لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه99
مفهوم و اهمیت اندازه گیری الکتریکی ، تعاریف اولیه ، اجزاء سیستمهای اندازه گیری ، خطاها و آنالیز آن ، طبقه بندی دستگاههای اندازه گیری.
دستگاههای اندازه گیری آنالوگ ، مغناطیس ثابت و سیم پیچ متحرک و بالعکس با آهن متحرک ، الکترودینامیکی ، فرودینامیکی القائی ، الکترواستاتیکی ، .....
دستگاههای اندازه گیری جریان و ولتاژDC و AC و روشهای اندازه گیری مقادیر خیلی کم و خیلی زیاد ولتاژ و جریان ، دستگاههای اندازه گیری با ضرب کننده ها ، اندازه گیری توان اکتیو و راکتیو یک فاز و سه فاز.
اندازه گیری مقاومتها ، خازنها ، سلفها و ضریب Q ، پلهای اندازه گیری و کاربرد آنها .
ترانسدیوسرهای اثر هال ( Hall Effect Transducers ).
اسیلوسکوپهای عادی و دستگاههای ثبات .
دستگاههای اندازه گیری دیجیتال ، اندازه گیری فرکانس و هارمونیکها - اسیلوسکوپهای پیشرفته
دستگاههای اندازه گیری نظیر : SVTM , CURVE TRACER , VTVM , WAVE ANALYZER .
مراجع :
1 - A Course in Electrical and Electronic Measurements and Instrumentation , A. K. Sawhney , Dhanpat Rai & Sons, 1988..
2- اندازه گیری الکتریکی ، ساونی ، ترجمه محمود دیانی ، مجید ملکان ، مرکز نشر دانشگاهی ، تهران.
3- دستگاههای اندازه گیری ، تالیف مسعود سلطانی ، انتشارات دانشگاه تهران.
4 - Electronic Measurements and Instrumentation , Klaas B. Klaassen, Cambridge University Press.
اندازه گیری چیست
اندازه گیری عبارتست از تعیین یک کمیت و یا مقدار فیزیکی توسط یک عدد و بر حسب یک واحد. بنابراین برای اندازه گیری نیاز به واحد هائی داریم ( مانند ولت ، متر ، کیلوگرم ، ثانیه و ....). البته واضح است که برای برای اندازه گیری هر کمیت تکنیکها و یا روشهای منحصر به آن وجود دارند ( کولیس ، ورنیه ، میکرومتر ، خطکش ، ولت متر و سیستمهای اندازه گیری دیگر ).
نمایش ثبت و انتقال اطلاعات در اندازه گیری
وظیفه اندازه گیری دستیابی به اطلاعات در خصوص اندازه فیزیکی و نمایش آن است، نتیجتاٌ مسئله نمایش ، ثبت و انتقال اطلاعات بدست آمده از اهمیت خاصی بر خوردار است. نمایش، ثبت و انتقال اطلاعات بصور زیر انجام میشود:
- آنالوگ – در این حالت مقدار اطلاعات حاصل از اندازه گیری بصورتی پیوسته نمایش داده میشود.
- دیجیتال – در این حالت اطلاعات حاصل از اندازه گیری بصورت تعدادی پالس و یا یک عدد نمایش داده میشود.
تاریخچه اندازه گیری :
1860
1880
زیر بنای آحاد ( کنوانسیون متر 1875 )
1880
1900
اختراع مهمترین دستگاههای اندازه گیری و ابداع متدهای اندازه گیری
1900
1920
روشهای اندازه گیری دقیق در جریان مستقیم
1920
1940
اندازه گیری جریانهای متناوب ، در انتقال انرژی الکتریکی ، مخابرات و فرکانس بالا
1940
1960
دستگاههای اندازه گیری الکترونیکی، ترکیب اندازه گیری و کنترل – اندازه گیری هسته ای
1960
تاکنون
آنالیز و اندازه گیری اتوماتیک در سیستمها
اهمیت اندازه گیری در زندگی روزمره
- اندازه گیری درجه حرارت بدن انسان
- اندازه گیری درجه حرارت محیط های مختلف
- اندازه گیری فشار خون
- اندازه گیری فشار هوا
- اندازه گیری فشار روغن
- اندازه گیری مقدار آب مصرفی
- اندازه گیری مقدار برق مصرفی
- اندازه گیری سرعت
- اندازه گیری رطوبت
- اندازه گیری ولتاژ الکتریکی
- اندازه گیری جریان الکتریکی
- اندازه گیری فرکانس برق
- اندازه گیری توانهای P ، Q ، و S
- اندازه گیری انرژی مصرفی
- اندازه گیری مقادیر R ، Z ، , C , L
- اندازه گیری وزن ، قد ، رنگ
- اندازه گیری ابعاد ، طول و عزض
- اندازه گیری حجم، وزن
کمیتها و آحاد
مهمترین کمیتها در اندازه گیری الکتریکی و الکترونیکی عبارتند از : ولتاژ ، جریان ، توان و کمیتهای منشعب از آنها ( مانند میلی ولت ، میلی آمپر و ... )
توضیح اینکه برای اندازه گیری کمیتهای فیزیکی دیگر ، معمولاً آنها را به کمیتهای الکتریکی فوق متناسب با کمیت اصلی تبدیل نموده و سپس عمل اندازه گیری انجام میشود.
