Elektrotechnika

1.Rozdelenie prístrojov

Rozdelenie meracích prístrojov možno robiť približovaním sa k skutočnej hodnote z hľadiska viacerých činiteľov ovplyvňujúcich presnosť merania. V elektrickom meraní porovnávame meranú veličinu s jej základnou jednotkou. Výsledkom je číselná veličina. Elektrické meranie je proces približovania sa k skutočnej hodnote.                                       

Faktory presnosti: presnosť meracieho prístroja, presnosť metódy, rušivé vplyvy.

Činitele pri meraní: meraný objekt, merací prístroj, operátor

.

Podľa spôsobu, akým sa určuje meraná veličina z údaja prístroja, rozlišujeme dve základné skupiny meracích prístrojov:

Absolútne meracie prístroje :umožňujú určiť meranú veličinu bez predchádzajúceho porovnania s iným prístrojom. Sú to špeciálne a veľmi presné prístroje. Meranú veličinu nám umožňujú určiť na základe rozmerov niektorých častí meracieho prístroja na základe váhy, sú najpresnejšie a najdrahšie.

Sekundárne meracie prístroje :v prípade ktorých meranú veličinu určujeme porovnávaním s hodnotou, ktorá bola určená pomocou presnejšieho meracieho prístroja. Medzi tieto prístroje patria  všetky bežne používané meracie prístroje. 

Podľa skupiny presnosti rozpoznávame :

Etalony:pracujú s najvyššou možnou dosiahnuteľnou presnosťou.

Základné meracie prístroje:ktoré slúžia ako najpresnejšie prístroje na overovanie laboratórnych meracích prístrojov a na veľmi presné meranie. Majú spravidla triedu presnosti 0,1.

Laborátorné prístroje:,  používané pre dostatočne presné laboratórne meranie v prevádzke.

Prevádzkové prístroje:pre bežnú technickú potrebu, pre bežné merania v prevádzkach.

Podľa druhu meranej veličiny poznáme meracie prístroje : ampérmetre, voltmetre, wattmetre, galvanometre, ohmetre, elektromery, kmitomery, fázomery, prístroje pre meranie neelektrických veličín a iné.

Podľa použitej sústavy prúdu rozoznávame prístroje :  jednosmerné, striedavé jednofázové, striedavé viacfázové.

Podľa spôsobu merania a údaja meranej veličiny  rozdeľujeme na:

a) analógové meracie prístroje:ktoré spojitú zmenu meranej veličiny merajú i udávajú spojito.Výstupnou veličinou analógového meracieho prístroja je najčastejšie výchylka ručičky ukazovacieho prístroja alebo výchylka svetelnej stopy na tienidle obrazovky.

b) číslicové (digitálne) meracie prístroje:ktoré menia meranú analógovú veličinu na diskrétnu a spojitú zmenu udávajú v číslicovom tvare.Digitálne meracie prístroje poskytujú na svojom výstupe číselný údaj reprezentujúci istý interval hodnôt vstupnej meranej veličiny, ktorému sa hovorí krok kvantovania.

1.1 Meranie  

       Meranie je proces získavania informácií o kvantitatívnych parametroch meranej veličiny.Merací proces, na ktorom sa podieľa meraný objekt, merací prístroj a operátor, spočíva v experimentálnom porovnaní meranej veličiny s niektorou jej hodnotou, zvolenou za jednotku, pomocou vhodných technických prostriedkov. V moderných automatizovaných meracích procesoch je úlohou operátora väčšinou len občasná kontrola meraných výsledkov a priebehu sledovaného procesu i keď sú oblasti prírodných vied a techniky, kde vyhodnotenie nameraných výsledkov nie je bez človeka mysliteľné.      

Účel merania: Účelom merania v technike a prírodných vedách je zistiť, podľa akých zákonitostí prebieha pozorovaný jav.Na získanie takýchto nových kvalitatívnych poznatkov treba zaručiť rôzny stupeň presnosti .

Metrológia:Veda a súhrn poznatkov o meraní. Predmetom metrológie sú teda okrem spôsobov merania (meracie metódy) aj chyby vznikajúce pri meraní, spôsoby vyhodnocovania, archivácie a prezentácie výsledkov, meracie prostriedky, atď.

Meracie metódy:

a) Absolútne:využíva sa fyzikálno-definičný vzťah

b) Porovnávacie:porovnáva sa hodnota neznámej veličiny zo známou.

c) Výchylkové:veličina sa určuje z výchylky meracieho prístroja

d) Nulové:prístroj slúži iba ako indikátor nuly. Veličina sa určí z hodnôt nastavovaných prvkov

1.2 Základné pojmy

Merací rozsah: symbol M, udáva sa v jednotkách meranej veličiny napr. volt (V), ampér (A), miliampér (mA), watt (W) a pod. Predstavuje maximálnu hodnotu, ktorú môže meraná veličina pri meraní dosiahnuť. Udáva sa na kryte prístroja, alebo priamo na stupnici, niektoré prístroje majú len jeden merací rozsah, iné majú niekoľko rozsahov.

Rozsah stupnice:symbol D, udáva sa v dielikoch (d). Udáva počet dielikov stupnice, resp. dĺžku stupnice vyjadrenú v dielikoch.

Konštanta meracieho prístroja: symbol K, udáva sa v jednotkách meranej veličiny na dielik. Konštanta meracieho prístroja vyjadruje hodnotu meranej veličiny pripadajúcej na 1 dielik stupnice. Konštanta meracieho prístroja sa vypočíta poľa vzťahu:

K=M/D       (jednotka/d; jednotka,d) 

Citlivosť meracieho prístroja:symbol C, udáva sa v dielikoch  na jednotku meranej veličiny. Citlivosť meracieho prístroja vyjadruje počet dielikov stupnice pripadajúcich na jednotku meranej veličiny. Citlivosť meracieho prístroja sa vypočíta poľa vzťahu:

C=1/K=  D/M       (d/jednotka; d,jednotka) 

Výchylka:symbol α, udáva sa v dielikoch. Vyjadruje počet dielikov, ktoré ukazuje ukazovateľ (ručička, svetelná stopa) pri meraní. Výchylku je potrebné odčítať čo najpresnejšie.

Nameraná hodnota:všeobecne symbol X_N, pri konkrétnom meraní použijeme symbol meranej veličiny (U, I, P a pod.) a jednotku meranej veličiny (V, A, W, a pod.). Nameraná hodnota sa vypočíta poľa vzťahu:  X_N = K . α    (jednotka; jednotka/d, d)  

Príklad potlačenia začiatku stupnice meracieho prístroja

Obr. 1.1. Príklad potlačenia začiatku stupnice meracieho prístroja