Aparate de masurat digitale

specifice AMN..............................................................................................6
1.1.1. Caracteristici metrologice specifice AMN..................................................................8
1.2. Măsurarea numerică a timpului şi frecvenţei................................................................10
1.2.1. Măsurarea numerică a frecvenţei...............................................................................10
1.2.2. Măsurarea numerică a perioadei................................................................................12
1.3. Măsurarea numerică a tensiunii electrice, intensităţii curentului electric şi rezistenţei electrice………………………………………………………………………………………………14
1.3.1. Aparate numerice de tip voltmetru.............................................................................14
Capitolul II – Utilizări specifice AMN…………………………………...........................................19
2.1. Multimetre numerice ………………………………………….............................................19
2.2. Măsurarea numerică a puterii şi energiei electrice……..............................................21
2.2.1. Wattmetru numeric pentru c.a. Monofazat…………………………………. ………...21
2.2.2. Măsurarea numerică a temperaturii……………………..............................................22
Capitolul III – Măsuri de protecţie a muncii la măsurări cu aparate numerice…………….25
3.1. Precauţii la măsurarea tensiunilor …………………………………………………………..25
3.2. Precauţii la măsurarea curenţilor…………………………………………………….. …….26
Bibliografie………………………………………………………………………………………………..27
Anexa I – Măsurarea intensităţii curentului electric………………………......28
Anexa II – Măsurarea tensiunii electrice………………………………………...29
Anexa III – Scheme de măsurare cu multimetre numerice………………....30
Anexa IV – Măsurarea rezistenţelor cu ajutorul ohmmetrelor digitale…….31

măsurat digitale se caracterizează prin faptul că:
rezultatul măsurării este afişat direct sub formă numerică;
măsurarea nu este continuă, ci discretă, efectuându-se la anumite intervale de timp;
rezultatul măsurării nu poate lua orice valoare, deoarece indicaţia variază în trepte (între valori succesive indicate de un aparat de măsură digital mai pot exista şi alte valori pe care aparatul nu le poate indica.
Schema bloc a unui aparat de măsurat numeric este prezentată în fig. 1.1:
Caracteristicile metrologice ale AMN:
Intervalul de măsurare
Rezoluţia
Sensibilitatea
Pragul de sensibilitate
Precizia
Justeţea
Fidelitatea
Exactitatea instrumentală
Timpul de măsurare

Figura 1.2. Schema de principiu a unui frecvenţmetru numeric,unde:
GE – generator de frecvenţă stabilă (etalon)
DF – divizor de frecvenţă
K – comutator de selectare
DC – dispozitiv de comandă a porţii P, practic un circuit care generează impulsuri ascuţite la ieşire
F – formator de impulsuri care generează la ieşire impulsuri dreptunghiulare sincrone cu impulsurile de frecvenţă fx
P – poartă logică care se deschide numai pe frontul pozitiv de comandă
N – numărător; D – decodor; A – afişaj.

ELECTRICE

1.3.1. Aparate numerice de tip voltmetru
a) Schema funcţională şi clasificarea voltmetrelor numerice, fig.1.6.:
Figura. 1.6.
b) Voltmetru bazat pe convertor A/N cu generator de rampă, fig. 1.7. :
Acest tip de voltmetru este simplu şi economic, însă are o
precizie destul de modestă (0,5…0,05%) şi o slabă imunitate la zgomote.
Se utilizează mai mult ca aparate de măsură de tablou pentru tensiuni
de cel puţin 1…10 V.

pantă

Figura 1.10. Voltmetru numeric bazat pe CAN cu integrare în dublă pantă (a) şi diagramele de timp asociate

Schema de principiu este ilustrată în figura alaturata:

b) Măsurarea curenţilor
Se realizează atât în c.c. cât şi în c.a. şi se bazează pe principiul legii lui Ohm. Schimbarea gamelor se realizează modificând valoarea rezistenţei introdusă în circuitul de măsurare. Uneori se utilizează scheme de măsură pentru curenţi bazate pe conversia curent-tensiune.

c) Măsurarea rezistenţelor
Se realizează de regulă, pe principiul sursei de curent constant. Schimbarea gamelor de măsurare se face prin modificarea curentului astfel încât căderea de tensiune pe rezistenţa necunoscută să fie egală cu gama minimă de tensiune a voltmetrului.