انتخاب روشها و دستگاههای مورد نیاز برای اندازه گیری، بستگی به این دارند که آیا کمیت مورد نطر از نوع مستقیم ( جریان مستقیم ) و یا ازنوع متناوب است ، در این رابطه مقادیر لحظه ای ، متوسط ، ماکزیمم ، پیک تو پیک ، و موثر دارای اهمیت هستند.
کمیتهای الکتریکی و روابط آنها
کمیتهای الکتریکی بوسیله روابط مختلفی بهم مربوط میشوند. مثلاً U=R.I
کوئیز:
مقادیر لحظه ای ( در لحظه های 0 , T/4 , 3T/4 )، ماکزیمم ، مینیمم ، پیک تو پیک ، متوسط و موثر شکل موج زیر را محاسبه کنید و یا روی شکل مشخص کنید.
- مقادیر لحظه ای ( در لحظه های 0 , 5 ms , 15 ms ) )، ماکزیمم ، مینیمم ، پیک تو پیک ، متوسط و موثر شکل موج با رابطه زیر را محاسبه کنید. ( شکل موج را رسم کنید )
اسیلوسکوپ
( طرز کار و کاربرد اسیلوسکوپ در اندازه گیری های مختلف )
مختصری راجع به طرز کار و آشنائی با اسیلوسکوپ.
دیاگرام ساده ای از یک اسیلوسکوپ در شکل 1 نشان داده شده است. قسمت اصلی این وسیله اندازه گیری الکترونیکی؛ لامپ اشعه کاتودیک آن میباشد. این لامپ شامل قسمتهای سه گانه ( تفنگ الکترونی؛ سیستم انحراف؛ و پرده حساس ) میباشد.
- تفنگ الکترونی مهمترین قسمت یک لامپ اشعه کاتودیک بوده و و ظیفه آن تهیه یک شعاع بسیار باریک الکترونی است. شعاع الکترونی ؛ مانند سایر لامپهای خلاء از طریق یک فیلامان و یک کاتد (بعنوان منبع الکترون) ایجاد میشود. بلافاصله بعد از کاتد یک استوانه فلزی واقع شده که گرید و یا شبکه نامیده میشود؛ با اعمال یک پتانسیل مثبت بر روی این شبکه نسبت به کاتد میتوان مقدار الکترونهائی که از داخل استوانه بخارج جاری میشوند کنترل نمود. کنترل این پتانسیل باعث کم و پر نور شدن اثر شعاع الکترونی بر روی پرده حساس خواهد شد. الکترونها پس از خارج شدن از شبکه از درون سه آند میگذرند؛ این سه آند بصورت یک لنز الکترونیکی عمل نموده قادرند شعاع الکترونی را متمرکز و بصورت یک شعاع باریک در آورند ( تمرکز اشعه با تغییر پتانسیل آند دوم کنترل میشود ).
- سیستم انحراف از چهار صفحه X1 , X2, Y1, Y2 تشکیل شده است. اعمال پتانسیل الکتریکی بهر جفت صفحه ( صفحات انحراف عمودی و صفحات انحراف افقی ) موجب انحراف شعاع الکترونی خواهد شد. مثالهائی از چکونگی انحراف شعاع الکترونی در شکلهای 2-7 نمایش داده شده اند.
- پرده حساس در حقیقت صفحه تصویر لامپ اشعه کاتودیک ( CRO) است؛ این صفحه با ماده حساسی پوشانیده شده است که در اثر بر خورد ؛ الکترونهای شعاع الکترونی؛ متناسب با جنس مادهُ حساس ؛ نوری با رنگهای مختلف تولید میشود. پس از آنکه اصابت الکترونها با پرده حساس قطع شد ؛ برای مدت کوتاهی ( متناسب با پسماند ماده حساس ) محل بر خورد شعاع الکترونی روشن باقی میماند.
معرفی و آموزش کار با اسکوپ
اسیلوسکوپ اشعه کاتدی یک دستگاه نمایش دهنده است. در صورتی که دیگر دستگاههای نمایش دهنده فقط مقدار ولتاژ یا مقادیر دیگر الکتریکی را نمایش می دهند اما اسیلوسکوپ اشعه کاتدی قادر است مقدار، فاز، فرکانس موج و روابط بین مقادیر آنها را نمایش دهد. خلاصه اطلاعات بسیار زیادی از نظر کمی و کیفی در مورد کارهای اندازه گیری الکترونیک به اسیلوسکوپ داده شده است و با قسمت های متعلق به دستگاه هر اندازه گیری با ردیف فرکانسهای زیاد با اسیلوسکوپ امکان پذیر است.
طرح ساده طبقاتی یک اسیلوسکوپ اشعه کاتدی در شکل(1-7) نشان داده شده است. طبقات این اسیلوسکوپ شامل لامپ اشعه کاتدیCRT ، تقویت کننده مرورX-Amp و قسمت منبع تغذیه PUمی باشد.
لامپ اشعه کاتدی
لامپ اشعه کاتدی در واقع یک لامپ خلاء است که الکترونهای آن از یک کاتد گرم منتشر شده و برای رساندن به سرعت کافی ابتداء شتاب داده می شوند، سپس به شکل اشعه در آمده و در پایان به یک پرده نیمه شفاف پوشیده از فسفر رسانس برخورد می نماید.
محلی که الکترونها به صورت اشعه در می آیند لوله پرتاب الکترون) ELECTRON GUN (گفته می شود. ساختمان ساده لامپ در شکل 1 نشان داده شده، لوله پرتاب مرکب از یک کاتد K ، یک شبکه G (الکترود کنترل) و آندهای شماره 1و2 است. شدت اشعه الکترون توسط شبکه ای به همان شکل لامپ الکترون معمولی، کنترل می شود. آند اول در پناسیل مثبت نسبت به کاتد کار می کند. از این رو الکترونها هنگام عبور از این شبکه شتاب می گیرند و با شکاف کوچکی در وسط آن اشعه الکترونی تهیه می گردد. الکترونهای بیرون آمده از آند اول عملاً در مسیر خط مستقیمی حرکت می کنند، لیکن نیروی دافعه بین الکترونها دور شدن اشعه را از هم به وجود می آورند. این تمایل توسط میدانهای الکترواستاتیکی با قرار دادن پتانسیل در آند اول و دوم لامپ کنترل می شود، از این رو تقارب اشعه الکترونی لامپ توسط آندهای اول و دوم نسبت به محور خود یک عدسی الکترونی تشکیل می دهند. معمولاً پتانسیل آند دوم ثابت است و پتانسیل آند اول برای تمرکز اشعه متغیر می باشد، به همین دلیل آند اول را الکترود تمرکز دهنده نیز می گویند.
منحرف شدن اشعه الکترونی به روی پرده به طور الکترواستاتیکی انجام می گیرد. انحراف الکترواستاتیکی توسط صفحات انحراف تهیه می گردند و به صورت دو وضع افقی(یاX) و عمودی(یاY) با زاویه قائمه نسبت به هم قرار دارند. میدانهای انحراف دهنده با اعمال ولتاژ مناسب بین هر دو جفت صفحات انجام می پذیرد.
وقتی که ولتاژهای مختلفی به طور تناوبی به دو جفت صفحات انحراف دهنده وارد می شوند اشعه الکترونی به طرف بالا و پایین و همچنین در عرض پرده به ترتیب با تغییر مقدار و قطبین ولتاژ حرکت می نمایند. در لامپ اشعه کاتدی وارد نمودن سیگنال مورد نظر به صفحاتY و اعمال یک ولتاژ استاندارد به صفحاتX مرسوم است، به طوری که ترکیب آنها محورهای مختصات را پدید می آورند. در تجزیه مدار الکتریکی معمولاً یک چیز در مورد تغییرات مقادیر نسبت به زمان جلب نظر می کند، بنابراین سیگنال مجهول به صفحات عمودی وارد شده و حرکت عرضی(مروری) در پرده مستقیماً متناسب با زمان است و این زمان توسط صفحات افقی با استفاده از ولتاژی که آن را ولتاژ مرور
تحقیق در مورد اندازه گیری الکتریکی