В каких цепях производится измерение напряжения: Страница не найдена | Учебно-курсовой комбинат

Содержание

Измерения напряжения. Правила устройства электроустановок в вопросах и ответах [Пособие для изучения и подготовки к проверке знаний]

Вопросы на IV группу допуска

1. Каким образом осуществляется подача напряжения на электроустановки, допущенные в установленные порядке в эксплуатацию? (ПТЭЭП 1.3)

2. Какое буквенное и цветовое обозначение должны иметь совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники? (ПУЭ 1)

3. На какой срок может быть продлено для работника дублирование, если за отведенное время он не приобрел достаточных производственных навыков? (ПТЭЭП 1.4)

4. Какая группа электробезопасности должна быть у ответственного за электрохозяйство в электроустановках напряжением до 1000 В? (ПТЭЭП 1.2)

5. По какому документу проводятся испытания элекрооборудования, проводимые с использованием передвижной испытательной установки? (МПОТ 5)

6. Какие запрещающие плакаты вывешиваются на приводах однополюсных разъединителей во избежание подачи напряжения на рабочее место при проведении ремонта или планового осмотра оборудования? (МПОТ 3)

7. В каком случае допускается применять нестандартизированные средства измерений? (ПТЭЭП 2.11)

8. Какая система заземления из перечисленных относится к системе TN-S? (ПУЭ 1)

9. Каким образом можно определить, что электрозащитные средства прошли эксплуатационные испытания и пригодны для применения? (ИП и ИСЗ)

10. Какой электрический ток опаснее для человека: постоянный или переменный? (Общ.вопр.)

11. Какие помещения называются сухими? (ПУЭ 1)

12. В каких электроустановках производится назначение ответственного за электрохозяйство? (ПТЭЭП 1.

13. В течении какого срока проводится дублирование перед допуском электротехнического персонала к самостоятельной работе? (ПТЭЭП 1.4)

14. Кто определяет работнику, в качестве какого персонала он допускается к работам в электроустановках (оперативного, ремонтного, оперативно-ремонтного, административно-технического)? (ПТЭЭП 1.4)

15. Как часто должны проводиться осмотр и проверка исправности аварийного освещения? (ПТЭЭП 2.12)

16. Кто имеет право проводить присоединение и отсоединение от сети электросварочных установок? (ПТЭЭП 3.1)

17. Чему должен соответствовать срок поверки трансформатора тока, встроенного в энергооборудование? (ПТЭЭП 2.11)

18. Какова периодичность осмотров заземляющих устройств с выборочным вскрытием грунта? (ПТЭЭП 2. 7)

19. В каких электроустановках применяются указатели напряжения для проверки совпадения фаз? (ИП и ИСЗ)

20. В каком месте касания земли электрическим проводом можно попасть под “шаговое” напряжение? (МИОПП)

21. На какие электроустановки распространяются требования Правил устройства электроустановок? (ПУЭ 1)

22. Кто осуществляет государственный надзор за соблюдением требований правил и норм электробезопасности в электроустановках? (ПТЭЭП 1.2)

23. Какой персонал относится к административно-техническому? (МПОТ определения)

24. Кто имеет право проводить единоличный осмотр электроустановок напряжением выше 1000 В? (МПОТ 1.3)

25. Какие мероприятия из перечисленных относятся к организационным? (МПОТ 2)

26. Каким образом производится учет электроэнергии во время ремонта средств измерений при работающем технологическом оборудовании? (ПТЭЭП 2.11)

27. В каком случае элемент заземлителя должен быть заменен? (ПТЭЭП 2.7)

28. Какие объекты относятся к обычным объектам по степени опасности поражения молнией? (Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций)

29. Какие требования предъявляются к внешнему виду диэлектрических ковров? (ИП и ИСЗ)

30. Какие существуют основные “петли тока” – пути для прохождения электрического тока через тело человека? (Общ.вопр.)

31. Какие электроприемники относятся к электроприемникам второй категории? (ПУЭ 1.2)

32. Какие помещения относятся к электропомещениям? (ПУЭ 1.1)

33. Какую группу по электробезопасности должен иметь председатель комиссии по проверке знаний электротехнического персонала Потребителя с электроустановками выше 1000 В? (ПТЭЭП 1.4)

34. Какое совмещение обязанностей допускается для ответственного руководителя работ? (МПОТ2)

35. Каким образом члены бригады, имеющие третью группу по электробезопасности, могут осуществлять временный уход с рабочего места в РУ? (МПОТ 2)

36. Каким мегаомметром производится измерение сопротивления изоляции при испытании цепей напряжением от 500 до 1000 В? (ПУЭ 1.6)

37. У какого количества опор воздушных линий, имеющих заземляющие устройства, производится выборочное вскрытие грунта для осмотра этих заземляющих устройств? (ПТЭЭП 1. 7)

38. Когда проводится проверка и осмотр устройств молниезащиты? (Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций)

39. Какие средства защиты относятся к основным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением до 1000 В? (ИП и ИСЗ)

40. Что необходимо сделать в первую очередь при поражении человека электрическим током? (МИОПП)

41. На кого распространяются Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок? (МПОТ 1)

42. За что несут персональную ответственность работники, проводящие ремонт электроустановки? (ПТЭЭП 1.2)

43. Когда проводится очередная проверка знаний у административно-технического персонала, не занимающегося выдачей нарядов и распоряжений? (ПТЭЭП 1. 4)

44. За что отвечает наблюдающий в электроустановках? (МПОТ 2)

45. Какую температуру должен иметь перекладываемый кабель, находящийся под напряжением? (МПОТ 4.14)

46. Кто должен осуществлять установку и замену измерительных трансформаторов тока и напряжения? (ПТЭЭП 2.11)

47. Какие конструктивные элементы зданий и сооружений могут рассматриваться как естественные молниеприемники? (Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций)

48. Можно ли использовать средства защиты с истекшим сроком годности? (ИП и ИСЗ)

49. Нуждается ли в медицинской помощи человек, находившийся под воздействием электрического тока и чувствующий себя после этого нормально? (МИОПП)

50. В какой последовательности необходимо начать оказывать первую доврачебную помощь пострадавшим от действия электрического тока в случае, если он без сознания, но пульс на сонной артерии есть? (МИОПП)

51. За что несут персональную ответственность руководитель Потребителя и ответственный за электрохозяйство? (ПТЭЭП 1.2)

52. Какие помещения относятся к влажным? (ПУЭ 1.1)

53. Какой персонал относится к неэлектротехническому? (МПОТ опред.)

54. В какой последовательности необходимо выполнять технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения? (МПОТ 3)

55. В каком случае электродвигатели должны быть немедленно отключены от питающей сети? (ПТЭЭП 2.5)

56. Кто в организации ведет наблюдение за работой счетчиков электрической энергии? (ПТЭЭП 2. 11)

57. В какие сроки необходимо проводить поверку расчетных средств учета электрической энергии? (ПТЭЭП 2.11)

58. Какие объекты относятся к специальным объектам по степени опасности поражения молнией? (Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций)

59. Какие средства защиты относятся к дополнительным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением до 1000 В? (ИП и ИСЗ)

60. Смертельно опасной величиной электрического переменного тока, протекающего через тело человека, следует считать: (Общ.вопр.)

61. Какие электроприемники относятся к электроприемникам первой категории? (ПУЭ 1.2)

62. Сколько источников питания необходимо для организации электроснабжения электроприемников второй категории? (ПУЭ 1. 2)

63. Кто имеет право проводить обслуживание аккумуляторных батарей и зарядных устройств? (МПОТ 4.12)

64. На какой срок выдается распоряжение на производство работ в электроустановках? (МПОТ 2)

65. Какие работы из перечисленных можно отнести к работам, выполняемым в порядке текущей эксплуатации в электроустановках напряжением до 1000 В? (МПОТ 2)

66. В цепях с каким напряжением должно производиться измерение тока? (ПУЭ 1.6)

67. Какая система заземления из перечисленных относится к системе TN? (ПУЭ 1.7)

68. В какой цвет должны быть окрашены открыто проложенные заземляющие проводники? (ПТЭЭП 2.7)

69. К какому виду плакатов безопасности относится плакат с надписью “Заземлено”? (ИП и ИСЗ)

70. Каким образом следует передвигаться в зоне “шагового” напряжения? (МИОПП)

71. Кто определяет категорию электроприемников по надежности электроснабжения? (ПУЭ 1.7)

72. Какие помещения относятся к помещениям с повышенной опасностью? (ПУЭ 1.1)

73. На какие группы подразделяется электротехнический персонал организации? (ПТЭЭП 1.4)

74. У кого должен находиться комплект оперативных схем электроустановок отдельного участка? (ПТЭЭП 1.8)

75. Каким образом в организации назначаются ответственные работников за поддержание в исправном состоянии переносных и передвижных электроприемников? (МПОТ 10)

76. Каким образом производится учет электроэнергии во время ремонта средств учета электроэнергии? (ПТЭЭП 2. 11)

