Контрольно-измерительные приборы

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Тема:

Контрольноизмерительные 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. мефсещ 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 15 094

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 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 15 094

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.

Осцилломграф (лат. oscillo — качаюсь + гр. гсбцщ — пишу) — прибор, предназначенный для исследования электрических сигналов во временномй области путём визуального наблюдения графика сигнала на экране либо записанного на фотоленте, а также для измерения амплитудных и временнымх 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.