Električna mjerenja
02 Električni mjerni uređaji
Uvod: Karakteristike mjernih uređaja
Dr. Tanasko Tasić
Univerzitet u Banjoj Luci, Elektrotehnički fakultet
Električni mjerni instrumenti
1
Zapis mjernih jedinica: prefiksi
Faktor
Naziv
Simbol
Faktor
Naziv
Simbol
101
deka (deca)
da
10-1
deci (deci)
d
102
hekto (hecto)
h
10-2
centi (centi)
c
103
kilo (kilo)
k
10-3
mili (milli)
m
106
mega (mega)
M
10-6
mikro (micro)
μ
109
giga (giga)
G
10-9
nano (nano)
n
1012
tera (tera)
T
10-12
piko (pico)
p
1015
peta (peta)
P
10-15
femto (femto)
f
1018
eksa (exa)
E
10-18
ato (atto)
a
1021
zeta (zetta)
Z
10-21
zepto (zepto)
z
1024
jota (yotta)
Y
10-24
jokto (yocto)
y
Električni mjerni instrumenti
2
Sadržaj: 02 Karakteristike mjernih uređaja
greške
neke specifike električnih mjernih uređaja
kalibracija
ovjeravanje
etaloni
karakteristike
–mjerno područje
–tačnost, klasa tačnosti
–preopterećenje
–temperaturno područje djelovanaj
–ulazna otpornosts
–unutrašnja otpornost
–frekventno područje djelocvanja
–referentni uslovi
–ispitni naponi
Električni mjerni instrumenti
3
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
Metrološke karakteristike:
•
Greške
•
Preciznost
•
Tačnost, klasa tačnosti
•
Stabilnost
•
Dinamička karakteristika
Električni mjerni instrumenti
4
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
greška (error) –razlika između izmjerene in prave vrijednosti
slučajna greška
komponenta greške mjerenja koja se u ponovljenim mjerenjima mijenja na
nepredvidljiv način
sistematska greška
komponenta greške mjerenja koja se u ponovljenim mjerenjima ostaje konstantna
ili se mijenja na predvidljiv način
statička, dinamička greška
Električni mjerni instrumenti
5
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
preciznost
bliskost slaganja između prikaza vrijednosti mjerene veličine dobijenih višestrukim
mjerenjima istog ili sličnih objekata pod specificiranim uslovima
tačnost mjerenja
bliskost slaganja između vrijednosti mjerene veličine i prave vrijednosti mjerene
veličine
preciznost ≠ tačnost
Granice grešaka mjernih instrumenata u zavisnosti od klase tačnosti
Klasa tačnosti
0.05
0.1
0.2
0.5
1
1.5
2.5
5
Granice greške
± 0.05 %
± 0.1 %
± 0.2 %
± 0.5 %
±1%
± 1.5 %
± 2.5 %
±5%
Električni mjerni instrumenti
6
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
stabilnost
vremenska zavisnost slučajne komponente greške
Električni mjerni instrumenti
7
02 Električni mjerni uređaji: Kalibracija – ovjeravanje. kalibracije na različitim nivoima
kalibracija (etaloniranje)
skup postupaka kojima se, u određenim uslovima, uspostavlja odnos
između vrijednosti veličina sa mjernim nesigurnostima koje daje etalon ili
ovjereni referentni materijal i odgovarajućeg pokazivanja mjernog
instrumenta (sa odgovarajućim mjernim nesigurnostima mjerila, mjernog
sistema ili referentnog materijala koji se ispituje)
Električni mjerni instrumenti
8
02 Električni mjerni uređaji: Kalibracija – ovjeravanje. kalibracije na različitim nivoima
Realizacije jedinice
(primarni etalon)
A
Kalibracija
(referentni etalon)
e1
B
k1
e2
kalibracija
(radni etalon)
C
k2
e3
kalibracija
(proizvodni proces,
kontrola)
D
Električni mjerni instrumenti
k3
9
02 Električni mjerni uređaji: Kalibracija – ovjeravanje.
ovjeravanje
Pridobivanje objektivnog dokaza da su ispunjeni zahtevi za specifičnu
predviđenu upotrebu ili primenu.
Npr. potvrđivanje da su mjerni rezultat zakonskog mjerila u određenim
uslovnima ispunjava zakonski postavljene uslove (npr. najveću
dozvoljenu grešku: NDP)
U zakonskoj metrologiji se dodatno na mjerilo postavlja oznaka i zaštitni
elementi.
Električni mjerni instrumenti
10
02 Električni mjerni uređaji: NDG: brojilo električne energije
%
2
-2
Imin
Imax
Električni mjerni instrumenti
11
02 Električni mjerni uređaji: NDG: brojilo električne energije
%
2
-2
Imin
Imax
Električni mjerni instrumenti
12
02 Električni mjerni uređaji: Kalibracija – ovjeravanje. rezultat (proizvod)
kalibracija: kalibracijski certifikat
ovjeravanje: oznaka / certifikat
Mjerilo je skladno sa
zahtjevima pravilnika o
metrološkim zahtjevima
zaščitna
nalepka
zaštitna
naljepnica
svinčeni
žig
olovna
plomba
Greška mjerenja u mjernom opsegu je unutar
greške dozvoljene pravilnikom (NDG):
Pri brzinama ≤ 100 km/h:
Pri brzinama nad 100 km/h:
e ≤ 3 km/h
e≤3%
Električni mjerni instrumenti
13
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
Eksplotacione karakteristike:
•
Osjetljivost
•
Rezolucija
•
•
•
Mjerni opseg
frekventni opseg
Temperaturni opseg djelovanja
•
Ulazna in izlazna impedansa
•
Vrijeme obezbjeđenja radnog režima
•
Brzina mjerenja
•
Imunost na smetnje
•
Pouzdanost
•
Osjetljivost na prenapone, prepterećenja
Električni mjerni instrumenti
14
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
osjetljivost
prvi izvod izlazne po ulaznoj veličini (npr. otklon kazaljke po promjeni ulaznog
signala)
prag osjetljivosti je majmanja vrijednot mjerene veliline koja izaziva pokazivanje
različito od nule
rezolucija
najmanja razlika prikaza koju možemo smisleno primijetiti
mjerni opseg
skup vrijednosti mjerene veličine za koje greška mjerila po pretpostavce leži unutar
određenih granica
frekventni opseg
skup frekvencija mjerene veličine za koje greška mjerila po pretpostavce leži
unutar određenih granica
temperaturni opseg
područje temperature okoline u kojem greška mjerila po pretpostavce leži unutar
određenih granica
Električni mjerni instrumenti
15
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
ulazna impedanca (otpornost)


za voltmetre što veća (savremeni voltmetri 10 MΩ do 10 PΩ (1016 Ω))
za ampermetre što manja (vezuju se u seriju)
izlazna impedanca (otpornost)

što manja (0)
vrijeme zagrijavanja (warm-up time)
vrijeme potrebno da se komponente instrumenta zagriju na radnu temperaturu na
kojoj dostižu nominalne uslove tehničke specifikacije
Električni mjerni instrumenti
16
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
brzina mjerenja
imunost na smetnje
logaritamski odnos korisnog signala i signala smetnje
pouzdanost
sposobnost izvršavanja mjerne funkcije u deklarisanim uslovima sa deklarisanom
tačnošću u određenom vremenu
osjetljivost na prenapone, preopterećenja, mehaničke udare, potrese,
vibracije, strana polja, …
Električni mjerni instrumenti
17
02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava
referentni uslovi
temperatura okoline
položaj instrumenta
strana polja (električo, magnetno, radioaktivno)
protok vazduha
vibracije
vazdušni pritisak
vlažnost vazduha
Električni mjerni instrumenti
18
Literatura:
Univerza v Ljubljani, fakulteta za elektrotehniko,
Laboratorij za metrologijo in kakovost
Meritve: Uvod v Meritve
Merilna negotovost za začetnike
Vojislav Bego:
Mjerenja u elektrotehnici; deveto dopunjeno izdanje, 2003.
GRAPHIS Zagreb
Lj. R. Golubović:
Električna merenja, 2005. TF Čačak – ETF Banja Luka
GUM - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, ISO, 1993
International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and
associated terms (VIM). BIPM JCGM 200:2008
Metrologija – ukratko, 3. izdanje
EURAMET project 2011, lokalizacija DMDM Beograd 2008
Električni mjerni instrumenti
19
Hvala na pažnji!
Električni mjerni instrumenti
20
Download

Četvrti dio