aparate de masura digitale

Click here to load reader

Post on 02-Oct-2015

471 views

Category:

Documents

32 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

proiect aparate de masura digitale

TRANSCRIPT

Aparate de Masurat Digitale

ARGUMENT

Importanta masurarilor creste necontenit in toate domeniile stiintei si tehnicii. Fiecare noua cucerire a stiintelor naturii si a celor tehnice, fiecare noua descoperire, crearea noilor masini, echipamente si materiale este precedata de un mare numar si o mare varietate de masurari.

In etapa actuala de dezvoltare a societatii romanesti,aproape ca nu exista domeniu al activitatii economico sociale in care sa nu se foloseasca instalatii si aparate electrice si electronice. Larga raspindire a acestora precum si diversificarea si perfectionarea lor, necesita cadre bine pregatite, capabile sa raspunda cerintelor impuse de dezvoltarea stiintei si tehnicii contemporane. In acest context, asistam la o crestere tot mai accentuata a rolului metrologiei , stiinta a masurarilor, a metodelor si mijloacelor de asigurare a uniformitatii si preciziei necesare a tuturor masurarilor care se efectueaza in activitatea economica si sociala. Se dezvolta si se perfectioneza tot mai mult baza stiintifica, tehnica si organizatorica a asigurarii metrologice, a acelui ansamblu de masuri care garanteaza compatibilitatea rezultatelor tuturor masurarilor, obtinute in orice loc, in orice moment, si cu orice mijloace.

Aparatele de msurat digitale au aprut i s-au dezvoltat odat cu dezvoltarea tehnicii de calcul i a dispozitivelor de automatizare.

Domeniile msurtorilor digitale i al informaticii au cunoscut o cretere rapid n ultimul deceniu deoarece preurile i dimensiunile componentelor electronice au sczut, permind realizarea unor circuite din ce n ce mai complexe.

CAPITOLUL I

1.PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE AL APARATELOR DE MASURARE ANALOGICE SI DIGITALE

Generalitati:

Studiul aparatelor de msur este deosebit de important, deoarece n zilele noastre se poate msura pe cale electric aproape orice mrime electric sau neelectric.

Pentru a putea efectua o msurtoare se stabilete o metod de msurare i se utilizeaz un mijloc de msurare, adic un aparat de msurat.

Dupa modul de afiare al rezultatului msurrii aparatele de msur pot fi clasificate n:

aparate analogice

aparate digitale (numerice)

Aparatele digitale (numerice) se caracterizeaza prin faptul ca marimea de masurat este transformata in semnale digitale care sunt preluate cu circuite specific, iar rezultatul masurarii este afisat numeric si nu poate lua orice valoare deoarece indicatia variaza in trepte, deci masurarea este discrete (discontinua).

Proprietati: Avantaje:

- elimina erorile de citire (erori de scara, erori subiective, erori de calibrare, erori de paralaxa);

- precizia de masurare foarte mare (10-510-6), dependent de numarul cifrelor afisate (cu cat afiseaza mai multe cifre, cu atat prezia este mai mare);

- sensibilitatea foarte buna;

- evaluare rapida a valorii marimii masurate;

-comoditate in efectuarea masurarilor;

- viteza mare de masurare (sute de masurari pe secunda);

- comutare automata pe domeniul de masurare;

- posibilitatea inregistrarii rapide si precise a rezultatelor;

- posibilitatea automatizarii procesului de masurare;

-posibilitatea transmiterii rezultatelor la distanta,fara erori suplimentare;

- posibilitatea interconectarii cu calculatoare sau alte dispositive automate.

Dezavantaje:

- complexitate mare;

- cost ridicat.

Utilizari: Datorita performantelor sunt utilizate la:

- masurari de precizie in laborator;

- masurari in procesele industrial de automatizare;

- masurari cu transmiterea rezultatelor la distanta;

- masurari cu inregistrari numerice in procesele industrial;

- masurari cu prelucrarea rezultatelor pe calculator;

- controlul si supravegherea centralizata in procesele industrial.1.1 PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE AL APARATELOR DE MASURARE ANALOGICE

n analiza i testarea circuitelor, exist dispozitive proiectate pentru realizarea msurtorilor mrimilor electrice de baz, i anume, tensiune, curent i rezisten. Exist multe alte tipuri de aparate de msur, dar ne vom concentra atenia, n principal, pe modul de funcionare al acestora trei.

Majoritatea aparatelor de msur moderne sunt digitale, folosind un afiaj numeric. Modelele mai vechi de aparate de msur sunt ns mecanice, utiliznd un indicator mecanic pentru afiarea mrimii msurate. n ambele cazuri, este nevoie de o setare a aparatului pentru indicarea corespunztoare a mrimilor msurate. n aceasta prima parte ne vom referi exclusiv asupra principiilor de funcionare ale aparatelor de msur analogice (mecanice).