77. Из какого материала должны изготавливаться искусственные заземлители? (ПУЭ 1.7)

78. Что называется защитным заземлением? (ПУЭ 1.7)

79. Какой фон должен быть у предупреждающего знака “Осторожно! Электрическое напряжение”, который укрепляется на наружной двери трансформаторов? (ИП и ИСЗ)

80. Какие помещения называются сырыми? (ПУЭ 1.1)

81. В течении какого срока проводится комплексное опробование основного и вспомогательного оборудования электроустановки перед приемкой в эксплуатацию? (ПТЭЭП 1.3)

82. Когда проводится внеочередная проверка знаний персонала? (ПТЭЭП 1.4)

83. Какую группу по электробезопасности должны иметь работники из числа оперативного персонала, единолично обслуживающие электроустановки? (МПОТ 1. 3)

84. В течении какого времени должны храниться наряды, работы по которым полностью завершены? (МПОТ 2)

85. Какая группа электробезопасности должна быть у производителя работ при испытании электрооборудования? (МПОТ 5)

86. Что называется рабочим заземлением? (ПУЭ 1.7)

87. В каких электроустановках применяют диэлектрические галоши? (ИП и ИСЗ)

88. За что несут персональную ответственность работники, непосредственно обслуживающие электроустановки? (ПТЭЭП 1.2)

89. В течении какого срока проводится комплексное опробование работы линии электропередачи перед приемкой в эксплуатацию? (ПТЭЭП 1.3)

90. Кто проводит первичный инструктаж командированному персоналу при проведении работ в электроустановках до 1000 В? (МПОТ 12)

91. Кто может являться ответственным за безопасное ведение работ? (МПОТ 2)

92. На какой срок выдается наряд на производство работ в электроустановках? (МПОТ 2)

93. Кто имеет право осуществлять вскрытие средств электрических измерений, не связанное с работами по нормальному функционированию регистрирующих приборов? (ПТЭЭП 2.11)

94. Когда проводятся внеочередные замеры сопротивления устройств молниезащиты? (Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций)

95. В каких электроустановках можно использовать контрольные лампы в качестве указателей напряжения? (МПОТ 3)

96. Какие плакаты из перечисленных относятся к указательным? (ИП и ИСЗ)

97. Какое специфическое действие на организм человека оказывает электрический ток? (МИОПП)

98. Требованиям каких нормативно-технических документов должно соответствовать устройство электроустановок? (ПТЭЭП 1.7)

99. Какие буквенные и цветовые обозначения должны иметь шины при постоянном токе? (ПУЭ 1.1)

100. Кто относится к ремонтному персоналу? (МПОТ опред.)

101. Когда, как правило, назначается ответственный руководитель работ? (МПОТ 2)

102. Какие меры необходимо принимать для предотвращения ошибочного включения коммутационных аппаратов при отсутствии в схеме предохранителей во время проведения планового ремонта электроустановки? (МПОТ 3)

103. В каких цепях производится измерение напряжения? (ПУЭ 1. 6)

104. Какова периодичность визуального осмотра видимой части заземляющего устройства?(ПТЭЭП 2.11)

105. Каким образом диэлектрические перчатки проверяются на наличие проколов? (ИП и ИСЗ)

106. Какие плакаты из перечисленных относятся к предупреждающим? (ИП и ИСЗ)

107. Кто должен обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации электроустановок? (ПТЭЭП 1.2)

108. Что из перечисленного входит в обязанности ответственного за электрохозяйство? (ПТЭЭП 1.2)

109. Кто относится к оперативно-ремонтному персоналу? (МПОТ опред.)

110. Кто имеет право выдавать наряды и распоряжения в электроустановках напряжением выше 1000 В? (МПОТ 2)

111. Кто должен назначаться допускающим в электроустановках? (МПОТ 2)

112. Кто должен осуществлять замену и плановую поверку электрических счетчиков? (ПТЭЭП 2.11)

113. Что может использоваться в качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1000 В? (ПУЭ 1.7)

114. Какая периодичность осмотра состояния средств защиты, используемых в электроустановках? (ИП и ИСЗ)

115. В течении какого времени должен обеспечиваться непосредственный контакт указателя напряжения с контролируемыми токоведущими частями при проверке отсутствия напряжения в электроустановках напряжением до 1000 В? (ИП и ИСЗ)

116. Какая ответственность предусмотрена за нарушение правил и норм при эксплуатации электроустановок? (ПТЭЭП 1. 2)

117. Как классифицируются электроинструмент и ручные электрические машины по способу защиты от поражения электрическим током? (МПОТ 10)

118. Какую группа по электробезопасности должен быть у председателя комиссии по проверке знаний персонала организации с электроустановками до 1000 В? (ПТЭЭП 1.4)

119. Какие работы по распоряжению в электроустановках напряжением выше 1000 В может проводить один работник, имеющий третью группу по электробезопасности? (МПОТ 2)

120. Какая охранная зона установлена для подземных кабельных линий электропередачи напряжением до 1000 В в городах под тротуарами? (МПОТ опред.)

121. Каким мегаомметром производится измерение сопротивления изоляции при испытании цепей напряжением до 500 В? (ПУЭ 1. 5)

122. Каким образом проводится проверка цепи фаза – нуль в электроустановках до 1 кВ с системой TN? (ПУЭ 1.5)

123. Что понимается под напряжением прикосновения? (ПУЭ 1.7)

124. В каких электроустановках при пользовании указателем напряжения необходимо надевать диэлектрические перчатки? (МПОТ 3)

125. Как обозначаются нулевые рабочие (нейтральные) проводники? (ПУЭ 1.1)

126. Какое буквенное и цветовое обозначение должны иметь проводники защитного заземления в электроустановках? (ПУЭ 1.1)

127. Какой инструктаж должен пройти электротехнический персонал перед началом работ по наряду? (МПОТ 2)

128. Кто должен периодически проводить выборочный осмотр кабельных линий? (ПТЭЭП 2. 4)

129. Какие запрещающие плакаты вывешиваются на приводах коммутационных аппаратов во избежание подачи напряжения на рабочее место при проведении ремонта или планового осмотра оборудования? (МПОТ 3)

130. Каким образом производится присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям? (ПУЭ 1.7)

131. К какому виду плакатов безопасности относится плакат с надписью “Осторожно! Электрическое напряжение”? (ИП и ИСЗ)

132. Какая электроустановка считается действующей? (ПУЭ 1.1)

133. На кого распространяется действие Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей? (ПТЭЭП 1.1)

134. Какой инструктаж должен пройти командированный персонал по прибытии на место своей командировки? (МПОТ 12)

135. Какие работы относятся к работам со снятием напряжения? (МПОТ опред.)

136. Сколько работников и с какой группой по электробезопасности должны выполнять проверку отсутствия напряжения на ВЛ напряжением выше 1000 В? (МПОТ 4.15)

137. Какие защитные меры применяются для защиты людей от поражения электрическим током при косвенном прикосновении в случае повреждения изоляции? (ПУЭ 1.7)

138. Какая система заземления из перечисленных относится к системе TN-С? (ПУЭ 1.7)

139. Какие средства защиты относятся к индивидуальным? (ИП и ИСЗ)

140. За что несут персональную ответственность руководитель и специалисты энергетической службы? (ПТЭЭП 1.4)

141. Что должен сделать работник, заметивший неисправности электроустановки или средств защиты? (ПТЭЭП 1. 2)

142. Какая группа электробезопасности должна быть у ответственного за электрохозяйство в электроустановках напряжением выше 1000 В? (ПТЭЭП 1.2)

143. Какой инструктаж должен пройти электротехнический персонал перед началом работ по распоряжению? (МПОТ 2)

144. В каких электроустановках могут выполняться работы в порядке текущей эксплуатации? (МПОТ 2)

145. Как часто должна проводиться проверка электрических схем электроустановок на соответствие фактическим эксплуатационным? (ПТЭЭП 1.8)

146. Что понимается под напряжением шага? (ПУЭ 1.7)

147. В каких электроустановках диэлектрические перчатки применяются в качестве дополнительного изолирующего электрозащитного средства? (ИП и ИСЗ)

148. Как делятся электроустановки по условиям электробезопасности? (ПУЭ 1.7)

149. Какие буквенные и цветовые обозначения должны иметь шины при переменном трехфазном токе? (ПУЭ 1.1)

150. Кто имеет право проводить проверку знаний неэлектротехнического персонала с присвоением I группы допуска? (ПТЭЭП 1.4)

151. Кто имеет право обслуживать электроустановки напряжением до 1000 В? (МПОТ 1.3)

152. Какую группу по электробезопасности должен иметь допускающий к работе в электроустановках? (МПОТ 2)

153. Какая система заземления из перечисленных относится к системе TN-С-S? (ПУЭ 1.7)

154. От каких источников должно осуществляться питание передвижных электроустановок? (ПУЭ 1. 7)

155. Какие плакаты из перечисленных относятся к запрещающим? (ИП и ИСЗ)

156. Как классифицируются помещения в отношении опасности поражения людей электрическим током? (ПУЭ 1.1)

157. Кто относится к оперативному персоналу? (МПОТ опред.)

