Miernictwo - repetytorium.pdf - Elektryka w budownictwie - raku2592

Pomiar jest czynnością abstrakcyjną. Pierwszym etapem pomiaru jest określenie podmiotu procesu

pomiarowego. Określić obiekt pomiaru to wyodrębnić, z otaczającej rzeczywistości, interesujący

nas fragment (może mieć wyraźne granice fizyczne lub nie, np. ławka lub powietrze). Kolejnym

etapem pomiaru jest wskazanie cech charakteryzujących obiekt (ławka ma: szerokość, wysokość,

długość, kolor, temperaturę). Wskazanie obiektu i jego cech jest jakościowym opisem

rzeczywistości. Następnym krokiem jest wskazanie intensywności z jaką występują lub ujawniają

się poszczególne cechy. Intensywność jest elementem pewnego zbioru zwanego zbiorem stanów

cechy. Ten krok pomiaru jest już ilościowym opisem rzeczywistości. Możemy powiedzieć, że

pomiar jest czynnością abstrakcyjną ponieważ nazwy obiektów są umowne (nazwy to abstrakcje).

Teraz na poziom abstrakcji możemy przenieść cechę obiektu. Jeżeli za abstrakcję uznajemy cechę

to abstrakcjami muszą być również stany cechy (wyrażane liczbowo). Wielkość mierzona to cecha,

która podlega pomiarowi. Zbiór stanów cechy w świecie rzeczywistym związany jest z jednostką i

ze skalą danej wielkości fizyczne, którą mierzymy. Cechy to wielkości fizyczne (temperatura,

ciśnienie). Stany cechy to najczęściej liczby, które wynikają z przyjętej jednostki i skali.

Uogólniona wielkość mierzona (mezurand) to złożona wielkość mierzona, np. widmo.

intensywność

cecha

zbiór stanów cechy

obiekt

Pomiar jest zbiorem czynności mającym na celu wyznaczenie aktualnej wartości wielkości

fizycznej (wielkości mierzonej = mezurandu).

Podstawowy aksjomat meteorologii: nie ma pomiarów bezbłędnych, z każdym pomiarem wiąże

się błąd, który wyraża niezgodność wartości uzyskanej w wyniku pomiaru z faktyczną wielkością

wartości mierzonej.

Pomiar to zbiór czynności po wykonaniu, których możemy stwierdzić, że w danej chwili w

określonych warunkach wielkość mierzona miała wartość (x) spełniającą następujący warunek: a

<= x <= b. W wyniku pomiaru jesteśmy w stanie jedynie wskazać przedział <a,b>, w którym

znajduje się faktyczna wartość wielkości mierzonej.

Regulacja (czym zajmuje się automatyka). Jeżeli mówimy o regulacji i automatyce to również

należy określić obiekt (jak w przypadku pomiaru). Należy rozważyć jak otoczenie oddziaływuje na

obiekt i jak obiekt oddziaływuje na otoczenie. Otoczenie oddziaływuje na obiekt po przez kanał

wejścia, obiekt oddziaływuje na otoczenie po przez kanał wyjścia (jeżeli ławka ma temperaturę to

oddziaływuje na otoczenie). W pomiarze mamy jedynie wyjście, w regulacji mamy również wejście

(sygnały we/wy nie muszą być elektryczne). Szczególną grupą sygnałów wejścia są sygnały losowe

(nieprzewidywalne, ludzie i urządzenia nie są w stanie nad nimi zapanować) zwane zakłóceniami .

Nie istnieją układy regulacji pozbawione zakłóceń.

Celem procesu sterowania jest zapewnienie właściwego kształtu sygnału wyjścia obiektu (kształt

to przebieg sygnału w czasie; kształt jest pojęciem ogólnym, może przyjąć pewną wartość).

Rozpatrzmy obiekt jakim jest pomieszczenie: sygnałem wyjścia niech będzie temperatura

powietrza, sygnałem wejścia niech będzie ilość energii doprowadzana do pomieszczenia przez

grzejnik. Pokrętło zaworu grzejnika będzie urządzeniem sterującym , położenie gałki zaworu

będzie wielkością zadaną urządzenia sterującego (wielkość zadana jest informacją o celu

sterowania).

Gdy wielkość zadana jest nie sprzężona z sygnałem wyjścia obiektu to układ taki nazywamy

otwartym układem regulacji (sterowania) (jego zaletą jest prostota, wadą brak samokontroli).

Temperatura powietrza w pomieszczeniu wskazywana przez termometr jest aktualną wartością

sygnału wyjściowego . Aby układ podlegał samokontroli należy przekazać przedział wielkości

zadanej do urządzenia sterującego. Bodźcem do sterowania układu jest wynik odejmowania:

(wielkość wyjścia)–(wielkość zadana). Układ podlegający samokontroli nazywamy zamkniętym

układem regulacji (gdy w jego skład wchodzi człowiek to mówimy o ręcznym sterowaniu obiektu).

Rolą człowieka jest sprzężenie zwrotne . Istotą sprzężenia zwrotnego jest przekazywanie sygnału

wyjścia do urządzenia sterującego. W układzie regulującym mówimy o ujemnym sprzężeniu

zwrotnym (bo ma miejsce odejmowanie). Istnieje też dodatnie sprzężenie zwrotne, powoduje ono

rozchwianie układu, używane jest do generowania sygnałów, nie nadaje się do sterowania.