Aparate de msur electromagnetice

Majoritatea aparatelor de msur analogice se bazeaz pe principiul electromagnetismului, i anume, pe faptul c trecerea unui curent printr-un conductor produce un cmp magnetic perpendicular pe axa de deplasare a electronilor. Cu ct valoarea curentului este mai mare, cu att mai mare va fi cmpul magnetic produs. Dac acest cmp magnetic produs de conductor este liber s interacioneze cu un alt cmp magnetic, vom asista la dezvoltarea unei fore fizice ntre cele dou surse ale cmpurilor magnetice. Dac una dintre acest surse este liber s se deplaseze fa de cealalt surs, aceasta se va deplasa pe msur ce curentul trece prin conductor, deplasarea fiind direct proporional cu valoarea curentului.Galvanometrul

Primele astfel de aparate de msur construite erau cunoscute sub numele de galvanometre, fiind recunoscute pentru precizia lor. Un model foarte simplu de galvanometru const dintr-un ac magnetizat (asemenea celui folosit la compas) suspendat la captul unui fir i poziionat n interiorul unei nfurri conductoare. La trecerea curentului prin aceast nfurare, se va produce un cmp magnetic ce va modifica poziia iniial a acului. Un astfel de aparat este prezentat n figura de mai jos.

Astfel de aparate nu mai sunt ns practice n prezent, fiind extrem de sensibile la orice tip de micare i la interferenele datorate cmpului magnetic al pmntului. Singurul lor scop rmne prezentarea conceptelor de baz ale dispozitivelor experimentale. n prezent, termenul de galvanometru este utilizat pentru desemnarea oricrui tip de aparat de msur de o precizie excepional, nefiind neaprat un dispozitiv ca cel prezentat mai sus.

Aparate de msur cu magnet permanent

Aparatele de msur electromagnetice sunt realizate n prezent dintr-o bobin suspendat ntr-un cmp magnetic, protejat de majoritatea influenelor externe. Astfel de dispozitive sunt cunoscute sub numele de aparate de msur cu magnet permanent.

n figura de mai sus, acul indicator este poziionat aproximativ la 35% pe scala gradat, zero fiind n stnga iar valoarea maxim regsindu-se n partea dreapt. O cretere a curentului de msurat va duce la o deplasare a acului indicator spre dreapta iar o descretere a lui va duce la o deplasare a acului spre stnga. Afiajul aparatului de msur conine o scal gradat cu cifre pentru indicarea valorilor mrimii de msurat, indiferent de tipul acesteia.

Cu alte cuvinte, dac este necesar o valoare de 50 A pentru deplasarea maxim a acului indicator (spre captul din dreapta), scala va avea scris o valoarea de 0 A n partea stng i o valoare de 50 A n partea dreapt; mijlocul va fi desigur 25 A.

n exemplul din figura de mai jos, acul ar indica n acest caz ipotetic o valoare a curentului de 17,5 A. De obicei, scala este mprit n gradaii mult mai mici, din 5 n 5 A, sau chiar la 1 A, pentru a permite o citire mult mai precis a indicaiei acului.

Majoritatea aparatelor pot detecta polaritatea curentului, o direcie a acestuia ducnd la deplasarea acului ntr-un anumit sens, iar direcia opus a curentului ducnd la o deplasare n sens contrar al acului indicator. Modele D'Arsonval i Weston sunt de acest tip.

Exist ns i aparate care nu sunt sensibile la modificarea sensului curentului prin circuit, bazndu-se pe atragerea unui cursor mobil de fier, nemagnetizat, ctre conductorul de curent fix pentru deplasarea acului indicator. Astfel de aparate sunt folosite pentru msurtor n curent alternativ. Un dispozitiv sensibil la variaia polaritii curentului, ar vibra pur i simplu nainte i napoi fr a putea da o indicaie practic a mrimii de msurat.

Aparate de msur electrostatice

Dei majoritatea aparatelor de msur analogice se bazeaz pe principiul electromagnetismului, cteva dintre ele se bazeaz pe electrostatic, cu alte cuvinte, pe fora de atracie sau de respingere generat de sarcinile electrice n mediul dintre ele.

Dac aplicm o tensiune ntre dou suprafee conductoare separate printr-un dielectric format din aer, va exista o for fizic de atracie ntre cele dou suprafee, fora capabil s indice valoare tensiunii. Aceast for este direct proporional cu tensiunea aplicat ntre plci i invers proporional cu ptratul distanei dintre ele. De asemenea, fora nu depinde de polaritate, rezultnd astfel un dispozitiv insensibil la variaia polaritii tensiunii.

Din pcate, fora generat de atracia electrostatic este foarte mic n cazul tensiunilor normale, astfel nct aceste tipuri de aparate de msur nu sunt practice pentru instrumentele de test normale. Astfel de aparate electrostatice sunt folosite pentru msurarea tensiunilor nalte, de ordinul miilor de voli.

Unul dintre cele mai mare avantaje al aparatelor electrostatice const n rezistena electric extrem de mare, fa de aparatele electromagnetice care au o rezistena electric mult mai mic. Dup cum vom vedea n cele ce urmeaz, o rezistena electric mare, rezultnd ntr-un curent mult mai mic prin dispozitiv, este absolut necesar pentru realizarea unui voltmetru profesional.Tubul