Mérés és adatgyűjtés

Elektromos mennyiségek mérése

Mingesz Róbert

2015.04.22.

2

Házi feladatok

3

Gyakorló feladatok

• Érdemes megoldani

• Megoldás elérhető a honlapon(csak megoldás után nézzétek meg)

• A megoldásokat ne küldjétek el!

4

Házi feladat

• A honlapról letölthető

• Beadási határidő: 2015.03.20. 23:00utána félpontszám

• Beadás módja:• papíron

• elektronikusan: mingesz@inf.u-szeged.huLevél tárgya: MA házi feladat

5

Feszültség mérése

6

Feszültségmérő bekötése

• Párhuzamosan kötjük az áramkörbe

• Az áramkört nem kell megszakítani

7

Reális feszültségmérő

• Ideális feszültségmérő nem vezet

• Reális feszültségmérő: véges belső ellenállás ()

• Helyettesítő kép:

8

Műszer belső ellenállása

• : a feszültségforrás belső ellenállása (impedanciája)

• : a műszer belső/bemenő ellenállása

9

Példa belső ellenállásra

• A feszültségmérés relatív hibája:

10

Példa belső kapcsolásra

11

Bemenő impedancia megadása

• Bemenő ellenállás• Földre van kötve

• Nincs megadva nulla pont

• Szivárgó áramSzivárgó áram hatása:

12

A váltakozó jel paraméterei

13

Egyszerű közép

• Tiszta szinuszos jel esetén nulla

14

Effektív középérték (RMS)

Az effektív érték annak az egyenfeszültségnek vagy egyenáramnak az erősségének felel meg,

melynek teljesítménye egy ohmikus ellenálláson megegyezik az egyen vagy

váltóáram teljesítményével.

15

Abszolút középérték

• Az egyenirányított jel középértéke

16

Csúcsérték

• Peak value• a 0/középérték és a maximális érték különbsége

• Szinuszos jel esetén: amplitúdó

• Zajok esetén: 3σ

• Csúcstól-csúcsig amplitúdó (Peak to peak value)

17

A váltakozó jel paraméterei

18

Korrekciós tényezők

19

Mérőkapcsolások

20

Passzív egyenirányítás

• Dióda nyitófeszültsége ~ 0,6 V

21

Aktív egyenirányítás

22

Kétutas aktív egyenirányítás

23

Csúcsérték detektor

24

RMS mérése

• Termikus konverterek

• Analóg szorzók

• Mért jelek digitális feldolgozása

• Integrált áramkörök

25

AD8361 - RMS mérő

26

Áramerősség mérése

27

Áramerősség mérése

• Sorosan kötjük az áramkörbe

• Az áramkört meg kell szakítani!

28

Áramerősség-mérő belső ellenállása

• Ideális áramerősség-mérő: jól vezetbelső ellenállása 0, a rajta eső feszültség 0 V

• Reális áramerősség-mérő: véges belső ellenállásfeszültség esik az áramerősség-mérőn

29

Áramerősség-feszültség konverzió

• Ohm törvény alapján:

30

További paraméterek

31

A váltakozó áram teljesítménye

• Pillanatnyi teljesítmény:

32

Hatásos teljesítmény

• A fogyasztó által felvett teljesítmény folyamatosan változik

• Hatásos teljesítmény (átlagos teljesítmény):

• : teljesítménytényező (ideális esetben = 1)

33

Meddő teljesítmény

• A fogyasztó és az erőmű között ingázik

• Szállítása veszteséget termel

34

3 fázisú feszültség/áram

• Nagyobb teljesítmények átvitele

• Kb. konstans teljesítmény

35

Fogyasztás mérése

36

Frekvencia mérése – analóg elv

• Feszültség – frekvencia konverzió

• Bemenet → jelkondicionálás → rögzített idejű impulzusok → átlagolás

37

Frekvencia mérése – számlálás

• Bemenet → jelkondicionálás → impulzusok → időegység alatt érkező impulzusok számlálása

38

Fáziskülönbség

• Időkülönbség mérése

• Fáziskülönbség → kitöltési tényező

39

Fáziskülönbség mérése

40

Ellenállás mérése

41

Ellenállás mérése Ohm törvény alapján

• Megjegyzés:

az ellenállást mindig ki kell szedni az áramkörből!

42

Feszültségosztó

43

Ellenállás mérése áramgenerátorral

• Előny: a mért feszültség arányos az ellenállással

• A vezetékek ellenállása hibát okoz

𝑅x=𝑅ref

𝑈 ki

𝑈 ref

44

Négypontos ellenállásmérés

• Cél: vezeték ellenállásának kiküszöbölése

• További alkalmazás: fajlagos ellenállás mérése

45

Hatpontos ellenállásmérés

• Áramkörbe épített ellenállások mérése

46

A/D konverterek meghajtása

47

Szükséges jelkondicionálás

• Bemenet impedanciájának növelése

• Előerősítés

• Mintavételi szűrés

• Csatorna kiválasztása

• Feszültség átskálázása

• A/D bemenet meghajtása

48

Követő erősítő

49

Jel átskálázása

• Pl. bemenő jel ±1 V

• Kimenő jel: 0..2,5 V

50

Jel átskálázása

51

Műszererősítő

52

További kapcsolások

53

Bemenet túlfeszültségvédelme

54

D/A kimenet bufferelése

55

Analóg kapcsolók

56

Analóg multiplexer

57

Mintavételi szűrő

58

Elsőfokú aluláteresztő szűrő

𝑓 𝑐=1

2 𝜋 𝑅𝐶

59

Elsőfokú szűrő karakterisztikája

60

Példák mintavételi szűrőkre

61

Zavarjelek beszűrődése

• Kapacitív

• Ohmikus

• Induktív

62

Vezetékek árnyékolása

• Mágneses árnyékolás

• Földelt árnyékolás

• Védő árnyékolás

• Sodrott érpár

63

... vége ...Köszönöm a figyelmet