158. Где проводится проверка знаний у ответственных за электрохозяйство и их заместителей? (ПТЭЭП 1.4)

159. На какой срок может быть продлен наряд на производство работ в электроустановках? (МПОТ 2)

160. Сколько человек должно быть в составе бригады, выполняющих работы по перетяжке и замене проводов на воздушных линиях электропередач напряжением до 1000 В? (МПОТ 4.15)

161. Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей? (ПУЭ 1. 7)

162. Для чего предназначены электроизмерительные клещи? (ИП и ИСЗ)

163. Какие меры принимаются к работнику, который в период дублирования был признан профнепригодным к данному виду деятельности? (ПТЭЭП 1.4)

164. Какое совмещение обязанностей допускается для производителя работ из числа оперативно-ремонтного персонала? (МПОТ 2)

165. Какой документ должен быть на руках у электротехнического персонала для проведения измерений мегаомметром в электроустановках напряжением до 1000 В? (МПОТ 5)

166. Для чего предназначены защитные каски? (ИП и ИСЗ)

167. Какие существуют возрастные ограничения для присвоения III группы по электробезопасности? (ПТЭЭП 1.4)

168. Какой минимальный стаж работы должен быть у человека с высшим электротехническим образованием для перехода с третьей группы электробезопасности на четвертую? (МПОТ прил. )

169. Какие средства защиты относятся к основным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением выше 1000 В? (ИП и ИСЗ)

170. Кто относится к электротехнологическому персоналу? (МПОТ опред.)

171. Какие требования предъявляются к командированному персоналу? (МПОТ 12)

172. Какое напряжение должно применяться для питания переносных (ручных) светильников, применяемых в помещениях с повышенной опасностью? (МПОТ 10)

173. Какие средства индивидуальной защиты должны применяться от шагового напряжения в электроустановках выше 1000 В? (ИП и ИСЗ)

174. Сколько человек должно быть в комиссии по проверке знаний электротехнического персонала? (ПТЭЭП 1.4)

175. В каких электроустановках диэлектрические перчатки применяются в качестве основного изолирующего электрозащитного средства? (ИП и ИСЗ)

176. С какой нейтралью должны работать электрические сети напряжением 10 кВ? (ПУЭ 1.7)

177. Какие обязанности возложены на административно-технический персонал? (МПОТ опред.)

178. Когда следует выполнять защиту при косвенном прикосновении? (ПУЭ 1.7)

179. В каких электроустановках применяют диэлектрические боты? (ИП и ИСЗ)

180. В каком случае удостоверение о проверке знаний норм и правил работы в электроустановках подлежит замене? (МПОТ прил1.)

181. Какие средства защиты относятся к дополнительным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением выше 1000 В? (ИП и ИСЗ)

182. Каким образом оформляются результаты проверки знаний персонала по электробезопасности? (ПТЭЭП 1.4)

183. В течение какого срока со дня последней проверки знаний работники, получившие неудовлетворительную оценку, могут пройти повторную проверку знаний? (ПТЭЭП 1.4)

184. В течении какого срока должна проводиться стажировка электротехнического персонала на рабочем месте до назначения на самостоятельную работу? (ПТЭЭП 1.4)

185. Какую периодичность повышения квалификации должен обеспечивать работодатель для персонала? (ПТЭЭП 1.2)

186. Какой допустимый класс точности должен быть у расчетных счетчиков активной электроэнергии для непромышленных объектов? (ПУЭ 1.5)

187. Как часто проводится проверка знаний по электробезопасности для электротехнического персонала? (ПТЭЭП 1. 4)

188. Какая периодичность проверки знаний по электробезопасности установлена для персонала, обслуживающего электроустановки? (ПТЭЭП 1.4)

189. Какие обязанности возложены на ремонтный персонал? (МПОТ опред.)

Измерение тока, напряжения, сопротивления

Измерение тока
Для измерения тока в цепи служат амперметры, включаемые последовательно в цепь, где производится определение величины тока. Чтобы ток в цепи при включении амперметра не изменился, необходимо сопротивление его обмотки делать очень малым. Для этого обмотку амперметра делают из небольшого числа витков толстой проволоки. Чтобы расширить пределы измерения амперметра, применяют шунты. Шунты представляют собой манганиновые пластины или стержни, впаянные в медные или латунные наконечники. Шунт включается в цепь последовательно. Параллельно ему включается амперметр. Ток I в цепи А разветвляется обратно пропорционально сопротивлениям обмотки амперметра r_a и шунта r_ш:
I_a/I_ш= r_ш/r_a, причем I_ш=I- I_a,
откуда сопротивление шунта будет
r_ш=(I_ar_a)/(I- I_a).

Обозначим отношение тока I к току I_a через n (число n иногда называют коэффициентом шунтирования). Тогда выражение для r_ш можно записать так:
r_ш=r_а/(n-1).
На токи до 100 А шунты помещают внутри прибора (внутренние шунты). На большие токи шунты делаются наружными и присоединяются к амперметрам при помощи проводов, сопротивление которых точно выверено, так как иначе распределение токов будет другим и измерение неправильным. Встречаются универсальные шунты на несколько пределов измерений. Приборы, которые постоянно работают со своим индивидуальным шунтом, градуируются с учетом шунта, о чем делается надпись на шкале прибора. Часто применяются также калиброванные шунты. Такой шунт можно включать с любым прибором, рассчитанным на ту же величину падения напряжения, что и данный шунт. Обычно шунты ставятся только к приборам магнитоэлектрической системы для измерений в цепях постоянного тока.
Для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока применяются трансформаторы тока.

Измерение напряжения
Для измерения напряжения употребляются вольтметры. Вольтметры включаются параллельно тому участку цепи, где необходимо измерить напряжение. Чтобы прибор не потреблял большой ток и не влиял на величину напряжения цепи, обмотка его должна иметь большое сопротивление. Чем больше внутреннее сопротивление вольтметра, тем точнее он будет измерять величину напряжения. Для этого обмотка вольтметра изготовляется из большого числа витков тонкой проволоки.
Для расширения пределов измерения вольтметров употребляются добавочные сопротивления, включаемые последовательно с вольтметрами. В этом случае напряжение сети распределяется между вольтметром и добавочным сопротивлением. Величину добавочного сопротивления необходимо подбирать с таким расчетом, чтобы в цепи с повышенным напряжением по обмотке вольтметра проходил тот же ток, что и при номинальном напряжении. Ток, на который рассчитана обмотка прибора,
I_в=U/r_в.
В цепи с напряжением в n раз большим ток вольтметра с добавочным сопротивлением r должен остаться прежним:
I_в=nU/(r_в+ r) или U/r_в=nU/(r_в+ r),
отсюда величина добавочного сопротивление равна
r= r_в(n-1).
Добавочные сопротивления изготовляют из манганиновой проволоки, намотанной на гетинаксовый или фарфоровый каркас, и помещают внутри прибора или отдельно от него. Для измерения высоких напряжений переменного тока употребляются измерительные трансформаторы напряжения.

Измерение коэффициента мощности
Значение коэффициента мощности в сетях однофазного переменного тока можно определить по показаниям вольтметра, амперметра и ваттметра согласно формуле
cos φ=P/UI.
Теми же приборами коэффициент мощности в сетях трехфазного тока с равномерной нагрузкой можно определить по формуле
cos φ=P/UI√3,
где U и I – линейные напряжение и ток, а φ – угол сдвига между фазными напряжением и током.
Среднее значение коэффициента мощности cos φ_ср за определенный промежуток времени можно определить по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии за то же время согласно формуле
cos φ_ср=А_а/√(А_а²+ А_p²),
где А_а – активная энергия;
А_p – реактивная энергия.
Мгновенное значение коэффициента мощности на практике определяют при помощи специальных приборов – фазометров.

Измерение сопротивления мегомметром
Мегомметры служат для измерения сопротивления отдельных частей электротехнических установок по отношению к «земле» и друг относительно друга.
Согласно правилам сопротивление изоляции проводов должно быть не менее чем 1000 Ом на каждый вольт рабочего напряжения. Так, например, для сети с рабочим напряжением 220 В сопротивление изоляции должно быть не менее 220 000 Ом, или 0,22 МОм.
Измерение сопротивления изоляции должно производиться напряжением, по возможности равным рабочему, и во всяком случае напряжением, не меньшим 100 В.
Мегомметры, показания которых зависят от напряжения, состоят из источника напряжения и измерителя. Если последовательно в цепь включить регулируемое сопротивление r, то показания измерителя (вольтметра) будут зависеть от величины этого сопротивления (при постоянном напряжении цепи). При r=0 показание вольтметра будет небольшим, при r=∞ вольтметр покажет нуль. Включая различные сопротивления, можно отградуировать шкалу измерителя непосредственно в омах (килоомах, мегаомах). В дальнейшем таким прибором можно воспользоваться для измерения сопротивлений, если применить источник энергии с напряжением, равным напряжению при градуировке.

