Presentation 3

1. Методы и средства измерений электрических величин

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
ИЗМЕРЕНИЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ВЕЛИЧИН

2. Значение измерений в электротехнике

ЗНАЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ В
ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
• Фундаментальная основа электротехники и электроники
• Контроль качества электроэнергии и электрооборудования
• Безопасность персонала и оборудования
• Энергоэффективность и экономия ресурсов
• Научные исследования и разработки

3. Основные задачи измерений

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИЗМЕРЕНИЙ
• Определение значений электрических параметров
• Контроль соответствия нормативным требованиям
• Диагностика состояния оборудования
• Оптимизация энергопотребления
• Прогнозирование и предотвращение аварий

4. Основные электрические величины

ОСНОВНЫЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСК
ИЕ ВЕЛИЧИНЫ

5. Электрические величины первого порядка

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПЕРВОГО
ПОРЯДКА
Величина
Обозначение
Единица измерения
Характеристика
Напряжение
U, V
Вольт (В)
Разность потенциалов
между двумя точками
Сила тока
I
Ампер (А)
Количество заряда,
проходящего через
сечение проводника в
единицу времени
Сопротивление
R
Ом (Ω)
Способность материала
препятствовать
прохождению тока
Мощность
P
Ватт (Вт)
Скорость передачи или
преобразования
энергии
Энергия
W
Джоуль (Дж), кВт·ч
Количество работы,
которую может
совершить
электрический ток

6. Электрические величины Второго порядка

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
ВТОРОГО
ПОРЯДКА
Величина
Обозначение
Единица измерения
Применение
Частота
f
Герц (Гц)
Характеристика
переменного тока
Коэффициент
мощности
cos φ
Безразмерная
Эффективность
использования энергии
Коэффициент
гармоник
%
%
Качество
электроэнергии
Индуктивность
L
Генри (Гн)
Свойство проводника
накапливать энергию в
магнитном поле
Ёмкость
C
Фарад (Ф)
Способность
накапливать
электрический заряд

7. Классификация методов измерений По способу получения результата

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ
ИЗМЕРЕНИЙ
ПО
СПОСОБУ
ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТА
Прямые
измерения
• Непосредственное сравнение измеряемой величины с мерой
• Примеры: измерение напряжения вольтметром, тока амперметром
• Преимущества: простота, высокая скорость
• Недостатки: ограниченная точность

8. Классификация методов измерений По способу получения результата

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ
ИЗМЕРЕНИЙ
ПО
СПОСОБУ
ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТА
Косвенные
измерения
• Определение величины через функциональную зависимость от других величин
• Пример: измерение мощности через напряжение и ток
• Преимущества: возможность измерения сложных параметров
• Недостатки: накопление погрешностей

9. Совместные измерения

СОВМЕСТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
• Одновременное измерение нескольких величин для нахождения
зависимостей
• Пример: определение параметров цепи по результатам нескольких
измерений
СОВОКУПНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
• Измерение группы однородных величин с последующей обработкой
• Пример: измерение сопротивлений резисторов в мостовой схеме

10. Классификация методов измерений По характеру изменения измеряемой величины

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ
ИЗМЕРЕНИЙ
ПО
ХАРАКТЕРУ
ИЗМЕНЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМОЙ ВЕЛИЧИНЫ
Статические
измерения
• Измерение постоянных или медленно меняющихся величин
• Пример: измерение напряжения постоянного тока
Динамические измерения
• Измерение быстро меняющихся величин
• Пример: измерение переходных процессов, импульсных сигналов

11. Cредства измерений электрических величин

CРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Основные классы средств измерений

12. Измерительные приборы 1) Аналоговые приборы (стрелочные) 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
1) АНАЛОГОВЫЕ ПРИБОРЫ (СТРЕЛОЧНЫЕ)
• Магнитоэлектрические системы
• Электромагнитные системы
• Электродинамические системы
• Индукционные системы

13. Измерительные приборы 2) Цифровые приборы 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
2) ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ
• Мультиметры
• Осциллографы
• Анализаторы спектра
• Логические анализаторы

14. Измерительные преобразователи

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
• Датчики тока (трансформаторы тока, датчики Холла1)
• Датчики напряжения (делители напряжения, трансформаторы напряжения)
• Датчики мощности (ваттметровые преобразователи)
1)
Датчик Холла — это бесконтактный преобразователь, измеряющий параметры
магнитного поля (наличие, силу, полярность) и преобразующий их в электрический
сигнал.

15.

ДАТЧИК
ХОЛЛА
ДЕЛИТЕЛЬ
НАПРЯЖЕНИЯ

16. Измерительные системы

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
• Автоматизированные системы контроля
• SCADA1-системы
• Системы мониторинга качества электроэнергии
1) SCADA-системы (Supervisory Control and Data Acquisition) — это программно-аппаратные
комплексы для диспетчерского управления и сбора данных в реальном времени.

17. Характеристики средств измерений

ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ
Характеристика
Описание
ИЗМЕРЕНИЙ
Важность
Класс точности
Относительная погрешность в
процентах
Определяет достоверность
измерений
Диапазон измерений
Минимальное и максимальное
значение
Определяет область
применения
Чувствительность
Минимальное изменение
Важно для прецизионных
величины, которое может быть измерений
обнаружено
Быстродействие
Время установления
показаний
Критично для динамических
измерений
Входное сопротивление
Сопротивление прибора для
измеряемой цепи
Влияет на точность измерений

18. Современные методы и технологии

СОВРЕМЕННЫЕ
МЕТОДЫ И
ТЕХНОЛОГИИ

19. Цифровые технологии измерений

ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕРЕНИЙ
Цифровая обработка сигналов (DSP - Digital Signal Processing)
• Фильтрация помех и шумов
• Выделение полезного сигнала
• Анализ спектральных характеристик

20. Цифровые технологии измерений

ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕРЕНИЙ
Виртуальные приборы
• Программно-аппаратные комплексы
• Гибкая конфигурация под задачи
• Интеграция с компьютерными системами

21. Цифровые технологии измерений

ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕРЕНИЙ
Беспроводные системы измерений
• Bluetooth- и Wi-Fi-датчики
• IoT-устройства для мониторинга
• Удаленный сбор и анализ данных

22. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!