Figura 2.2.

PENTRU C.A. MONOFAZAT
Figura 2.5. Schema de principiu a unui wattmetru numeric monofazat
Acest wattmetru are precizie bună şi
poatet măsura pe lângă putere şi alte mărimi
cum ar fi : U, I, S, Q, cosϕ şi frecvenţa f.
O schemă tehnologică de wattmetru
numeric este prezentată în figura 2.6. unde
CCT/AI (convertor curent tensiune / amplificator)
şi DT / AU (divizor de tensiune / amplificator)
sunt condiţionare de semnal.

Figura 2.6. Schema unui wattmetru numeric

realizează prin intermediul unor elemente sensibile cum ar fi: termocuplu, termorezistenţe, termistori sau cristale de cuarţ. Schema de principiu a unui termometru cu cuarţ este prezentată în figura 2.7. :

G1 – generator stabilizat cu cuarţ care realizează frecvenţa f1 de referinţă, independentă de temperatură;
G2 – generator care debitează o frecvenţă f2 dependentă liniar de temperatură;
M – mixer;
P – circuit de poartă;
DF – divizor de frecvenţă;
MT – memorie tampon pentru prelucrarea impulsurilor (decodificare, memorare);
DC – dispozitiv de comandă;
DS – discriminator de semn corespunzător temperaturilor pozitive sau negative.

NUMERICE

Măsurarea tensiunilor şi curenţilor cu multimetrul numeric alimentat de la reţea trebuie făcută respectând o serie de precauţii, în funcţie de obiectul de măsură şi de mărimea de măsurat. Aceste precauţii sunt necesare atât pentru protecţia aparatului şi a circuitului măsurat, cât şi pentru respectarea metodelor de măsurare şi a normelor metrologice.
3.1. PRECAUŢII LA MĂSURAREA TENSIUNILOR
În practică se întâlnesc trei tipuri de obiecte de măsură: cu o bornă legată la masă (borna rece), înseriate în circuite parcurse de curenţi (cu scurgere la masă) şi fără nici o legătură galvanică la masă (flotante).

Fig. 3.1. Protecţii specifice măsurării tensiunilor electrice

este cazul cel mai frecvent întâlnit în practică (măsurări în circuite alimentate direct de la reţea, sau cu masa de semnal legată la borna de împământare, etc.). Pentru evitarea formării buclei de masă , multimetrul numeric (MN) trebuie conectat flotant (fără legătură între bornele L şi H , fig.3.1.a, unde Zi este impedanţa circuitului de intrare a multimetrului).
b. Obiect de măsură înseriat într-un circuit parcurs de curenţi cu scurgere la masă
Acest caz se întâlneşte la măsurarea căderii de tensiune pe rezistoare fără legătură directă la masă, plasate în circuite electronice (de exemplu rezistorul de sarcină din colectorul unui tranzistor, rezistoarele din divizoarele de tensiune, rezistoare de polarizare, etc.), alimentate din surse cu un punct la masă (curenţii din circuit au scurgere la masă).
În aceste situaţii, multimetrul se conectează tot flotant , aşa cum se indică în fig.3.1.b de mai sus.
c. Obiect de măsură flotant
În această categorie intră bateriile, acumulatoarele, secundarul transformatoarelor, multiplicatoarele statice de tensiune, precum şi circuitele alimentate de aceste surse. în acest caz, multimetrul numeric se conectează ca aparat cu intrare pe două borne (conectând între ele bornele L şi M , aşa cum se arată în fig.3.1.c).

3.2. PRECAUŢII LA MĂSURAREA CURENŢILOR
În această situaţie, multimetrul numeric devine obiect înseriat în circuit, şi ca urmare, trebuie conectat flotant .
Obs. Multimetrele numerice portabile (alimentate la baterii) nu necesită precauţii deosebite, deoarece bucla de masă nu se poate închide (ele fiind instrumente flotante).

Iaşi 1995
Mihai Antoniu şi alţii - “Măsurări electronice” , vol.II
Ed. SATYA, Iaşi 1997
Natalia Stoica - “Economia şi organizarea producţiei”
Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti 1997

TENSIUNII ELECTRICE

IN C.C.

B.IN C.A.