Инструменты и основные схемы – Измерение Рика для мехатроники Примечания

Мы будем использовать закон Ома, чтобы понять некоторые очень простые резистивные схемы при проведении измерений. Нашими основными инструментами при сборке и тестировании этих схем будут мультиметр для установившегося режима и осциллограф для определения переходных процессов. Мы будем полагаться на небольшое знание переходных процессов в RC-цепи и знакомство с напряжением (В), током (I), сопротивлением (R) и их взаимосвязью по закону Ома:

(1)

Для скрепления наших цепей и электрических соединений мы будем использовать макетные платы без пайки. Это видео (5:32) от Adafruit показывает, как они работают, и немного о переходе к более надежным паяным схемам.

Мультиметр – это самый важный диагностический инструмент, и каждый инженер должен владеть им. Дешевый, но полезный счетчик можно найти на eBay менее чем за 10 канадских долларов!

Вы увидите множество разных мультиметров с разными функциями и точностью, но все они имеют сходство. Мы сконцентрируемся на трех функциях: напряжение постоянного тока, сопротивление и непрерывность.Для получения наиболее точных результатов используйте лучший доступный измеритель и всегда используйте самую низкую шкалу, которая все равно будет давать вам показания. (видео 4:38) 4-1 / 2-разрядные мультиметры с желтым или зеленым корпусом – это самые точные измерители, которые есть в лабораториях MECH 217, и их можно рассматривать как эталонные инструменты для вашей работы.

Вставьте черный провод в общую клемму , обычно обозначенную COM. Вставьте красный провод в клемму для типа измерения , которое вы хотите выполнить.Обычно шкалы сопротивления, напряжения и целостности цепи используют одно и то же соединение. Несмотря на то, что между двумя проводниками нет электрической разницы, для этих цветов существует строгое соглашение, и вы можете запутать нас, если не будете следовать ему.

Измерения сопротивления

Для измерения сопротивления выберите наименьший диапазон Ом, который все еще позволяет проводить измерения. Символ Омега обычно используется для обозначения измерений сопротивления, и на этой фотографии показан выбор диапазона 2 кОм или 2000 Ом.Мы использовали бы этот диапазон для измерения сопротивлений от 200 до 2000 Ом.

Коснитесь выводами противоположных сторон сопротивления, которое вы хотите измерить. Чтобы измерить отдельные компоненты, такие как резисторы, они должны быть отключены от остальной цепи. В противном случае измеритель будет измерять суммарное сопротивление всех подключенных компонентов.

Измерения постоянного напряжения

Для измерения напряжения постоянного тока выберите наименьший диапазон напряжения постоянного тока, который все равно позволит вам измерить.Буква V с линией и пунктирной линией обычно используется для обозначения постоянного напряжения (для переменного тока используется небольшая синусоида). На этой фотографии показан выбранный диапазон 20 В постоянного тока. Мы будем использовать этот диапазон для измерения постоянного напряжения от 2 до 20 вольт, включая напряжения в рабочем диапазоне цепей от 0 до 5 вольт с Arduino UNO.

Прикоснитесь проводами к двум отдельным точкам в цепи, чтобы измерить разницу напряжений между ними. Красный цвет является положительным, и если вы поменяете местами провода, вы увидите на дисплее знак «минус».Часто бывает полезно подключить черный провод к земле (нулевое напряжение) и просто переместить красный провод. Исключение составляют случаи, когда вы действительно хотите измерить различия, например, на входе усилителя.

Проверка целостности

Для проверки целостности мы выбираем диапазон непрерывности, обычно отмеченный символом диода (стрелка с полосой в точке) или музыкальной нотой, чтобы указать, что он издает тон. Когда сопротивление между выводами очень мало, измеритель издаст звуковой сигнал и отобразит на экране низкое значение сопротивления.Эта функция наиболее полезна для тестирования, когда две точки в цепи фактически соединены вместе, чтобы создать электрическое соединение. Это может помочь вам определить внутренние соединения в переключателях, таких как кнопки, и обнаружить плохие или отсутствующие соединения в ваших цепях.

Прикоснитесь проводами к двум точкам, как при измерении сопротивления, и помните, что измеритель покажет целостность, если между двумя точками будет какое-либо соединение с низким сопротивлением.

Практические примеры, с которыми вы можете столкнуться

А.W. Sperry DM-8700 Мультиметр, обеспечивающий эталонное качество измерений постоянного напряжения. Обязательно используйте наименьшую возможную шкалу, чтобы получить максимальную точность в процентах от показаний полной шкалы. Для считывания напряжений обязательно подключите черный провод к COM, а красный – к V, как показано ниже.

GW Instek GDM-356 Мультиметр, обеспечивающий довольно хорошую точность измерения постоянного напряжения и имеющий вход термопары для измерения температуры.

Multimeters 101 – еще одно издание eCampus Ontario Pressbook, в котором более подробно рассказывается о том, как использовать мультиметр.

С помощью осциллографа вы можете видеть графики временных рядов сигналов на экране в реальном времени. Это действительно хорошо для того, чтобы посмотреть, как все меняется, для диагностики проблем или увидеть шум в том, что, по вашему мнению, было сигналом постоянного тока. (видео 7:41)

Мы используем осциллографы всякий раз, когда хотим увидеть изменения, которые слишком быстры, чтобы их можно было проследить на мультиметре, включая сигналы ШИМ, возникающие в результате функции analogWrite () Arduino, и быстро меняющиеся электрические помехи в наших источниках питания и аналоговом датчике. выходы.Обычно мы хотим выполнить следующие шаги:

Используйте меню канала для настройки связи по переменному току, чтобы вы могли видеть только изменяющуюся во времени часть сигнала.
Установите переключатель датчика в положение x1 на конце кабеля и установите в меню использование датчика на x1.
Используйте кнопку измерения для выбора среднего, среднеквадратичного значения и отображения на экране от пика до пика.
Подключите зажим «крокодил» к земле, а наконечник щупа – к измеряемому сигналу.
Отрегулируйте напряжение по оси Y с помощью ручки вертикальной шкалы для канала и ручки положения.
Отрегулируйте время по оси X с помощью ручки горизонтальной шкалы.
Отрегулируйте триггер, если необходимо изолировать интересующие элементы. Убедитесь, что кнопка Run / Stop зеленого цвета.

Другие осциллографы могут иметь другие элементы управления, но все они имеют аналогичные функции, смоделированные по образцу интерфейса традиционных аналоговых осциллографов.

Светодиодные индикаторы

Светоизлучающие диоды (LEDS)

могут использоваться последовательно с токоограничивающим резистором для обеспечения цифровой индикации напряжения.В цепях с напряжением 5 В резистор 1 кОм ограничивает ток до значения не более 5 мВ, что обычно предотвращает повреждение светодиода. Выбирайте более внимательно, если вы хотите получить как можно больше света от вашего светодиода, не перегревая его. (видео 3:53)

Кнопки с подтягивающим или подтягивающим резисторами

Использование подтягивающего резистора гарантирует, что на контакте 7 будет 5 вольт, если только кнопка не будет нажата, что снизит напряжение до земли. Вы также можете сделать то же самое в обратном порядке, поменяв местами кнопку и резистор, чтобы опустить контакт 7 на землю.На некоторых микроконтроллерах вы можете использовать их внутренние подтягивающие резисторы и упростить схему. Чем выше подтягивающее сопротивление, тем меньше будет протекать ток, поэтому резистор 10 кОм приведет к протеканию тока в полмиллиампера в этом примере. (видео 4:58)

Многие датчики реагируют изменением сопротивления в ответ на изменение измеряемой величины. Терморезисторы и термисторы изменяют сопротивление в зависимости от температуры, а тензодатчики изменяют сопротивление при деформации.

Делители напряжения

Два последовательно подключенных сопротивления разделяются или делят напряжение питания между ними пропорционально величине сопротивления. Закон Ома упрощает вычисление промежуточного напряжения. Эти схемы позволяют нам измерять изменения сопротивления с помощью микроконтроллерных аналого-цифровых преобразователей (АЦП), чувствительных к аналоговому напряжению. (видео 5:59)

Делители напряжения

позволяют генерировать сигнал напряжения в диапазоне от 0 В до напряжения питания, позволяя току течь через резисторы последовательно.Напряжение можно разделить на 2 постоянных резистора (видео 3:41)

Регулируемый сигнал напряжения может быть создан с помощью потенциометра, обеспечивающего делитель напряжения с двумя бесступенчатыми резисторами. (видео 3:43)

Что измеряют напряжения? | IOPSpark

Напряжение / разность потенциалов

Электричество и магнетизм

Что измеряют напряжения?

Учебное пособие для 11–14

Загадочное количество

Думая об обучении

Размышление о напряжении либо с точки зрения размера толчка, либо с точки зрения второго фактора (а также тока), который устанавливает мощность, коммутируемую элементом в цепи (см. Повествование по физике), вероятно, будет интуитивно понятным для учеников. на этом этапе обучения.Батареи с более высоким напряжением обеспечивают больший толчок, что приводит к увеличению мощности, рассеиваемой в цепях, частью которых они являются.

Размышляя об учении

Почему важны измерения напряжения? Какого рода информацию они предоставляют? Что, по словам измерения напряжения, отличается от измерения тока?

Это важные вопросы, на которые следует обратить внимание при обучении. Краткий ответ на все из них заключается в том, что измерения напряжения дают энергетическую картину электрической цепи.В то время как измерения тока говорят нам о потоке заряда (кулон в секунду), измерения напряжения предоставляют информацию о мощности, рассеиваемой этим зарядом (ватт на ампер) в различных частях цепи.

Мы действительно считаем важным не переборщить с детьми младшего возраста. Напряжение – сложная идея.

Мы действительно думаем, что использование веревочной петли может здесь помочь. Это потому, что ученики могут разыграть то, что происходит в контуре со скакалкой. По мере того, как веревка проходит через их руки, их руки нагреваются, и это аккуратно моделирует передачу энергии в тепловой накопитель за счет работы электричества.Рассеиваемая мощность зависит от двух факторов: протекания веревки (тока) и того, насколько сильно вы держите веревку (напряжение).

Чем крепче ученики берут веревку, тем теплее становятся их руки на каждый метр веревки, проходящей через их руки. Напряжение – аналогичный сигнал, хотя и электрический. Он действует аналогично тому, как ученики держат в руках: чем больше напряжение, тем больше мощность на каждый ампер. (Точнее, сила трения, препятствующая течению веревки, является точным аналогом напряжения.)

Поскольку то, что ученики делают руками, позволяет им предсказать, где в конечном итоге энергия переместится в веревочной петле, мы называем это обучающей моделью. Это модель, потому что она обладает предсказательной силой. Структура этой модели такая же, как и у модели электрической схемы, поэтому она является таким мощным эвристическим инструментом.

Различные трактовки параметров напряжения / тока и энергии / мощности

Можно познакомить с понятием напряжения на разных уровнях сложности, что можно использовать с учениками разного возраста и способностей.Вникать в идею во всех деталях, вероятно, лучше всего, думая о силе. Это подход, использованный в теме SPT: Electricity and Energy.

На феноменологическом уровне напряжение батареи устанавливает мощность для каждого ампера. Чем больше батарея, тем ярче лампы, потому что:

В каждой лампочке больше тока.
На каждой лампочке больше напряжения.

Накопление всей этой электрической работы заключается в том, что энергия передается в накопители и из них.

Напряжение сравнивает изменение энергии в разных хранилищах, прогнозируя или измеряя сравнительные количества энергии, сдвинутые разными частями цепи. Но, конечно, эти изменения накапливаются со временем – чем дольше работает цепь, тем больше изменение энергии. Мощность остается постоянной, пока работает цепь.

На более продвинутом уровне напряжение батареи принимается как мера количества джоулей энергии, смещенной за каждый проходящий кулон заряда.Напряжение на лампочке или сопротивление какой-либо другой цепи принимается как мера количества джоулей энергии, смещаемых каждым кулоном заряда, когда это количество заряда проходит через этот компонент.

Принципиальная схема для измерения напряжения

Контекст 1

… ценообразование на электроэнергию, точное определение характеристик нагрузки и обнаружение или восстановление отключений [2].II. РАБОТЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЯМ СЕРТИФИКАЦИИ Такие проекты, как интеллектуальные сети, использующие технологии беспроводных сенсорных сетей, продвигаются правительством США как способ решения проблем энергетической независимости, глобального потепления и устойчивости к чрезвычайным ситуациям. Отчет о выручке Smart Grid от продаж интеллектуальных сетей для измерения, мониторинга, управления и связанного программного обеспечения, проданных мировому сектору умных сетей, составит 6,3 миллиарда долларов к 2014 году и удвоится до 13 миллиардов долларов к 2018 году. Программное обеспечение для приложений домашних сетей будет приносить доход в пять раз больше, чем 1 доллар.1 миллиард к 2014 году. В то время как мониторинг домашнего энергопотребления был популярен в прошлом, субсидируемое развертывание интеллектуальных счетчиков сделает его рентабельным [3]. Проводные сенсорные сети уже реализованы и развернуты во многих приложениях за десять лет; из-за расширения беспроводной связи интеллектуальные сети стали свидетелями огромного всплеска интереса и активности в последние годы. Новые технологии включают новейшие достижения в области информационных технологий, датчиков, измерения, передачи, распределения и хранения электроэнергии, а также предоставляют новую информацию и гибкость как для потребителей, так и для поставщиков электроэнергии. ZigBee Alliance, платформа беспроводной связи, в настоящее время изучает значение новой беспроводной системы для умного дома в Японии, представив новую инициативу с правительством Японии, которая оценит использование предстоящей спецификации Интернет-протокола ZigBee (IP) и стандарта IEEE 802.15.4g, чтобы помочь Японии. создавать умные дома, улучшающие энергоменеджмент и эффективность [4]. Ожидается, что к 2015 году 65 миллионов домашних хозяйств будут оснащены интеллектуальными счетчиками, и это реалистичная оценка размера домашнего рынка энергоменеджмента [5].Интеллектуальные сети и беспроводные сенсорные сети обеспечивают интеллектуальные функции, которые улучшают взаимодействие агентов, таких как телекоммуникации, управление и оптимизация, для достижения адаптируемости, самовосстановления, эффективности, кибербезопасности и надежности энергосистем при одновременном снижении затрат и обеспечении эффективного управления ресурсами и их использования. . В последнее десятилетие проводится широкий спектр исследований по интеллектуальным счетчикам. Были представлены различные архитектурные решения и методы разработки интеллектуальных сетевых инженерных систем для эффективного управления бытовой техникой и управления ими для оптимального сбора энергии [6-7].Для подключения различных бытовых приборов и наличия беспроводных сетей для мониторинга и управления на основе действующих тарифов на электроэнергию были предложены [7-8], но прототипы проверены с использованием сценариев испытательного стенда. Кроме того, системы интеллектуальных счетчиков, подобные [9], были разработаны для конкретных видов использования, особенно связанных с географическим использованием, и ограничены определенными местами. Различные информационные и коммуникационные технологии, интегрируемые с интеллектуальными счетчиками, были предложены и протестированы в разных квартирах в жилом районе для оптимального использования энергии [10-11], но индивидуальное управление устройствами ограничено конкретными домами.Были продемонстрированы факторы производительности и стоимости, связанные с проектированием и разработкой интеллектуальных счетчиков, а также прогнозирование использования потребляемой мощности [12-14]. Однако недорогие, гибкие и надежные системы для непрерывного мониторинга и управления в соответствии с требованиями потребителей находятся на ранних стадиях разработки. В этой статье представлена недорогая, гибкая интеллектуальная система управления питанием в реальном времени, которая может легко интегрироваться с домашними системами мониторинга, такими как [15]. III. ОБЗОР СИСТЕМЫ Система предназначена для измерения значений напряжения и тока бытовых электроприборов.Основой системы является простота моделирования, настройки и использования. С точки зрения потребителя; потребляемый электрический ток и напряжение являются ключевыми элементами для измерения энергопотребления различных приборов в доме. На рис.1 представлено функциональное описание разработанной системы контроля электрических параметров и управления приборами с учетом требований потребителей. Входной сигнал от датчиков интегрирован и подключен к модулю XBee (оконечному устройству). Измеряемые величины передаются по беспроводной сети в модуль XBee (координатор), который подключен через USB-кабель к главному компьютеру, который сохраняет данные в базе данных Access компьютерной системы. Анализируя мощность системы, можно контролировать потребление энергии. Тарифный план может быть установлен для работы различных устройств в пиковые и внепиковые тарифы. Управлять им можно как вручную, так и автоматически. Схема интеллектуального измерения мощности подключена к сети 240 В / 50 Гц. На рис. 2 показана принципиальная электрическая схема интеллектуальной цепи измерения напряжения и тока. В качестве трансформатора напряжения, используемого в нашей работе, используется понижающий трансформатор напряжения 44127 производства MYRRA [16]. Яркими особенностями являются два отделения для бобин из самозатухающего пластика и очень легкий вес (100 г).На рис. 3 показана принципиальная схема для измерения напряжения. Понижающий трансформатор напряжения используется для преобразования входного напряжения 230–240 В в сигнал переменного тока 10 В (среднеквадратичное значение), который выпрямляется и проходит через конденсатор фильтра для получения постоянного напряжения. Этот выходной сигнал затем подается на аналоговый входной канал оконечного устройства ZigBee. Полученный сигнал напряжения прямо пропорционален входному напряжению питания. Стабилизатор напряжения подключен к выпрямленному выходу трансформатора напряжения, чтобы обеспечить точное выходное напряжение для работы ZigBee и операционного усилителя.Масштаб сигнала получается из графика зависимости входного напряжения от выходного. Для измерения тока использовался трансформатор тока ASM010 производства Talema [17]. Основными особенностями этого датчика являются полностью закрытый корпус для монтажа на печатной плате и компактный размер. Номинальный ток первичной обмотки составляет от 1 до 100 А, а диапазон рабочих температур – от -40 ° C до + 120 ° C. Принципиальная схема для измерения тока показана на рис. 4. В этом датчике тока напряжение измеряется на нагрузочном резисторе 50 Ом.Линейный провод подключается к нагрузке, проходящей через трансформатор тока. Когда сеть включена, датчик тока производит изоляцию в трансформаторе тока. Затем усиленный сигнал поступает на аналоговый входной канал модуля ZigBee. Требуемая установка напряжения достигается за счет использования нагрузочного резистора на вторичной обмотке. Сигнал на выходе прямо пропорционален входному току. Масштабирование требуется для получения правильного входного тока устройства. Разрешение измеряемого сигнала можно улучшить, увеличив количество витков первичной обмотки.Чтобы рассчитать мощность однофазной цепи переменного тока, произведение вольт и ампер необходимо умножить на коэффициент мощности. Коэффициент мощности – это косинус фазового угла осциллограмм напряжения и тока, как показано на рис. 5. Коэффициент мощности равен единице, если напряжение и ток синфазны. Выходной сигнал трансформатора тока полностью зависит от типа подключенного устройства, является ли подключенная нагрузка чисто резистивной, емкостной или индуктивной. В большинстве случаев формы выходных сигналов не являются синусоидальными, как показано на следующих графиках Рис.6 (а, б, в, г). Из графиков следует, что определение перехода через нуль трудно измерить для некоторых приборов, а устранение шума – нетривиальная задача. Следовательно, в нашей работе вместо измерения коэффициента мощности мы ввели поправочный коэффициент для нормализации принимаемой мощности по отношению к фактической мощности на основе масштабных коэффициентов измеренных напряжения и тока. Мощность рассчитывается в компьютерной системе после получения выходных напряжений от соответствующих датчиков тока и напряжения по следующей формуле.(1) (1) Где P = расчетная мощность m 1 = масштабирование сигнала от трансформатора напряжения для получения входного напряжения m 2 = масштабирование сигнала от трансформатора тока для получения входного тока v 1 = выходное напряжение из цепи напряжения v 2 = выходное напряжение из токовой цепи C f = поправочный коэффициент Коэффициенты масштабирования (m 1 и m 2) с обоих выходов умножаются на соответствующие выходные сигналы для расчета мощности. Поправочный коэффициент вводится для точного расчета мощности системой.Поправочный коэффициент – это отношение опорной мощности к измеренной мощности. Мощность рассчитывается с помощью программирования CSharp после получения выходных напряжений от соответствующих датчиков тока и напряжения. Коэффициенты масштабирования с обоих выходов умножаются на соответствующие выходные сигналы для вычисления мощности. На рис. 7 показана схема прототипа, а на рис. 8 – изготовленная система с интегрированной чувствительной схемой и модулем ZigBee. Разработанная система включает в себя два трансформатора тока; один используется для измерения нагрузок до 100 Вт, а другой трансформатор тока используется для измерений нагрузок от 100 до 2000 Вт.Количество витков увеличено до пяти, чтобы улучшить разрешение слаботочного сигнала. Оба выхода трансформаторов тока подаются на аналоговые входные каналы ZigBee. IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ При мониторинге потребления энергии устройствами данные собираются интеллектуальным координатором, который сохраняет все данные в системе для обработки, а также для будущего использования в программном обеспечении. Параметры, которые будут вводиться в координатор данных в программном обеспечении от приборов, включают напряжение, ток и мощность.Эти параметры будут сохранены в базе данных и проанализированы. Эти данные параметров будут отображаться в окне с графическим интерфейсом пользователя (GUI), чтобы можно было выполнить соответствующие действия из графического интерфейса. Обработанные значения напряжения, тока и мощности отображаются в графическом интерфейсе пользователя на компьютере. Обработка показаний напряжения осуществляется с помощью программирования C-Sharp. На рис. 10 (a, b) показан масштабный коэффициент для сигналов напряжения и тока. Поправочный коэффициент необходим для измерения мощности…

Измерения тока и напряжения в эталонной ячейке Gaseous Electronics Conference

2.1 Точность датчика

Вольт-амперные характеристики разрядов в ячейке GEC были измерены с помощью цифровых осциллографов, оснащенных различными датчиками, в том числе самодельными. емкостные пробники напряжения и индуктивные датчики тока d I / d t [1,3], а также имеющиеся в продаже трансформаторы тока и ослабляющие пробники напряжения [1]. Любой из этих пробников или сам осциллограф может быть важным источником систематических ошибок. Таким образом, необходимо детальное рассмотрение этих ошибок и тщательное выполнение процедур калибровки. Ошибки как по величине, так и по фазе могут быть значительными. Фазовые ошибки возникают в основном из-за задержек распространения в пробниках и в кабелях, соединяющих их с осциллографом. Фазовую ошибку пробника напряжения можно определить путем прямого измерения его задержки с использованием двух каналов осциллографа. Относительная задержка между датчиками тока и напряжения и результирующая ошибка фазы импеданса может быть определена путем присоединения датчиков к нагрузкам с известной фазой полного сопротивления.Это может быть достигнуто особенно удобно, используя паразитный импеданс самой ячейки в качестве нагрузки [1–3]. Если используются как индуктивные, так и емкостные нагрузки, можно отличить истинные задержки распространения от небольших погрешностей по фазе, которые возникают, если какая-либо нагрузка содержит неизвестное сопротивление [4].

Другой возможный источник фазовых ошибок – это перекрестные помехи между сигналами тока и напряжения. Перекрестные помехи могут возникать внутри осциллографа или в промышленных пробниках тока, которые неправильно заземлены [4].Из-за емкостной связи между выводом питания и корпусом токового пробника паразитный сигнал, совпадающий по фазе с напряжением, может добавляться к токовому сигналу, сдвигая его фазу. Обнаружены фазовые ошибки такого рода величиной до 10 °. Ошибка сводится к минимуму за счет использования токовых пробников с более высоким коэффициентом усиления (больше вольт на ампер) и обеспечения хорошего соединения между корпусом токового пробника и землей осциллографа. Разумеется, большие ошибки также будут возникать, если токовый пробник установлен с неправильной полярностью или если его выход неправильно подключен.

Систематические ошибки при измерениях амплитуды также могут быть большими, особенно на высоких частотах, близких к границам полосы пропускания пробников или осциллографа. Полоса пропускания обычно определяется частотой 3 дБ. На этой частоте амплитуды ошибочны в несколько раз. √2¯. Даже на частотах, намного меньших этой, ограничения полосы пропускания ухудшают точность измерения; часто эффектами ограниченной ширины полосы можно пренебречь только на частоте на одну десятую ниже частоты 3 дБ. Многие пробники и осциллографы с полосой пропускания, достаточной для обеспечения превосходной точности при 13.56 МГц доступны и относительно недороги. К сожалению, получить точные измерения высокочастотных гармонических сигналов, генерируемых плазмой, труднее. Также, похоже, существует компромисс между полосой пропускания пробников и максимальным током или напряжением, которые они могут выдерживать. Эти проблемы могут быть решены путем калибровки амплитуд пробников по приборам с более широким диапазоном частот или путем создания емкостных пробников напряжения и индуктивных пробников тока d I / d t [1,3].Они имеют чрезвычайно широкую полосу пропускания и обладают дополнительным преимуществом в виде усиления слабых гармонических сигналов.

2.

2 Паразитные характеристики ячейки

На радиочастотах ячейка GEC содержит значительные паразитные импедансы, включая паразитную емкость, самоиндукцию и паразитное последовательное сопротивление. Измеренные формы сигналов тока и напряжения включают вклад паразитных элементов, а также плазмы. Кроме того, точное значение паразитных параметров может быть весьма чувствительным к незначительным изменениям в конструкции электродов и небольшим сдвигам в положениях датчиков.Если значения паразитных факторов меняются от ячейки к ячейке, измерения зонда будут отличаться, даже если условия плазмы идентичны. В этой ситуации требуются процедуры для преобразования форм сигналов тока и напряжения, измеренных датчиками, в формы сигналов, более характерные для самой плазмы: формы сигналов, представляющие ток и напряжение, присутствующие внутри ячейки, на поверхностях, контактирующих с плазмой. В этом разделе описываются процедуры, которые определяют характеристики паразитов и устраняют их. Следует отметить, что паразитные элементы также важны по другой причине: они вместе с остальной частью внешней схемы, питающей ячейку, устанавливают граничные условия для плазмы, и изменения этих граничных условий могут вызывать реальные изменения электрических характеристик плазмы. .Эта тема будет обсуждаться отдельно в следующем разделе.

Паразиты в ячейке GEC были охарактеризованы на частотах от 1 МГц до 100 МГц с использованием векторного измерителя импеданса [5] и в более узком частотном диапазоне с использованием датчиков тока и напряжения [4,6]. На основе этих исследований была получена модель эквивалентной схемы паразитных устройств, показанных на. Эта модель представляет ячейку в ее наиболее распространенном режиме работы: с одним электродом запитанным, а другой заземленным, и подключенной шунтирующей цепью [1,2,7].Клеммы в нижней части принципиальной схемы представляют собой точку на выводе электрода с питанием, в которой установлены датчики тока и напряжения. Ток и напряжение, измеряемые датчиками, I _m ( t ) и V _m ( t ), определены в, как и I _pe ( t ) и V _pe ( t ), ток и напряжение на поверхности электрода с питанием. Эквивалентная принципиальная схема показывает все паразиты ячейки, включая электроды с питанием и заземление.(Паразиты в электрической сети перед датчиками не показаны.) Паразитная емкость C _pe в значительной степени связана с тонкой втулкой изолятора между питаемым электродом и его заземляющим экраном. Длинный провод, который питает питаемый электрод и окружающий его изолятор и экран заземления, действует как линия передачи, которая вносит большую часть индуктивности L _pe и сопротивления R _pe и часть емкостей C _pe и C _м. C _m также включает паразитную емкость датчиков тока и напряжения и их опор. Точно так же паразиты L _ge, C _ge и R _ge связаны с верхним заземленным электродом. Для верхнего электрода не показана емкость, аналогичная C _м, поскольку заземление для этого электрода закорачивает любую такую емкость. L _w представляет собой самоиндукцию полости между стенкой камеры и внешней поверхностью заземляющих экранов. L _s, C _s и R _s представляют собой шунтирующую цепь [1,2,7], которая состоит из катушки и конденсатора переменной емкости, подключенного между выводом питания и камерой. заземление, сразу после датчика тока. Шунт спроектирован так, что на основной частоте 13,56 МГц он имеет индуктивный импеданс, который нейтрализует суммарное емкостное реактивное сопротивление остальной части ячейки, тем самым уменьшая общий ток, потребляемый ячейкой, улучшая точность измерений тока [ 4], а также устранение проблем, связанных с высокочастотными помехами, контурами заземления и перегрузкой токового пробника.

Схема эквивалентной ячейки GEC. Слева показана блок-схема ячейки, работающей с одним запитанным и заземленным электродом, с присоединенной шунтирующей цепью. Эквивалентная схема для этой конфигурации показана справа. Схема включает паразитные элементы в узле заземляющего электрода ( C _ge, L _ge, R _ge), в узле питаемого электрода ( C _pe, L _pe, R _pe, C _м), в стенках камеры ( L _w) и в шунтирующей цепи ( L _s, C _s, R _с).

Точные значения паразитных элементов, показанных в, варьируются от ячейки к ячейке. Значения емкости зависят от материала изолятора – оксида алюминия или тефлона ¹. Тефлоновые изоляторы имеют меньшую емкость из-за меньшей диэлектрической проницаемости [1]. Существуют две конструкции изоляторов из оксида алюминия: исходная конструкция с твердым сердечником и обновленная, более простая в изготовлении версия с полым сердечником и несколько более низкими значениями емкости. Наконец, некоторые случайные изменения в C _pe и C _ge проявляются между ячейками, поскольку эти емкости могут быть очень чувствительны к точным размерам изолятора и его выравниванию относительно электрода и заземляющего экрана.Собственная индуктивность L _pe также варьируется между ячейками в зависимости от того, как далеко зонды установлены от электрода с питанием. C _м зависит от конкретных используемых датчиков, а параметры шунта меняются в зависимости от деталей его конструкции. Несмотря на эти вариации, считается, что модель схемы является достаточно общей для размещения любой ячейки GEC в стандартной конфигурации. Конечно, элементы, которые были радикально модифицированы для включения альтернативных источников, масс-спектрометров или оптического доступа наверху, будут иметь очень разные эквивалентные схемы.

Из-за различий в паразитных параметрах от ячейки к ячейке электрические данные лучше всего выражаются в терминах I _pe ( t ) и V _pe ( t ), тока и напряжения при поверхность электрода с питанием, а не I _м ( t ) и V _м ( t ), ток и напряжение измеряются датчиками. Для достижения этого обычно предполагается эквивалентная схема для ячейки, выполняется ограниченный набор измерений с погашенной плазмой для определения значений паразитных факторов, а затем решаются уравнения цепи для получения I _pe ( t ) и V _pe ( t ).Наиболее часто используемая модель [1,2,7] включает четыре элемента ( C _pe, L _pe, C _s и L _s), но не включает C _м, R _pe и R _s. Точные значения I _{pe ₁} и V _{pe ₁}, основные компоненты I _pe ( t ) и V _pe ( t ), могут быть получены из этой модели, если сопоставить модель с измеренными характеристиками и правильно ли учтена емкость зазора между электродами.(В противном случае, если емкость промежутка включена в C _pe, систематические ошибки в I _{pe ₁} возможно до 15% [4]). Однако отсутствие резистивных паразитных элементов, особенно R _s, может привести к большим систематическим ошибкам в θ , фазе между V _{pe ₁} и I _{pe ₁}, а в плазме мощности P _pe = 1/2 I _{pe ₁} V _{pe ₁} cos θ .Действительно, простая четырехэлементная модель дает значения θ и P _pe, которые отличаются на 6 ° и 60%, соответственно, от значений, полученных с использованием общей обработки [4], которая включает резистивные паразиты. .

Процедуры, которые учитывают паразитные характеристики (и фазовые ошибки пробника), удобно выполнять в частотной области. Поэтому первым шагом в анализе измеренных форм сигналов почти всегда является анализ Фурье, который чаще всего выполняется с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ).Однако применение БПФ непосредственно к оцифрованным сигналам не дает точных желаемых коэффициентов Фурье, потому что в целом частота дискретизации и частота РЧ не соизмеримы. Вместо этого используется линейная интерполяция между точками измеренных данных для генерации сигнала с соответствующей временной разверткой и интервалом между точками. Применение БПФ к интерполированной форме волны затем дает коэффициенты Фурье на точных частотах основной гармоники и гармоник, свободных от эффектов наложения спектров.В качестве альтернативы, анализ Фурье может быть выполнен с использованием методов аппроксимации кривой [8] или путем явного вычисления интегралов Фурье [6]. Эти методы могут быть очень эффективными, более эффективными, чем БПФ, поскольку не тратится время на вычисление амплитуд компонентов, которые заведомо незначительны. Недавно методы анализа были расширены за счет включения переходных эффектов [9].

Использование счетчиков для поиска и устранения неисправностей – базовое управление двигателем

Вольтметр разработан для использования в цепи под напряжением.При работе с цепями под напряжением следует соблюдать все меры безопасности и требования к средствам индивидуальной защиты.

Вольтметр – это по сути очень высокое значение сопротивления . Когда выводы вольтметра подключены к двум точкам в цепи, это высокое значение сопротивления соединено по параллельно с этой точкой и, в соответствии с законом Кирхгофа о напряжении , испытывает такое же значение напряжения . Измеряя силу тока, протекающего через внутреннее сопротивление измерителя, он может рассчитать значение напряжения.

Вольтметры обычно показывают ноль вольт при измерении между точками равного потенциала. Замкнутые переключатели , и подключенные провода являются примерами компонентов, которые при подаче напряжения имеют равный потенциал.

Вольтметры обычно считывают линейное напряжение при измерении между точками с разным потенциалом. В цепи управления это линейное напряжение. В силовой цепи это межфазное напряжение, которое отличается от их межфазного напряжения.

Разомкнутые переключатели и контакты являются примерами компонентов, на которых вольтметр будет измерять линейное напряжение.

Когда ток течет по цепи, напряжение падает пропорционально сопротивлению устройства, через которое он протекает. Поскольку замкнутые переключатели и контакты имеют почти нулевое сопротивление, на них не будет измеряться падение напряжения. В каждой ветви схемы управления должна быть только одна нагрузка для ограничения тока, и на этом устройстве будет падать линейное напряжение во время работы схемы.Катушки пускателей двигателя , реле управления и реле таймера являются примерами нагрузок, на которые при подаче напряжения падает полное линейное напряжение. Контрольные лампы – еще один пример резистивных нагрузок, которые будут испытывать полное линейное напряжение.

Сначала отключить цепь от источника питания! Перед использованием омметра и в цепи используйте вольтметр, чтобы убедиться, что питание отключено и существует нулевая разность потенциалов между двумя точками, которые вы хотите измерить.

Омметр работает за счет использования внутреннего источника напряжения, который пропускает через его провода небольшой постоянный ток. Измеряя значение тока, он может отображать рассчитанное значение омического сопротивления. Поскольку он имеет внутренний источник напряжения, омметры нельзя подключать к цепям под напряжением, поскольку они могут вызвать повреждение оборудования или травму оператора.

При использовании омметра в цепи управления можно получить три типичных значения:

Ом, близкий к нулю: Это означает, что выводы омметра подключены к двум точкам, которые являются электрически общими .Две клеммы замкнутого переключателя или контакта дадут показание омметра, близкое к нулю Ом .
Ом от очень высокого до бесконечного: Разрыв в цепи приведет к протеканию нулевого тока и, следовательно, будет считаться бесконечным. Клеммы разомкнутых переключателей и контактов дадут очень высокие омические значения.
Некоторые омы: Омметр, измеряющий нагрузку, например, контрольную лампу, покажет очень высокое (приблизительно мегаом), но не бесконечное значение сопротивления.Это один из способов убедиться, что контрольная лампа находится в хорошем рабочем состоянии. Выводы катушки должны иметь целостность и низкое (примерно от десятков до сотен Ом), но не нулевое значение сопротивления. Если катушка закорочена и показывает нулевое сопротивление, ее необходимо заменить.

При использовании омметра для проверки предохранителей сначала убедитесь, что они удалены из цепи. Если предохранитель в хорошем состоянии, он должен показывать сопротивление, близкое к нулю. Если предохранитель перегорел из-за неисправности, он должен вести себя как разомкнутый и давать бесконечное значение сопротивления.

Напряжение и ток

Напряжение и ток Эта лабораторная работа представляет собой введение в определение напряжения и тока в основных схемах. Узнаем, как пользоваться мультиметром.
Мы будем использовать трансформатор в качестве источника переменного тока для наших схем. Обсудим, как работает это устройство позже в семестре.
Для подключения проводов к мультиметру предусмотрено 4 слота, но одновременно используются только 2.Уведомление в на фотографиях ниже показано, что при измерении напряжения провода подключаются иначе, чем при измерении тока!
Также обратите внимание, что существует два типа цепей: переменного и постоянного тока. Для этого эксперимента мы будем использовать переменный ток. цепи, поэтому убедитесь, что мультиметр установлен на переменное напряжение (V ~) и переменный ток (A ~).

При измерении напряжения мультиметр должен быть частью схема. Сначала постройте всю схему, не используя мультиметр.Затем коснитесь двух проволочных щупов. в любые два места в цепи. Показание счетчика – это напряжение. между этими двумя точками (это также называется «падение напряжения»).

При измерении тока мультиметр должен быть частью схема. Ток должен запускать мультиметр для того, чтобы для счетчика, чтобы измерить количество ампер тока. Вы можете подключить мультиметр к цепи так же, как лампочка.

1) Включите питание, не используя лампочки или провода. Используйте мультиметр для измерения НАПРЯЖЕНИЕ источника питания.
2) Постройте схему, подключив лампочку к источнику питания. Измерьте следующие величины:
напряжение на блоке питания
напряжение на лампочке
ток через цепь (Примечание: это измеряется в миллиамперах!)
Используя полученные результаты, рассчитайте следующие величины:
сопротивление лампы в единицах Ом
(Подсказка: используйте закон Ома \ (V = IR \))
сопротивление проводов в цепи
(Подсказка: используйте крошечную разницу между напряжением источника питания и напряжение лампы)
внутреннее сопротивление блока питания
(Подсказка: в уравнении \ (V = \ epsilon – Ir \) используйте напряжение источника питания на шаге 2 и напряжение питания на шаге 1)
3) Постройте цепь, содержащую источник питания, лампочку и потенциометр (диммер), подключенные к серии.То есть: проложите один провод от источника питания к лампочке, затем один провод от лампы к потенциометру, затем один провод от потенциометра обратно к источнику питания.
Потенциометр имеет 3 точки для подключения; вы будете использовать только 2 (один желтый и один оранжевый).
Поверните ручку потенциометра так, чтобы лампа была как можно ярче, и измерьте следующие величины:
напряжение на блоке питания
напряжение на лампочке
напряжение на потенциометре
ток через цепь
Используя полученные результаты, рассчитайте следующие величины:
сопротивление потенциометра в Ом
сопротивление лампочки (Примечание: вероятно, отличается от прежнего!)
4) Используя ту же схему, что и в шаге 3, поверните ручку потенциометра так, чтобы лампа была тусклой, как возможный.Измерьте следующие величины:
напряжение на блоке питания
напряжение на лампочке
напряжение на потенциометре
ток через цепь
Используя полученные результаты, рассчитайте следующие величины:
сопротивление потенциометра в Ом
сопротивление лампочки (Примечание: вероятно, отличается от прежнего!)
Увеличивается или уменьшается сопротивление лампы, когда она светит ярче?
Какой эксперимент (с яркой лампочкой или тусклой лампочкой?) Дал более низкое напряжение на источник питания? Объясните, как этот результат соотносится с внутренним сопротивлением источника питания.
5) Начиная со схемы из шага 4 (с тусклой лампочкой), протяните новый провод через лампочку. То есть поместите два конца новый провод в двух разъемах для подключения лампочек. Лампочка должна погаснуть, потому что теперь она «закорочена».
Объясните, как протекание тока в цепи заставляет лампочку перестать светиться.
6) В схеме, начиная с шага 5, поверните ручку потенциометра до тех пор, пока источник питания не зазвонит, и автоматически Выключается.Это предохранительный механизм в блоке питания.
Какое количество измеряет предохранительный механизм источника питания, чтобы знать, когда он должен отключиться?
Есть ли у вас в цепях в вашем доме аналогичный предохранительный механизм?
Используйте Интернет, чтобы узнать, когда срабатывают эти механизмы безопасности в электрических цепях вашего дома.
Почему нам нужно, чтобы мультиметр действительно был частью цепи для измерения тока?
Почему сопротивление лампочки изменяется в зависимости от яркости лампы?
Измерение напряжения в цепях переменного тока
Измерение напряжения в цепях переменного тока
Рисунок 1. Измерительное напряжение В _R упал на R в цепи переменного тока.
Существует три различных способа измерения переменного напряжения: В _P-P , V _P и V _RMS . Последний, В _RMS , обычно измеряется вольтметром переменного тока. Здесь мы рассмотрим пик напряжение В _P , измеренное с помощью осциллографа.
Где мерить?
В большинстве цепей переменного тока точкой отсчета является заземление цепи. В схемах SPARKS отрицательный осциллограф зонд уже подключен к заземлению цепи – так же, как функция заземление генератора.
Рассмотрим простой AC Схема на Рисунке 1. Мы можем подключить щуп вольтметра к трем возможным точкам:
Точка 1: Здесь будет считываться напряжение источника питания (функционального генератора).
Точка 2: Это будет считывать падение напряжения на резисторе.
Точка 3: Здесь будет считываться постоянный ноль, поскольку он имеет тот же потенциал, что и земля.
В осциллографе СПАРКС, Канал A автоматически показывает сигнал в точке 1 – источнике питания. Итак, размещая зонд канала B в точке 2 (или аналогичный) является единственным другим значимым измерение.
Хотя пример здесь использует схему резистора-индуктора (RL), те же принципы применимы к другим Цепи переменного тока в SPARKS.
Измерение цепи RL
Рисунок 2. Напряжение на выводах напряжения питания В _R по фазовому углу φ .
Рассмотрим схему в Рисунок 1 и измерение в точке 2, показанное на рисунке 2. Примечание. что:
Резистор R подключен к земле, поэтому…
Пробник осциллографа, расположенный в точке 2, измеряет падение напряжения, В _R .
Кривая В _R показывает меньшее напряжение, чем напряжение питания E .
Напряжение питания E ведет к V _R с помощью разности фаз φ .
Использование вольт / деление значений и вертикального положения пиков, мы можем рассчитать меру напряжения для каждого канала. Здесь оба отображаются с вертикальной шкалой 5,00 В / дел. Канал B показывает, что В _R имеет пиковое напряжение около 1.1 деление × 5,00 В / дел = 5,5 В.
Причина появления напряжения В _R на рисунке 1? Это результат тока в цепи. Таким образом, при измерении V _R , по закону Ома узнаем кое-что о переменной цепи ток: I = V _R / R .
Например, мы можем наблюдать разность фаз тока этой цепи. Смотрите расстояние между двумя похожими точки, где кривые поднимаются и пересекают горизонтальную ось? Здесь мы видим, что напряжение источника E на канале A ведущее В _R на канале B (то же, что и ток цепи I ) примерно на 50 μ с.

Измерения напряжения. Правила устройства электроустановок в вопросах и ответах [Пособие для изучения и подготовки к проверке знаний]

Читайте также

Уровни и регулирование напряжения, компенсация реактивной мощности

Измерительные трансформаторы напряжения

Защита генераторов, работающих непосредственно на сборные шины генераторного напряжения

Автоматическое регулирование возбуждения, напряжения и реактивной мощности

Автоматическое ограничение снижения напряжения (АОСН)

Автоматическое ограничение повышения напряжения (АОПН)

3.8. Датчик пропадания сетевого напряжения со звуковой индикацией состояния

Делитель напряжения

9. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И КОМПЛЕКТНЫЕ УСТРОЙСТВА НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ДО 1000 В)

10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ВЫШЕ 1000 В) И СИЛОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

1.

Глава 24 Гравитация и упругие напряжения

45. Измерение сил, моментов и напряжения

Медицинские измерения

6.4.2. АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Вопросы на IV группу допуска

Измерение тока, напряжения, сопротивления