессы.
После того,
как данный генератор ими был продемонстрирован в том же году на конференции
Западного побережья, организованной Институтом радиоинженеров (ИРИ), эти два
конструктора получили письмо из студии Уолта Диснея, с предложением создать
генератор, перекрывающий несколько другой диапазон частот. Диснею это нужно
было для его музыкальной экстравагантной мультипликации под названием
"Фантазия", при этом предусматривался новый метод записи звука на
плёнке с целью получения стереофонического звучания. Метод предусматривал
использование трёх звуковых дорожек со сжатием амплитуды, для того чтобы они
уместились на плёнке, и четвёртой дорожки для декомпрессии.
1.
Генераторы:
генератор
высокой частоты типа ГС-3: 0,075 - 20 МГц;
генератор-стандарт
сигналов типа ГСС-1 (-2, -3): 0,1 - 20 МГц;
генератор
ультравысоких частот ГСУ-4: 18 - 100 МГц;
звуковой
генератор типа ГС-5 (для военной техники - ИРПА): 0,05 - 10 кГц (1,5 Вт);
звуковой
генератор типа ЗГ-2: до 20 кГц (1,8 Вт).
2. Измерители
и индикаторы :
вольтамперметр
типа АВО-2: 0,2 - 1000 В, 0,2 мА - 1 А, до 500 кОм; -
вольтмиллиамперметр
типа 5МП: 30 - 300 мА, 3 - 30 В;
катодный
вольтметр типа ВКС-7: переменные напряжения в диапазоне частот 30 Гц - 100 МГц,
пять пределов измерений (1,5, 5, 15, 50, 150 В), входное сопротивление не менее
4 МОм, входная емкость 7 пФ;
карманный
омметр типа ОК-1 (МОК-2): до 20 кОм (по постоянному току); -
измеритель
выхода приёмников типа ИВ-3: 0,5 - 300 В;
измеритель
ёмкости типа ГБЕ-2: 2 - 2000 пФ (на частоте 500 кГц);
измеритель
модуляции типа ИМ-6: 10 - 100 % (до 30 МГц);
измеритель
нелинейных искажений типа КМ-4: 0,5 - 50 % (0,1 - 6 кГц);
измеритель
частоты типа ИЧ-1: 0,01 - 10 кГц (0,5 В);
3.
Калибраторы, гетеродинные волномеры :
гетеродинный
волномер типа ПГВ-1 (ПГВ-2): 1 - 20 МГц (опорные точки с дискретностью через
100 кГц);
гетеродинный
волномер типа 2ГВД: 1,3 - 30 МГц;
гетеродинный
волномер типа 2ГВК: 71,5 - 1120 кГц;
кварцевый
калибратор (опорный гетеродин) типа А-1 [мод. 1941 г.]: 1, 2, 2,5, 3 - 6 МГц
(через 1 МГц), 17,5 - 42,5 МГц (через 2,5 МГц);
кварцевый
калибратор типа КК-1 (КК-2, КК-3): 0,1-10 МГц (с кратностью 100 кГц), 10 - 20
МГц (с кратностью 1 МГц).
4. Испытатель
ламп типа ИЛ-8 (для военной техники - ИПР-3): проверка параметров основных
типов приёмных и мелких генераторных ламп путём измерения токов в отдельных
цепях.
Вольтметр
Вольтметр (вольт + гр. μετρεω измеряю) — измерительный
прибор
непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях.
Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.
Классификация:
По принципу
действия вольтметры разделяются на:
электромеханические
— магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические,
электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;
электронные —
аналоговые и цифровые
По
назначению:
постоянного
тока;
переменного
тока;
импульсные;
фазочувствительные;
селективные;
универсальные
По
конструкции и способу применения:
щитовые;
переносные;
стационарные
Видовые
наименования
Микровольтметр
— вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мВ)
Милливольтметр
— вольтметр для измерения малых напряжений (единицы — сотни милливольт)
Киловольтметр
— вольтметр для измерения больших напряжений (более 1 кВ)
Векторметр —
фазочувствительный вольтметр
Электроизмерительные
вольтметры обозначаются в зависимости от их принципа действия
Дxx —
электродинамические вольтметры
Мxx —
магнитоэлектрические вольтметры
Сxx —
электростатические вольтметры
Тxx —
термоэлектрические вольтметры
Фxx, Щxx —
электронные вольтметры
Цxx —
вольтметры выпрямительного типа
Эxx —
электромагнитные вольтметры
Радиоизмерительные
вольтметры обозначаются в зависимости от их функционального назначения по ГОСТ
15094
В2-xx —
вольтметры постоянного тока
В3-xx —
вольтметры переменного тока
В4-xx —
вольтметры импульсного тока
В5-xx —
вольтметры фазочувствительные
В6-xx —
вольтметры селективные
Видовые
наименования
Микровольтметр
— вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мВ)
Милливольтметр
— вольтметр для измерения малых напряжений (единицы — сотни милливольт)
Киловольтметр
— вольтметр для измерения больших напряжений (более 1 кВ)
Векторметр —
фазочувствительный вольтметр
Электроизмерительные
вольтметры обозначаются в зависимости от их принципа действия
Дxx —
электродинамические вольтметры
Мxx —
магнитоэлектрические вольтметры
Сxx —
электростатические вольтметры
Тxx —
термоэлектрические вольтметры
Фxx, Щxx —
электронные вольтметры
Цxx —
вольтметры выпрямительного типа
Эxx —
электромагнитные вольтметры
Радиоизмерительные
вольтметры обозначаются в зависимости от их функционального назначения по ГОСТ
15094
В2-xx —
вольтметры постоянного тока
В3-xx —
вольтметры переменного тока
В4-xx —
вольтметры импульсного тока
В5-xx —
вольтметры фазочувствительные
В6-xx —
вольтметры селективные
В7-xx —
вольтметры универсальные
Осциллограф
Первый
осциллограф был изобретён французским физиком Андре Блонделем в 1893 году.
Осцилло́граф
(лат. oscillo — качаюсь + гр. γραφω — пишу) — прибор,
предназначенный для исследования электрических сигналов во временно́й
области путём визуального наблюдения графика сигнала на экране либо записанного
на фотоленте, а также для измерения амплитудных и временны́х параметров
сигнала по форме графика. Современные осциллографы позволяют разворачивать
сигнал гигагерцовых частот. Для разворачивания более высокочастотных сигналов
можно использовать стрик-камеры.
Общее
описание
На рисунке
показана передняя панель типичного двухлучевого осциллографа.
Органы
управления и индикации
Экран
Электронно-лучевой
осциллограф имеет экран A, на котором отображаются графики входных сигналов. На
экран нанесена разметка в виде сетки. У цифровых осциллографов изображение
выводится на дисплей (монохромный или
цветной) в виде готовой картинки. У аналоговых осциллографов в качестве экрана
используется электронно-лучевая трубка с электростатическим
отклонением.
Сигнальные входы
Осциллографы
разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и т.д. каналов на
входе). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно сравнивать сигналы между
собой (формы, амплитуды, частоты и пр.)
Классификация
По назначению
и способу вывода измерительной информации
Осциллографы
с периодической развёрткой для непосредственного наблюдения формы сигнала на
экране (электронно-лучевом, жидкокристаллическом и т. д.) — в зап.-европ.
языках oscilloscop(e)
Осциллографы
с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовые
осциллографы) — в зап.-европ. языках oscillograph
По способу
обработки входного сигнала
Аналоговый
Цифровой
По количеству
лучей осциллографы делятся на однолучевые, двухлучевые и т.д. Количество лучей
может достигать 16-ти и более. N-лучевой осциллограф имеет N сигнальных входов
и может одновременно отображать на экране N графиков.
Осциллографы
с периодической развёрткой делятся на универсальные (обычные), скоростные,
стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут
сочетать возможность использования разных функций.