(rys. układ do sterowania przepływem czynnika grzejnego)

(rys. zamknięty układ automatycznej regulacji (bez człowieka ze sprzężeniem zwrotnym)

w(t) - wielkość zadana

ε(t) - uchybienie regulacji

y(t) - sygnał wy.

x(t) - sygnał we.

ε(t) = w(t) – y(t)

(rys. układ do regulacji poziomu cieczy)

Układy z jednym sygnałem wejścia i jednym sygnałem wyjścia to układy jednowymiarowe ,

obiekty jednowymiarowe.

POMIAR WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH.

Napięcie.

[U] = 1[V]

szumy to [mV]

24[V] to maksymalne napięcie uznawane jako bezpieczne dla człowieka.

Natężenie.

[I] = 1[A]

20[A] to maksymalne natężenie uznawane jako bezpieczne dla człowieka.

Stałość napięcia lub natężenia nie oznacza stałej wartości ale stałobiegunowość (prąd płynie w

jednym kierunku). Napięcie i natężenie stałe oraz ich wartości skuteczne oznaczamy dużymi

literami.

W gniazdku sinusoida jest zaśmiecona wyższymi harmonicznymi.

Wartości chwilowe prądów i natężeń zmiennych oznaczamy małymi literami. 220[V] w gniazdku

to wartość skuteczna napięcia (razy pierwiastek z 2).

wartość skuteczna

czas

Rezystancja (opór).

U = I · R

[R] = 1[Ω]

Pojemność elektryczna i indukcyjność.

[C] = 1[F]

[L] = 1[H]

R, L i C są biernymi obiektami elektrycznymi.

Moc.

Jeżeli jest napięcie i płynie prąd to układ generuje pewną moc:

P = U · I

[P] = 1[W]

Energia.

[E] = [J] = [W · s]

Częstotliwość.

[f] = [Hz]

W gniazdku 0,02[Hz].

Symbole:

Ω W

USTROJE POMIAROWE.

Mimo tej samej budowy mogą pełnić różne role.

Ustrój magnetoelekryczny .

M - moment siły

M = c · I

c - współczynnik proporcjonalności

M = k · α

α - kąt obrotu ramki

k - stała sprężyny, współczynnik proporcjonalności

W pewnych warunkach nastąpi równowaga.

c · I = k · α

R w

woltomierz

R w - opór wzorcowy

U = I · (R w + R mA )

A V

Ustrój magnetoelektryczny ilorazowy.

Na rdzeń nawinięte są dwie a nie jedna (jak poprzednio) cewki. Cewki są ze sobą skrzyżowane,

nieruchome względem siebie. W tym ustroju nie ma sprężyn zwrotnych. Do jednej cewki

doprowadzamy prąd I 1 a do drugiej prąd I 2 .

Tego typu ustrój nadaje się jako omomierz: I 1 ~ U, I 2 ~I.

 



 



Ustrój elektromagnetyczny .

Zasada działania przypomina działanie elektromagnesu.

Taka cewka ma indukcyjność. Wytwarza pole elektromagnetyczne. Rdzeń jest wciągany do środka.

α = f(I 2 )

To mogą być amperomierze lub woltomierze.

Ustrój elektrodynamiczny .

Dwa rdzenie z nawiniętymi cewkami, zamocowane współosiowo. Jeden rdzeń jest nieruchomy

drugi może się obracać. Do każdego z rdzenie jest doprowadzany inny prąd.

α = f(I 1 · I 2 )

Może być stosowany do pomiaru mocy. Nadaje się do prądu stałego i zmiennego. Przy prądzie

zmiennym prądy zmieniają się jednakowo i oddziaływania są takie same.

Ustrój indukcyjny.

Miernik energii elektrycznej. Tarcza mająca możliwość obrotu umieszczona jest w bardzo silnym

polu magnetycznym. Tarcza nie jest wykonana z ferromagnetyka (np. aluminium). W tarczy

indukują się prądy wirowe. Jeżeli w polu znajduje się element przez który płynie prąd to element

ten jest wypychany z pola. W wyniku tego tarcza zaczyna się obracać. Im większy prąd tym

szybciej się tarcza obraca.

Boczniki (do pomiaru dużych wartości prądów stałych).

R B

I 1

I 2





 

 

I 2 - odczytujemy z miernika

Posobniki (do pomiaru dużych wartości napięć stałych).

U 1

R 1

U 2

R 2

 

 

U 2 - znane z miernika

Takie układy stosuje się przy pomiarze prądu stałego. Przy pomiarze prądu zmiennego stosujemy

przekładniki (swego rodzaju transformatory).

POMIAR WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH.

Temperatura - jednostką podstawową jest [K], związany jest z termodynamiczną skalą

temperatury. Bazuje ona na cyklu Carnota.

Skala Celcusza zakłada 100[ o C] wrzenie wody i 0[ o C] topnienie lodu.

]

punktu potrójnego wody

273

[ o C] = 0,556([ o F] – 32)

Metody pomiaru temperatury (ksero).

Podział sposobów pomiarów temperatury ze względu na sposób przekazywania ciepła.

- przewodzenie

- konwekcja

- promieniowanie

Czujniki stykowe dzielimy na czujniki nieelektryczne i elektryczno-domiczne (rodzaj sygnału

uzyskiwanego z czujnika).

Czujniki bezstykowe to pirometry.

czujniki stykowe

czujniki bezstykowe



Miernictwo - repetytorium.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: