kompensacyjna cechuje się użyciem wzorca regulowanego. W procesie porównania wartość regulowanego wzorca przeciwdziała wielkości mierzonej i kompensuje jej fizyczne działanie na detektor (po zrealizowaniu operacji porównani za pomocą układu różnicowego). W zależności od znaku i wartości różnicy urządzenie równoważące (UR) zwiększa lub zmniejsza wartość xw uzyskiwaną ze wzorca.
jest modyfikacją metody klasycznej przenoszącą wynik pomiaru na wielokrotnie mniejszy zakres. Idea pomiaru polega na tym, aby pokrywając znaczną część wartości wielkości mierzonej wartością porównawczą xp, mierzyć jedynie (miernikiem wychyłowy) pozostającą różnicę.
cechuje się zastosowaniem wzorca stałego i układu przeskalowującego jego wartość xw na k•xw. Proces równoważenia podlega zatem na regulacji wartość współczynnika k.
Kluczową sprawą dla analizy serii wyrobów jest to, iż każdy z nich jest fizycznie innym obiektem o innej (własnej) wartości prawdziwej kontrolowanej wielkości. Stąd schemat analizy wyników pomiarów przybiera postać: – zapis (rejestracja) poszczególnych wyników z serii pomiarów, – wyznaczenie wartości średniej z serii, – wyznaczenie odchylenia standardowego pojedynczego pomiaru, – obliczenie przedziału ufności na wybranym poziomie istotności (korzystając z odchylenia standardowego pojedynczego pomiaru oraz rozkładu t-Studenta lub rozkładu normalnego w zależności od liczby pomiarów), – sprawdzenie (na podstawie obliczonych wskaźników), czy seria wyrobów spełnia określone wymagania. *Odmienna w swej istocie jest sytuacja, gdy wielokrotnie (w obecności błędów przypadkowych) mierzy się tę samą wartość badanej wielkości, gdyż teraz w każdym pomiarze wartość prawdziwa jest ta sama. Stąd następujący schemat analizy wyników: – zapis (rejestracja) poszczególnych wyników z serii pomiarów, – wyznaczenie wartości średniej z serii, – wyznaczenie odchylenia standardowego pojedynczego pomiaru, – analiza wyników i odrzucenie pomiarów obarczonych błędami grubymi oraz ponowne obliczenie powyższych parametrów (jeżeli wykryto błędy grube), – wyznaczenie odchylenia standardowego średniej, – obliczenie przedziału ufności na wybranym poziomie istotności (korzystając z odchylenia standardowego średniej oraz rozkładu t-Studenta lub rozkładu normalnego w zależności od liczby pomiarów), – w przypadku pomiarów pośrednich parametry wyznaczone w powyższy sposób dla każdej z wielokrotnie mierzonych wielkości ( oraz ) wykorzystuje się do obliczenia wyniku pomiaru pośredniego oraz jego odchylenia standardowego (zgodnie z odpowiednim równaniem oraz regułą propagacji błędów przypadkowych). i xi x
– zapis wskazania przyrządu pomiarowego z dokładnością, na jaką pozwala odczyt z przyrządu; – oszacowanie niedokładności pomiaru (najczęściej w postaci błędu granicznego); – oszacowanie błędu metody (jeżeli występuje i jest to możliwe); – jeżeli błąd metody przekracza (typowo) 10% błędu granicznego, korekcja wyniku pomiaru o wartość poprawki; – w przypadku pomiaru pośredniego: 1) obliczania wyniku pomiaru na podstawie wyników pomiarów bezpośrednich i odpowiedniego równania matematycznego, 2) oszacowanie niedokładności pomiaru zgodnie z prawem propagacji błędów systematycznych; – zaokrąglenia wyników zgodnie z regułami; – zapis kompletnego wyniku pomiaru, najczęściej w postaci: x = xzm ± Δgrx.
Niepewność typu A wyznacza się metodami statystycznymi, a zatem zgodnie z wcześniej przedstawionymi schematami. *Niepewność typu B wyznacza się metodami innymi niż statystyczne, np. wykorzystując obliczony błąd graniczny pojedynczego pomiaru lub inne informacje określające błędy systematyczne. Tym razem trzeba jednak posiadane informacje przeliczyć na niepewność typu B, np. zakładając rozkład jednostajny błędu pomiaru w przedziale określonym przez błąd graniczny (wtedy ). Jeżeli spełniony jest warunek uA
muszą odpowiadać wymaganiom stawianym przed oscyloskopami analogowymi, określonymi przede wszystkim przez maksymalną częstotliwość rejestrowanych sygnałów i rozdzielczość stosowanych wyświetlaczy LCD. Użyteczny zakres częstotliwościowy sięga 10 GHz, zatem rozdzielczość przetworników nie może być mała (wynika to z zależności między czasem przetwarzania, liczbą bitów wyjściowych i złożonością konstrukcyjną). Dlatego też typowo stosuje się przetworniki 32-bitowe (256 linii na wyświetlaczu LCD), rzadziej 12- (2024 poziomy) lub 16-bitowe (2000 poziomów).
Użyteczny zakres częstotliwościowy sięga 100 GHz, zatem rozdzielczość przetworników nie może być duża (wynika to z zależności między czasem przetwarzania, liczbą bitów wyjściowych i złożonością konstrukcyjną). Dlatego też typowo stosuje się przetworniki 8-bitowe (256 linii na wyświetlaczu LCD), rzadziej 10- (1024 poziomy) lub 12-bitowe (4096 poziomów).
muszą odpowiadać wymaganiom stawianym przed oscyloskopami cyfrowymi, określonymi przede wszystkim przez maksymalną częstotliwość rejestrowanych sygnałów i rozdzielczość stosowanych wyświetlaczy LCD. Użyteczny zakres częstotliwościowy sięga 100 GHz, zatem rozdzielczość przetworników nie może być duża (wynika to z zależności między czasem przetwarzania, liczbą bitów wyjściowych i złożonością konstrukcyjną). Dlatego też typowo stosuje się przetworniki 8-bitowe (256 linii na wyświetlaczu LCD), rzadziej 10- (1024 poziomy) lub 12-bitowe (4096 poziomów).
to metoda, w której wartość wielkości mierzonej wyznacza się na podstawie bezpośredniego pomiaru wartości innych wielkości z nią związanych oraz ilościowej postaci tego związku fm wyrażonej za pomocą równania matematycznego (lub układu równań).
budowane są jako elementy elektroniczne, które w oparciu o wybrane zjawiska fizyczne potrafią jednoznacznie zamienić wartość wielkości mierzonej na proporcjonalna do niej wartość wielkości elektrycznej, która staje się nośnikiem informacji i jest dalej przetwarzana w mierniku.
pomiaru należą do zasadniczych elementów elektronicznych mierników analogowych – w nich wytwarzana jest wartość nośnika informacji (najczęściej napięcia) proporcjonalna do wartości wielkości mierzonej.
należą do zasadniczych elementów elektronicznych mierników analogowych – w nich wytwarzana jest wartość nośnika informacji (najczęściej napięcia) proporcjonalna do wartości wielkości mierzonej. Bloki te realizują przetwarzanie wynikające z definicji wielkości mierzonej, co jest szczególnie dobrze widoczne podczas pomiarów parametrów wielkości okresowo zmiennych w czasie, takich jak: wartość średnia, wartość (między)szczytowa, czy wartość skuteczna.
są narzędziami lub układami pomiarowymi przeznaczonymi do realizacji, zachowania lub przekazywania (odtwarzania) jednostki miary lub jej wielokrotności. Wzorzec jednego metra pełni też rolę definicyjną w układzie SI.
Jednostki podstawowe i pochodne definiowane są obecnie na podstawi zjawisk naturalnych i uwzględniają pewne stałe współczynniki zwane stałymi fizycznymi (zgodnie z koncepcjami praw przyrody uznawanymi za najbardziej niezmienne). *Jak najdokładniejsze określenie wartości stałych fizycznych jest jednym z zadań metrologii. Ograniczona dokładność wyznaczenia tych stałych wpływa na dokładność jednostek i pomiarów w ogóle.
Mnożniki służą do proporcjonalnego zmniejszenia napięcia, gdy np. ich pierwotna, mierzona wartość przekracza zakres działania następnego bloku w torze pomiarowym.
Dzielniki służą do proporcjonalnego zmniejszenia napięcia lub natężenia prądu wejściowego, gdy np. ich pierwotna, mierzona wartość przekracza zakres działania następnego bloku w torze pomiarowym.
służy do charakteryzowania źródła energii poprzez maksymalną moc, jaka może z niego pobrać odbiornik. Jest to zatem pomiar mocy czynnej i może być realizowany w układzie jak na , gdzie miernik składa się z regulowanego rezystora (odbiornik mocy) i woltomierza wartości skutecznej wyskalowanego w watach.
mierzona w watach [W] jest wartością średnią mocy chwilowej. Wyraża ona rozpraszanie (zamianę na ciepło) energii elektrycznej przez odbiornik lub jej zamienianie na inną postać lub pracę.
bezpośrednio mierzy się watomierzem, gdyż jest to moc czynna. Watomierz jednak zwykle podłącza się jednocześnie z amperomierzem i woltomierzem wartości skutecznej (rys.), co można zrobić w dwóch układach: z poprawnym pomiarem napięcia (a) i prądu (b). Wartości odczytane z mierników pozwalają wyznaczyć nie tylko moc czynna, ale również bierną i pozorną.
Ilościowe przenoszenie się błędów systematycznych z pomiarów bezpośrednich na wynik pomiaru pośredniego (dotyczy to przede wszystkim błędów granicznych) można wyznaczyć obliczając różniczkę zupełną dla zastosowanego równania matematycznego ogólnej postaci: Y=f(x1,x2,…,xn) Wtedy liczymy różniczkę zupełną (przyrost d wartości funkcji spowodowany przyrostami jej argumentów).
to parametr związany z wynikiem pomiaru, charakteryzujący rozrzut wartości, które można w uzasadniony sposób przypisać wartości mierzonej. *Ostatecznie parametr ten pozwala na wyznaczanie granic przedziału ufności obejmującego nieznaną wartość prawdziwą mierzonej wielkości z zadanym prawdopodobieństwem.
Określenie precyzji liczb, za pomocą których przedstawiany jest wynik pomiaru, rozpoczyna się od zaokrąglenia oszacowania niedokładności pomiaru.
możliwość wykonywania wielu operacji cyfrowych w określonej kolejności (zgodnie z tzw. programem działania), duża szybkość działania, zwiększenie dokładności pomiarów, umożliwienie skomplikowanych pomiarów pośrednich, łatwość obsługi (prowadzenia pomiarów), możliwość komunikacji i wymiany danych z innymi urządzeniami.
możliwość wykonywania wielu operacji cyfrowych w określonej kolejności (zgodnie z tzw. programem działania), mała szybkość działania, zmniejszenie niedokładności pomiarów umożliwienie skomplikowanych pomiarów pośrednich, możliwość wymiany danych z innymi urządzeniami.
duża szybkość działania, zwiększenie dokładności pomiarów umożliwienie skomplikowanych pomiarów pośrednich, łatwość obsługi (prowadzenia pomiarów).
pozwala na badanie sygnałów o dużych częstotliwościach. Tym razem bramka otwierana jest na trzy okresy badanego sygnału, a licznik zlicza impulsy o dużej częstotliwości wytwarzane przez generator kwarcowy (po przejściu przez dzielnik częstotliwości)
formuje impulsy, które po przejściu przez bramkę w czasie zliczane są przez układ licznika cyfrowego.
na pomiarze okresu pozwala na badanie sygnałów o małych częstotliwościach. Tym razem bramka otwierana jest na jeden okres badanego sygnału, a licznik zlicza impulsy o dużej częstotliwości wytwarzane przez generator kwarcowy (po przejściu przez dzielnik częstotliwości)
to empiryczny proces poznawczy polegający na obiektywnym przyporządkowaniu wartości liczbowych rozróżnialnym jakościowo cechom (właściwościom) badanych obiektów fizycznych (jest to zatem odwzorowanie właściwości obiektu w dziedzinę liczb).
przypisane wartości (poprzez pomiar) wyróżnionym wielkościom fizycznym (zmiennym i współczynnikom równań).
Prawa przyrody są związane ze strukturą świata, tzn. struktura Wszechświata wyznacza prawa przyrody – we Wszechświecie z innym rozkładem materii i energii prawa przyrody byłyby inne.
Prawo przyrody jest “nałożone” na Wszechświat, jest od niego wcześniejsze i niezależne – gdyby istniało kilka światów np. z różnym rozkładem materii i energii – w każdym z nich funkcjonować będą takie same prawa przyrody.
zwaną też techniczną, polegającą na pomiarze prądu I płynącego przez opornik oraz spadku napięcia U na nim, oraz wykorzystaniu prawa Ohma
Podstawowe metody pomiaru rezystancji elektrycznej : metodą pośrednią metodami bezpośrednimi zerowymi metodą kompensacyjną Dalej
polega na obliczeniu tzw. średniej ważonej oraz jej odchylenia standardowego w sytuacji, gdy dysponujemy kilkoma seriami pomiarów tej samej wartości (każda o innej dokładności). -Pierwszym etapem jest wyznaczenie wartości średnich i odchyleń standardowych średnich dla każdej z serii pomiarów, a potem wag wi proporcjonalnych do ich dokładności (a zatem odwrotnie proporcjonalnych do kwadratów odchyleń standardowych, czyli wariancji ) -Następnie liczona jest średnia ważona xw zgodnie ze wzorem - oraz odchylenie standardowe średniej ważonej
Niepewność typu A wyznacza się metodami statystycznymi, a zatem zgodnie z wcześniej przedstawionymi schematami. *Niepewność typu B wyznacza się metodami innymi niż statystyczne, np. wykorzystując obliczony błąd graniczny pojedynczego pomiaru lub inne informacje określające błędy systematyczne. Tym razem trzeba jednak posiadane informacje przeliczyć na niepewność typu B, np. zakładając rozkład jednostajny błędu pomiaru w przedziale określonym przez błąd graniczny (wtedy ). Jeżeli spełniony jest warunek uA
wyznaczenia przedziału, w którym mieści się wartość prawdziwa, dla każdego z pomiarów; – wyznaczenie części wspólnej tak otrzymanych przedziałów -odpowiedni zapis wyniku pomiaru, uwzględniający nowe granice przedziału z pewnością zawierającego wartość prawdziwą
Podstawowe parametry przetworników A/C można podzielić na wejściowo-wyjściowe (we/wy), statyczne i dynamiczne. Należą do nich m.in.:
zakres i polaryzacja wyjścia, − liczba bitów wejściowych, − rozdzielczość q, − dokładność, − czas przepustowy
zakres i polaryzacja wejścia, − liczba bitów wyjściowych, − rozdzielczość q, − dokładność, − czas przetwarzania
jest modyfikacją metody klasycznej przenoszącą wynik pomiaru na wielokrotnie mniejszy zakres. Idea pomiaru polega na tym, aby pokrywając znaczną część wartości wielkości mierzonej wartością porównawczą xp, mierzyć jedynie (miernikiem wychyłowy) pozostającą różnicę.
cechuje się użyciem wzorca regulowanego. W procesie porównania wartość regulowanego wzorca przeciwdziała wielkości mierzonej i kompensuje jej fizyczne działanie na detektor (po zrealizowaniu operacji porównani za pomocą układu różnicowego). W zależności od znaku i wartości różnicy urządzenie równoważące (UR) zwiększa lub zmniejsza wartość xw uzyskiwaną ze wzorca.
cechuje się zastosowaniem wzorca stałego i układu przeskalowującego jego wartość xw na k•xw. Proces równoważenia podlega zatem na regulacji wartość współczynnika k.
jest modyfikacją metody klasycznej przenoszącą wynik pomiaru na wielokrotnie mniejszy zakres. Idea pomiaru polega na tym, aby pokrywając znaczną część wartości wielkości mierzonej wartością porównawczą xp, mierzyć jedynie (miernikiem wychyłowy) pozostającą różnicę.
pozwala oczytać wartość xzm wielkości mierzonej na podstawie pewnego wskazanego miejsca x* na skali (tj. w uporządkowanym zbiorze wartości tej wielkości). Miejsce te wyróżnione jest przez element wskazujący.
to taka, w której wielkość porównywana i wzorcowa są tego samego rodzaju, a wynik pomiaru podawany jest w jednostkach wielkości mierzonej.
to urządzenie (lub element) odwzorowujący wielkość wejściową na wielkość wyjściową w zdefiniowany sposób
to pierwszy element łańcucha przetworników mający bezpośredni kontakt z polem pomiarowym i reagujący na zmianę wielkości mierzonej
to wzorzec jednostki miary o najwyższej jakości metrologicznej w danym miejscu lub danej organizacji, stanowiący odniesienie do wykonywanych tam pomiarów.
to taki, któremu wartość została przekazana w procesie porównania ze wzorcem pierwotnym tej jednostki
ujmujące ilościowo najważniejsze cechy charakterystyki statycznej przyrządu pomiarowego wyznaczane są jej na podstawie. Do tych podstawowych parametrów należą: zakres, liniowość (błąd nieliniowości), powtarzalność, przesunięcie charakterystyki (offset) i jego dryft, oraz histereza (błąd histerezy).
przyrząd pomiarowy stosuje podejście znane z teorii systemów, gdzie każdy system graficzne reprezentowany jest jako blok posiadający swoje wejścia (wielkości pobudzające) i wyjścia (wielkości będące reakcjami systemu na pobudzenie).
to elementarne zjawiska opisane jednym równaniem matematycznym. Współzależności zachodzących w mierniku zjawisk określają połączenia stopni przetwarzania, tworząc strukturę przyrządu i narzucając strukturę modelu matematycznego. Istnieją trzy podstawowe połączenia stopni przetwarzania.a) szeregowe, b) równoległe c) ze sprzężeniem zwrotnym
jest deterministycznym oszacowaniem błędu systematycznego pomiaru bezpośredniego. Określa on przedział wartości, w którym z pewnością leży wartość prawdziwa mierzonej wielkości (zatem wartość Δgr jest równa lub większa niż wartość błędu systematycznego).
to błąd, który przy kolejnych pomiarach tego samego stanu mierzonej wielkości w tych samych warunkach przyjmuje wartości rozrzucone losowo. *O obecności błędów przypadkowych w wykonywanych pomiarach można się przekonać obserwując serię pomiarów tego samego stanu mierzonej wielkości wykonanych w tych samych warunkach – wyniki są do siebie podobne, ale różne.
jest szczególnym przypadkiem błędu systematycznego, w którym znane jest oszacowanie jego wartości także co do znaku. Występuje on zarówno w pomiarach bezpośrednich jak i pośrednich, i wynika z uproszczonej analizy procesu pomiarowego. Jeżeli badacz dysponuje dokładniejszym opisem procesu pomiarowego, może analitycznie oszacować wartość błędy metody (tzw. poprawkę) i dokonać korekcji wyniku pomiaru.
wykorzystanie jedynie komunikacji bezprzewodowej, - brak infrastruktury fizycznej narzucającej topologię sieci, - małe rozmiary i bateryjne (lub odnawialne) zasilane elementów, - zastosowanie od kilu do dziesiątków tysięcy czujników, - zdolność do samoorganizacji (typowo ad-hoc), - skalowalność pozwalająca objąć obszar od pojedynczych centymetrów do setek kilometrów, - pełnienie przez elementy sieci zarówno funkcji klienta jak i punktu dostępu, - przesyłanie danych do miejsc zdefiniowanych przez ich zawartość, a nie do z góry zdefiniowanych odbiorników, - automatyczna zmiana ścieżek komunikacji (np. w przypadku awarii elementów), - potencjalna mobilność całej sieci, - przystosowanie do konkretnego zastosowania.
wykorzystanie jedynie komunikacji przewodowej, - brak infrastruktury fizycznej narzucającej topologię sieci, - małe rozmiary i bateryjne (lub nieodnawialne) zasilane elementów, - zastosowanie od kilu do dziesiątków tysięcy czujników, - zdolność do samoorganizacji (typowo ad-hoc), - skalowalność pozwalająca objąć obszar od pojedynczych centymetrów do setek kilometrów, - pełnienie przez elementy sieci zarówno funkcji klienta jak i punktu dostępu, - przesyłanie danych do miejsc zdefiniowanych przez ich zawartość, a nie do z góry zdefiniowanych odbiorników, - automatyczna zmiana ścieżek komunikacji (np. w przypadku awarii elementów),
wykorzystanie jedynie komunikacji przewodowej, - duże rozmiary i bateryjne (lub odnawialne) zasilane elementów, - zastosowanie do kilu tysięcy czujników, - zdolność do samoorganizacji (typowo ad-hoc), - skalowalność pozwalająca objąć obszar od pojedynczych centymetrów do setek kilometrów, - pełnienie przez elementy sieci zarówno funkcji klienta , - przesyłanie danych do miejsc zdefiniowanych przez ich zawartość, a nie do z góry zdefiniowanych odbiorników, - automatyczna zmiana ścieżek komunikacji (np. w przypadku awarii elementów),
równanie definicyjne (np. wzór na pole prostokąta), prawo fizyczne (np. ruch ciała w polu grawitacyjnym), model matematyczny tego związku (model badanego obiektu lub zjawiska),
pozwalają na budowę złożonych układów cyfrowych, co uzyskuje się w procesie programowania ich struktury i funkcji (nie jest to robione na etapie produkcji). Podejście takie pozwala zoptymalizować powstające urządzenie pod względem wykonywanych przez nie zadań.
są mikroprocesorami przystosowanymi do cyfrowego przetwarzania sygnałów (w tym sygnałów pomiarowych) w czasie rzeczywistym. W skład ich budowy, poza μP, wchodzą rozdzielone pamięci programu (ROM) i danych (RAM) oraz przetworniki A/C i C/A. Specjalistyczne rozwiązania sprzętowe DSP umożliwiają efektywne wykonywanie typowych operacji występujących przy cyfrowym przetwarzaniu sygnałów (w tym transformację danych w dziedzinę częstotliwości i z powrotem w dziedzinę czasu).
to systemy mikroprocesorowe zrealizowane w postaci pojedynczego układu scalonego. Poza μP posiadają one zatem pamięć RAM, często (programowalną zewnętrznie) pamięć ROM oraz rozbudowane układy we-wy. Bardzo często zintegrowane są w nich niektóre układy peryferyjne, jak np. przetworniki A/C czy sterowniki wyświetlaczy ciekłokrystalicznych (LCD). W technice pomiarowej wykorzystywane są do sterowania działaniem miernika i przeliczania „surowych” wyników pomiarów
Kierunek strumienia ustalany jest przez pole elektrostatyczne wytwarzane przez płytki odchylania poziomego
Obraz powstaje na pokrytym luminoforem ekranie lampy oscyloskopowej w miejscu uderzenia strumienia elektronów emitowanych przez działko elektronowe. Kierunek strumienia ustalany jest przez pole elektrostatyczne wytwarzane przez płytki odchylania pionowego i poziomego.
Kierunek strumienia ustalany jest przez pole elektrostatyczne wytwarzane przez płytki odchylania pionowego
Oscyloskop cyfrowy to najpopularniejszy obecnie przyrząd do obserwacji i pomiaru parametrów sygnałów okresowych. Pierwsze oscyloskopy cyfrowe posiadały lampy oscyloskopowe (wraz z przetwornikiem C/A i odpowiednimi blokami analogowymi). Oscyloskopy nowszej generacji posiadają mikroprocesor oraz graficzny wyświetlacz LCD *Główne bloki współczesnego oscyloskopu cyfrowego to:
cyfrowy układ wejściowy (wstępne dopasowanie poziomu obserwowanego sygnału), przetwornik C/A, pamięć próbek, układ sterowania (mikroprocesor), monitor CRT.
analogowy układ wejściowy (wstępne dopasowanie poziomu obserwowanego sygnału), przetwornik A/C, pamięć próbek, układ sterowania (mikroprocesor), wyświetlacz LCD.
są typowymi analogowymi miernikami elektronicznymi. Do najważniejszych bloków przetwarzających nośnik informacji, jakim jest napięcie, należą: dzielnik napięcia, wzmacniacz napięcia, układ zwiększający Rwe i wskaźnik analogowy. Wśród woltomierzy elektronicznych spotkać można takie, które realizują różne metody pomiarowe, np. zerową kompensacyjną
najczęściej wykorzystują mechanizm magnetoelektryczny i mają identyczną strukturę jak amperomierze, a rezystancja cewki (R0) jest w nich naturalnym przetwornikiem mierzonego napięcia (na poziomi mV) na natężenie prądu, na które fizycznie reaguje cewka. Stąd ich czułość napięciowa powiązana jest z czułością prądową cewki
stanowią najważniejszą grupę przyrządów pomiarowych, gdyż na ich strukturze opiera się większość mierników mikroprocesorowych. Najważniejszą ich cechą jest wykorzystanie przetworników A/C, przetwarzających właśnie napięcie.
został dostrzeżony wraz ze sformułowaniem mechaniki kwantowej. Takie rozumienie możliwości przewidywania ewolucji materii wynika z odkrytej przez Heisenberga zasady nieoznaczoności oraz probabilistycznego opisu zachowania się układów kwantowych za pomocą funkcji falowych zaproponowanych przez Schrödingera.
jest z oddziaływaniem aparatury pomiarowej z badanym obiektem i dotyczy par wielkości fizycznych kanonicznie sprzężonych, takich jak: położenie i pęd, czas i energia itd.
jest pewnego rodzaju relacją pomiędzy obiektami, związaną ze zmianą stanu jednego z nich i tym samym ze zmianą jego nieokreśloności
dopasowuje poziom wartości nośnika informacji pojawiającego się na początku toru pomiarowego (najczęściej na wyjściu czujnika) do zakresu wejściowego następnego bloku miernika.
energetycznego ma za zadanie umożliwić optymalne przekazanie energii z poprzedniego do następnego bloku w torze przetwarzania.
obecnie mikroprocesorowe, dokonują pomiaru pośredniego: wynik pomiaru obliczają cyfrowo na podstawie pomiaru prądu i napięcia.
cyfrowe stanowią najważniejszą grupę przyrządów pomiarowych, gdyż na ich strukturze opiera się większość mierników mikroprocesorowych. Najważniejszą ich cechą jest wykorzystanie przetworników A/C, przetwarzających właśnie napięcie.
wykorzystują mechanizm elektrodynamiczny. Składa się on z dwóch cewek prądowych, z których jedna zastępuje magnes stały występujący w mechanizmach magnetoelektrycznych. Pole magnetyczne wytwarzane przez cewkę nieruchomą jest proporcjonalne do płynącego przez nią natężenia prądu IN, a wychylenie cewki ruchomej jest proporcjonalne do natężenia płynącego przez nią prądu IR oraz pola magnetycznego wytworzonego przez pierwszą z cewek. Ostatecznie wychylenie ustroju jest proporcjonalne do iloczynu obydwu prądów
ujmujące ilościowo najważniejsze cechy charakterystyki statycznej przyrządu pomiarowego wyznaczane są jej na podstawie. Do tych podstawowych parametrów należą: zakres, liniowość (błąd nieliniowości), powtarzalność, przesunięcie charakterystyki (offset) i jego dryft, oraz histereza (błąd histerezy).
polega na obliczeniu tzw. średniej ważonej oraz jej odchylenia standardowego w sytuacji, gdy dysponujemy kilkoma seriami pomiarów tej samej wartości (każda o innej dokładności). -Pierwszym etapem jest wyznaczenie wartości średnich i odchyleń standardowych średnich dla każdej z serii pomiarów, a potem wag wi proporcjonalnych do ich dokładności (a zatem odwrotnie proporcjonalnych do kwadratów odchyleń standardowych, czyli wariancji ) -Następnie liczona jest średnia ważona xw zgodnie ze wzorem - oraz odchylenie standardowe średniej ważonej
przyrządów pomiarowych stosuje podejście znane z teorii systemów, gdzie każdy system graficzne reprezentowany jest jako blok posiadający swoje wejścia (wielkości pobudzające) i wyjścia (wielkości będące reakcjami systemu na pobudzenie).
Standard VXI został opracowany pod koniec lat 80-tych XX w. na zamówienie Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych (miał być stosowany na myśliwcach lotniskowców) przez konsorcjum głównych firm amerykańskich. Jego zadaniem było połączenie transmisji równoległej (IEEE-488) z szybkością interfejsu VME (Motorola) oraz małe rozmiary i duża odporność mechaniczna. Standard ten szybko został przekazany do zastosowań komercyjnych. Główne cechy VXI to
znormalizowane wymiary kart modułowych (EUROCARD), -magistrala VXI: 9 typów szyn zgrupowanych w dwie magistrale, szyny 8-, 16-bitowe transmisja danych do 80 MB/s, do 300 urządzeń połączonych w hierarchiczną strukturę drzewiastą,
integracja modułowych systemów pomiarowych: kaseta, płyta główna i karty modułowe, znormalizowane wymiary kart modułowych (EUROCARD), -magistrala VXI: 8 typów szyn zgrupowanych w trzy magistrale, szyny 8-, 16-, 24- i 32-bitowe, transmisja danych do 80 MB/s, do 300 urządzeń połączonych w hierarchiczną strukturę drzewiastą,
integracja modułowych systemów pomiarowych: kaseta, płyta główna i karty modułowe, znormalizowane wymiary kart modułowych (EUROCARD), -magistrala VXI: 8 typów szyn zgrupowanych w trzy magistrale, szyny 8-, 16-, 24- i 32-bitowe, transmisja danych do 80 MB/s, do 300 urządzeń połączonych w hierarchiczną strukturę drzewiastą,
integracja modułowych systemów pomiarowych: kaseta, płyta główna i karty modułowe, znormalizowane wymiary kart modułowych (EUROCARD), -magistrala VXI: 8 typów szyn zgrupowanych w trzy magistrale, szyny 8-, 16-, 24- i 32-bitowe, transmisja danych do 40 MB/s, do 256 urządzeń połączonych w hierarchiczną strukturę drzewiastą, sterowanie systemem za pomocą komputera zewnętrznego lub komputera modułowego.
są trzecią przyczyną niedokładności pomiarów, cechującą jedynie elektroniczną aparaturę pomiarową. Wyróżnia się kilka typowych rodzajów szumów obserwowanych w urządzeniach elektronicznych (w tym w przyrządach pomiarowych). -szumy cieplne, -szum prądowy, -szum migotania.
dotyczy próby pomiaru pary wielkości kanonicznie sprzężonych (jak np. położenie i pęd) charakteryzujących ten sam obiekt.
nie da się skonstruować bezbłędnego wzorca (poza międzynarodowym wzorcem 1 kg – z definicji), zatem wszystkie wykonywana w oparciu o nie pomiary muszą być obarczone błędami.
cechuje się tym, że sygnały informacyjne przechodzą kolejno przez wszystkie urządzenia, a sygnały organizacyjne kierowane są z kontrolera bezpośrednio do każdego z nich. Kontroler zajmuje w niej szczególne miejsce.
to taka, w której wszystkie elementy dołączane są równolegle do magistrali informacyjno-sterującej, żadne z nich nie zajmuje wyróżnionego miejsca w topologii systemu, a kontrolerem może być dowolne z urządzeń posiadających takie możliwości. Systemy budowane w tej konfiguracji charakteryzują się największą elastycznością.
posiada wszystkie linie jednokierunkowe, a kontroler nie zajmuje w niej wyróżnionego miejsca. Tak budowane systemy cechują się najmniejszą szybkością działania. *W rzeczywistości wiele systemów ma konfigurację mieszaną, w której różne ich części budowane są w jednej z powyżej przedstawionych konfiguracji.
to czas trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania odpowiadającego przejściu atomu cezu 133Cs pomiędzy dwoma poziomami nadsubtelnymi stanu podstawowego w stanie spoczynku przy temperaturze 0 kelwinów.
równy jest masie międzynarodowego prototypu kilograma (wykonanego ze stopu platyny i irydu w roku 1889, przechowywanego w BIPM).
to takie natężenie prądu stałego, przepływającego przez dwa prostoliniowe, równoległe i nieskończenie długie przewody o pomijalnie małym przekroju poprzecznym,
stałe i regulowane, aktywne (źródła energii) i pasywne (zasilane), naturalne (np. czasu, temperatury) i sztuczne (np. masy, natężenia prądu, światłości).
Standard IEC-625 (IEEE-488, HP-IB, GPIB)-) ma początki sięgające początku lat 70-tych ubiegłego wieku, kiedy to amerykańska firma Hewlett-Packard jako pierwsza opracowała sprawnie działający interfejs równoległy HP-IB (pojemności między liniami zredukowano rozdzielając linie sygnałowe liniami masy – efekt ekranowania). Po udostępnieniu tego standardu innym producentom przyjęto nazwę GPIB. Ostatecznie zatwierdzono go w Stanach Zjednoczonych w 1975 r. jako IEEE-488, a następnie w Europie i Polsce pod nazwą IEC-625.Cechy jego budowy i działania to:
konfiguracja magistralowa: wszystkie urządzenia podłączone równolegle do wspólnej magistrali, magistrala: 8 linii danych, 3 linie synchronizacji, 5 linii sterowania i 9 linii masy, maksymalna liczba dołączonych urządzeń: kontroler + 14 (każde ma swój adres), napięcia nadajnika: 0: 2,4 V, odległość pomiędzy dwoma urządzeniami: do 2 m (całkowita długość okablowania: do 20 m), szybkość transmisji: do 1 MB/s, - podstawowe procedury interfejsu: przesyłanie danych, odpytywanie (szeregowe lub równoległe), przekazywanie sterowania.
konfiguracja magistralowa: wszystkie urządzenia podłączone równolegle do wspólnej magistrali, magistrala: 8 linii danych, 3 linie synchronizacji, 5 linii sterowania i 9 linii masy, maksymalna liczba dołączonych urządzeń: kontroler + 14 (każde ma swój adres), napięcia nadajnika: 0: 2,4 V, odległość pomiędzy dwoma urządzeniami: do 2 m (całkowita długość okablowania: do 20 m), szybkość transmisji: do 1 MB/s, - podstawowe procedury interfejsu: przesyłanie danych, odpytywanie (szeregowe lub równoległe), przekazywanie sterowania.
Multimetry pierwotnie budowane były jako programowalne, posiadające strukturę wewnętrzną prostego woltomierza cyfrowego z przetwornikiem C/A, uzupełnionego o dodatkowe bloki przetworników (I/U, R/U, AC/DC) i przełączników.
Multimetry pierwotnie budowane były jako nieprogramowalne, posiadające strukturę wewnętrzną prostego woltomierza cyfrowego z przetwornikiem A/C, uzupełnionego o dodatkowe bloki przetworników (I/U, R/U, AC/DC) i przełączników.
Standard RS-232 (V.24) został opracowany i zatwierdzony na początku lat 60-tych ubiegłego wieku w Stanach Zjednoczonych (i używany do dziś). Do jego najważniejszych cech należą:
łączenie wielu urządzeń, odległość między urządzeniami do 50 m, szybkość transmisji do 600 kbit/s, , transmisja: asynchroniczna (z kontrolą błędów) lub synchroniczna
łączenie urządzeń, odległość między urządzeniami do 50 m, szybkość transmisji do 600 kbit/s, linie danych, sterujące, synchronizacji, masy, parametry sygnałów (logika ujemna sygnału danych): 1: -15÷-3 V, 0: 3÷15 V, transmisja: asynchroniczna (z kontrolą błędów) lub synchroniczna, pętla prądowa (30 mA): odległość do kilkuset metrów.
łączenie tylko pary urządzeń, odległość między urządzeniami do 15 m, szybkość transmisji do 20 kbit/s, linie danych, sterujące, synchronizacji, masy, parametry sygnałów (logika ujemna sygnału danych): 1: -15÷-3 V, 0: 3÷15 V, transmisja: asynchroniczna (z kontrolą błędów) lub synchroniczna, pętla prądowa (20 mA): odległość do kilkuset metrów.
Interfejsy szeregowe były pierwszymi interfejsami umożliwiającymi budowę systemów cyfrowych, w tym pomiarowych Dalej
to światłość źródła emitującego w danym kierunku promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540•1012 herców i mającego natężenie promieniowania w tym kierunku równe 1/682 wata na steradian.
to takie natężenie prądu stałego, przepływającego przez dwa prostoliniowe, równoległe i nieskończenie długie przewody o pomijalnie małym przekroju poprzecznym,
to ilość substancji w układzie, który zawiera tyle samo jednostek elementarnych ile jest atomów w 0,012 kilograma (12 gramach) węgla 12C (atomy niezwiązane w spoczynku, w stanie podstawowym).
wyznacza się metodami statystycznymi na podstawie wyników z serii pomiarów – wyraża ona efekty losowe.
Ilościowe przenoszenie się błędów systematycznych z pomiarów bezpośrednich na wynik pomiaru pośredniego (dotyczy to przede wszystkim błędów granicznych) można wyznaczyć obliczając różniczkę zupełną dla zastosowanego równania matematycznego ogólnej postaci
jest sformułowaniem mechaniki kwantowej. Takie rozumienie możliwości przewidywania ewolucji materii wynika z odkrytej przez Heisenberga zasady nieoznaczoności oraz probabilistycznego opisu zachowania się układów kwantowych za pomocą funkcji falowych zaproponowanych przez Schrödingera.
jest pewnego rodzaju relacją pomiędzy obiektami, związaną ze zmianą stanu jednego z nich i tym samym ze zmianą jego nieokreśloności.
związana jest z oddziaływaniem aparatury pomiarowej z badanym obiektem i dotyczy par wielkości fizycznych kanonicznie sprzężonych, takich jak: położenie i pęd, czas i energia itd.
określają przebieg sygnału w czasie. W przypadku sygnałów okresowych podstawowym ich parametrem jest pulsacja ω [rad] (zwana też częstością), powiązana z częstotliwością f [Hz] i okresem T [s]
Podstawowe parametry sygnałów okresowych: Parametry energetyczne Parametry czasowe Parametry charakteryzujące kształt Dalej
Pomiar prowadzi do zmniejszenia entropii informacji, czyli innymi słowy do pozyskania informacji (entropia jest tym mniejsza im większa ilość informacji).
budowane są w dwóch analogicznych konfiguracjach: do pomiaru indukcyjności szeregowej (mostek Maxwella-Wiena) i równoległej (mostek Haya)
budowane są w dwóch konfiguracjach: do pomiaru pojemności szeregowej (mostek Sauty'ego-Wiena) i równoległej (mostek Nernsta).
budowane są w dwóch analogicznych konfiguracjach: do pomiaru indukcyjności szeregowej (mostek Maxwella-Wiena) i równoległej (mostek Haya). Warte zauważenia jest zastosowanie do regulacji reaktancji kondensatora wzorcowego zamiast cewki. Wynika to z większej precyzji wzorców pojemnościowych. Jednocześnie w mostku przekonfigurowane zostaje połączenie i umieszczenie wzorców regulowanych.
to czas trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania odpowiadającego przejściu atomu cezu 133Cs pomiędzy dwoma poziomami nadsubtelnymi stanu podstawowego w stanie spoczynku przy temperaturze 0 kelwinów.
to 1/273,16 część termodynamicznej temperatury potrójnego punktu wody. Posługując się kelwinami nie używa się pojęcia stopień, tak więc np. 0 stopni Celsjusza to 273,15 kelwina
] to ilość substancji w układzie, który zawiera tyle samo jednostek elementarnych ile jest atomów w 0,012 kilograma (12 gramach) węgla 12C (atomy niezwiązane w spoczynku, w stanie podstawowym).
formuje impulsy, które po przejściu przez bramkę w czasie 10s zliczane są przez układ licznika cyfrowego i analogowego.
formuje impulsy, które po przejściu przez bramkę w czasie zliczane są przez układ licznika analogowego.
formuje impulsy, które po przejściu przez bramkę w czasie zliczane są przez układ licznika cyfrowego.
nie da się skonstruować bezbłędnego wzorca (poza międzynarodowym wzorcem 1 kg – z definicji), zatem wszystkie wykonywana w oparciu o nie pomiary muszą być obarczone błędami.
dotyczy próby pomiaru pary wielkości kanonicznie sprzężonych (jak np. położenie i pęd) charakteryzujących ten sam obiekt.
są trzecią przyczyną niedokładności pomiarów, cechującą jedynie elektroniczną aparaturę pomiarową. Wyróżnia się kilka typowych rodzajów szumów obserwowanych w urządzeniach elektronicznych (w tym w przyrządach pomiarowych).
Mikroprocesor (μP) -jest cyfrowym układem sterująco-obliczeniowym bardzo wysokiej skali integracji. Na jego budowę składa się kilka podstawowych bloków
jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU), układ sterowania (CU), zespół rejestrów, magistrala danych, bufory.
to wzorzec jednostki miary o najwyższej jakości metrologicznej w danym miejscu lub danej organizacji, stanowiący odniesienie do wykonywanych tam pomiarów.
to taki, któremu wartość została przekazana w procesie porównania ze wzorcem pierwotnym tej jednostki
to wzorzec, który jest powszechnie uznany za cechujący się najwyższą jakością metrologiczną i którego wartość przyjmowana jest bez odnoszenia do innych wzorców tej jednostki.
polega na bezpośredniej rejestracji (poprzez przetwarzanie A/C) wielkości pobudzającej u i reakcji obiektu y, co daje wektory próbek u i y. Wielkościami mierzonymi pośrednio xzm (a zatem obliczanymi) są parametry θ, co formalnie można zapisać jako rozwiązanie zadania odwrotnego
polega na bezpośredniej rejestracji (poprzez przetwarzanie C/A) wielkości pobudzającej u i reakcji obiektu y, co daje wektory próbek u i y.
polega na pośredniej rejestracji (poprzez przetwarzanie A/C) wielkości pobudzającej u i reakcji obiektu y, co daje punkty próbek u i y. Wielkościami mierzonymi bezpośrednio xzm (a zatem obliczanymi) są parametry θ, co formalnie można zapisać jako rozwiązanie zadania odwrotnego
Stanowi on nieintegralną część urządzenia działającego w systemie i wypełnia jedną funkcję. W systemach pomiarowych przyjął się jeden interfejs, zwanych stąd pomiarowym.
Stanowi on integralną część urządzenia działającego w systemie i wypełnia kilka funkcji nie pomiarowych
układ pośredniczący między elementami składowymi systemu lub różnymi systemami.Stanowi on integralną część urządzenia działającego w systemie i wypełnia kilka funkcji. W systemach pomiarowych przyjęło się kilka interfejsów, zwanych stąd pomiarowymi.
jest zjawiskiem polegającym na nieco innym przebiegu charakterystyki statycznej gdy wartość mierzona rośnie i gdy maleje. Widoczne jest ono jako tzw. pętla histerezy
to wartość wskazania przyrządu przy zerowym pobudzeniu, a dryft offsetu mówi o zmianie tej wartości w czasie.
taka wartość wielkości wyjściowej, której jest funkcją ciągłą wartości pobudzenia. Do najważniejszych grup przetworników A/A należą: dzielniki napięć i prądów, przetworniki prostownikowe, wzmacniacze pomiarowe i inne.
taka wartość wielkości wejściowej, której jest funkcją ciągłą wartości pobudzenia. Do najważniejszych grup przetworników A/A należą: dzielniki napięć i prądów, oporniki prostownikowe, wzmacniacze pomiarowe i inne.
taka wartość wielkości wyjściowej, której jest funkcją ciągłą wartości pobudzenia. Do najważniejszych grup przetworników A/B należą: dzielniki napięć i prądów, przetworniki prostownikowe
Podstawowe rodzaje przetworników analogowych : Wynik przetwarzania analogowego Dzielniki napięć i prądów Przekładnik napięcia przemiennego Przekładnik prądu przemiennego przetworniki prądu na napięcie (I/U) i napięcia na prąd (U/I). Dalej
bezpośrednio mierzy się watomierzem, gdyż jest to moc czynna. Watomierz jednak zwykle podłącza się jednocześnie z amperomierzem i woltomierzem wartości skutecznej (rys.), co można zrobić w dwóch układach: z poprawnym pomiarem napięcia (a) i prądu (b). Wartości odczytane z mierników pozwalają wyznaczyć nie tylko moc czynna, ale również bierną i pozorną.
mierzona w watach [W] jest wartością średnią mocy chwilowej. Wyraża ona rozpraszanie (zamianę na ciepło) energii elektrycznej przez odbiornik lub jej zamienianie na inną postać lub pracę.
Q mierzona w warach [var] jest mocą pulsującą między nadajnikiem i odbiornikiem. Ze wzoru tego wynika, że dla idealnego rezystora P 0 (nie oddaje on mocy elektrycznej, która do niego dociera), a dla idealnego kondensatora i cewki P U sk I sk (tzn. nie rozpraszają one energii elektrycznej).
) wyznacza się metodami statystycznymi na podstawie wyników z serii pomiarów – wyraża ona efekty losowe.
automatyka inteligentnych budynków, - monitorowanie środowiska naturalnego, - nadzór i sterowanie w przemyśle, - wojskowość, - zaawansowane technologicznie rolnictwo, - systemy bezpieczeństwa (chemicznego, przeciwpożarowego itp.), - sterowanie ruchem miejskim, - logistyka, - służba zdrowia.
automatyka inteligentnych budynków, - monitorowanie środowiska naturalnego, - nadzór i sterowanie w przemyśle, - wojskowość, , - systemy bezpieczeństwa ( przeciwpożarowego itp.),
automatyka inteligentnych budynków, - nadzór i sterowanie w automatyce, - wojskowość, - zaawansowane technologicznie rolnictwo, - systemy bezpieczeństwa (chemicznego, przeciwpożarowego itp.),
stosuje się w pomiarach biernych właściwości obiektów badanych, tj. takich, które uwidaczniają się tylko w warunkach zewnętrznego pobudzenia badanego obiektu.
budowane są jako elementy elektroniczne, które w oparciu o wybrane zjawiska fizyczne potrafią jednoznacznie zamienić wartość wielkości mierzonej na proporcjonalna do niej wartość wielkości elektrycznej, która staje się nośnikiem informacji i jest dalej przetwarzana w mierniku
sygnału dopasowuje poziom wartości nośnika informacji pojawiającego się na początku toru pomiarowego (najczęściej na wyjściu czujnika) do zakresu wejściowego następnego bloku miernika.
to podlegająca pomiarowi zmienna w czasie wielkość fizyczna nie będąca nośnikiem informacji o stanie badanego obiektu.
to podlegająca pomiarowi zmienna w czasie wielkość fizyczna będąca nośnikiem informacji o stanie badanego obiektu. W miernictwie i innych dziedzinach nauki i techniki sygnały rzeczywiste opisywane są za pomocą modeli fizycznych.
to podlegająca pomiarowi zmienna w czasie wielkość fizyczna będąca nośnikiem informacji o stanie badanego obiektu. W metrologii i innych dziedzinach nauki i techniki sygnały rzeczywiste opisywane są za pomocą modeli matematycznych.
jest obecnie najpopularniejszym interfejsem szeregowym, stosowanym również w najnowszych typach mierników wieloprocesorowych. Za jego pomocą można podłączyć do urządzenia pełniącego rolę kontrolera (np. komputer) wiele urządzeń podrzędnych, w tym przyrządy pomiarowe (umożliwia to bezpośrednie połączenie dwóch komputerów lub dwóch urządzeń peryferyjnych). Podłączone urządzenia są automatycznie wykrywane. Za komunikację z nimi odpowiadają programy zwane sterownikami. Szybkość transmisji jest zależna od typu (1.1, 2.0 lub 3.0 – dodatkowe, ekranowane pary przewodów typu dupleks) i wynosi od 1,5 Mbit/s (specyfikacja z 1998 r.) do 4,8 Gbit/s (specyfikacja z 2008 r.). Transmisja odbywa się przy wykorzystaniu dwóch przewodów. Magistrala zawiera również linię zasilającą (+5 V) i masy. Maksymalnym pobór prądu z interfejsu wynosi 1 A. USB jest interfejsem zbudowanym w standardzie Plug and Play, co pozwala za jego pomocą łączyć urządzenia w sieć o topologii siatki. W całej sieci można podłączyć do 300 urządzeń USB (ograniczeniem może być pobór mocy).
jest obecnie najpopularniejszym interfejsem szeregowym, stosowanym również w najnowszych typach mierników mikroprocesorowych. Za jego pomocą można podłączyć do urządzenia pełniącego rolę kontrolera (np. komputer) wiele urządzeń podrzędnych, w tym przyrządy pomiarowe (uniemożliwia to jednak bezpośrednie połączenie dwóch komputerów lub dwóch urządzeń peryferyjnych). Podłączone urządzenia są automatycznie wykrywane. Za komunikację z nimi odpowiadają programy zwane sterownikami. Szybkość transmisji jest zależna od typu (1.1, 2.0 lub 3.0 – dodatkowe, ekranowane pary przewodów typu dupleks) i wynosi od 1,5 Mbit/s (specyfikacja z 1998 r.) do 4,8 Gbit/s (specyfikacja z 2008 r.). Transmisja odbywa się przy wykorzystaniu dwóch przewodów. Magistrala zawiera również linię zasilającą (+5 V) i masy. Maksymalnym pobór prądu z interfejsu wynosi 0,5 A. USB jest interfejsem zbudowanym w standardzie Plug and Play, co pozwala za jego pomocą łączyć urządzenia w sieć o topologii drzewa. W całej sieci można podłączyć do 127 urządzeń USB (ograniczeniem może być pobór mocy). W jednej sieci mogą pracować urządzenia o różnych szybkościach transmisji.
W całej sieci można podłączyć do 127 urządzeń USB (ograniczeniem może być pobór mocy). W jednej sieci mogą pracować urządzenia o takich samych szybkościach transmisji.
to maksymalną różnica miedzy „ramieniem wstępującym” i „zstępującym” charakterystyki statycznej w pełnym zakresie pomiarowym.
to maksymalną różnica miedzy „ramieniem wstępującym” i „zstępującym” charakterystyki statycznej w pełnym zakresie pomiarowym
to wartość wskazania przyrządu przy zerowym pobudzeniu, a dryft offsetu mówi o zmianie tej wartości w czasie.
to maksymalne odchylenie rzeczywistej charakterystyki statycznej od modelu liniowego występujące w zakresie pomiarowym
to wzorzec urzędowo uznany w danym kraju za podstawę do przypisania wartości innym wzorcom tej jednostki.
to wzorzec jednostki miary uznany na mocy umowy międzynarodowej za podstawę do przypisania wartości innym wzorcom tej jednostki.
są narzędziami lub układami pomiarowymi przeznaczonymi do realizacji, zachowania lub przekazywania (odtwarzania) jednostki miary lub jej wielokrotności. Wzorzec jednego kilograma pełni też rolę definicyjną w układzie SI.
przypisane wartości (poprzez pomiar) wyróżnionym wielkościom fizycznym (zmiennym i współczynnikom równań).
posiada wszystkie linie jednokierunkowe, a kontroler nie zajmuje w niej wyróżnionego miejsca. Tak budowane systemy cechują się najmniejszą szybkością działania. *W rzeczywistości wiele systemów ma konfigurację mieszaną, w której różne ich części budowane są w jednej z powyżej przedstawionych konfiguracji.
jest możliwa do osiągnięcia po ich połączeniu umożliwiającym przesyłanie sygnałów informacyjnych i sterujących oraz przypisaniu jednemu z nich funkcji systemu nadrzędnego (M – master), a pozostałym statusu systemów podrzędnych (S – slave). Typowe połączenia to struktury: drzewiasta, gwieździsta i pętlowa.
gwieździsta posiada kontroler, który pośredniczy w przekazywaniu każdej informacji, także tych przesyłanych między miernikami. Tak budowane są proste systemy pomiarowe. Kontroler zajmuje w nich miejsce centralne.
posiadają wewnętrzną strukturę identyczną z omówioną wcześniej strukturą woltomierzy DC. Do wyznaczania wartości skutecznej wykorzystywane są w nich odpowiednie procedury programowe obliczające Usk na podstawie rejestrowanych próbek mierzonego sygnału (lub rzadziej przetworniki AC/DC umieszczone między układem wejściowym i przetwornikiem A/C).
mają omówiona wcześniej strukturę wewnętrzną odpowiednio woltomierza elektronicznego lub cyfrowego, uzupełnioną o przetwornik i/u (układ budowany z wykorzystaniem precyzyjnego rezystora).
wartości skutecznej były równie rzadko spotykane, co woltomierze (z podobnych powodów). Przykładem takiego miernika może być amperomierz termoelektryczny stosowany do pomiaru natężenia prądu wielkiej częstotliwości
analogowy blok czujników, przetworników wejściowych i kondycjonowania sygnału (A/A), blok przetwarzania AC/DC (przetworniki AC/DC stosowane były tylko w prostszych miernikach mikroprocesorowych; obecnie ich rolę przejmują fragmenty oprogramowania, co redukuje cenę wytworzenia), przetwornik A/C, system mikroprocesorowy, bloki komunikacji z użytkownikiem (płyta czołowa, klawiatura, urządzenia odczytowe), blok generacji sygnałów pobudzających
analogowy blok czujników, przetworników wejściowych i wyjściowych i kondycjonowania sygnału (A/A), blok przetwarzania AC/DC (przetworniki AC/DC stosowane były tylko w prostszych miernikach mikroprocesorowych; obecnie ich rolę przejmują fragmenty oprogramowania, co redukuje cenę wytworzenia), przetwornik A/C, system wieloprocesorowy, bloki komunikacji z użytkownikiem (płyta czołowa, klawiatura, urządzenia odczytowe),
cyfrowy blok czujników, przetworników wejściowych i kondycjonowania sygnału (A/B), blok przetwarzania AD/DD (przetworniki AC/DC stosowane były tylko w prostszych miernikach mikroprocesorowych; obecnie ich rolę przejmują fragmenty oprogramowania, co redukuje cenę wytworzenia), przetwornik C/A, system mikroprocesorowy, bloki komunikacji z użytkownikiem (płyta czołowa, klawiatura, urządzenia odczytowe), blok generacji sygnałów pobudzających
wartości skutecznej były równie rzadko spotykane, co woltomierze (z podobnych powodów). Przykładem takiego miernika może być amperomierz termoelektryczny stosowany do pomiaru natężenia prądu wielkiej częstotliwości
mają omówiona wcześniej strukturę wewnętrzną odpowiednio woltomierza elektronicznego lub cyfrowego, uzupełnioną o przetwornik i/u (układ budowany z wykorzystaniem precyzyjnego rezystora).
wartości skutecznej posiadają wewnętrzną strukturę identyczną z omówioną wcześniej strukturą woltomierzy DC. Do wyznaczania wartości skutecznej wykorzystywane są w nich odpowiednie procedury programowe obliczające Usk na podstawie rejestrowanych próbek mierzonego sygnału (lub rzadziej przetworniki AC/DC umieszczone między układem wejściowym i przetwornikiem A/C).
pobierają stosunkowo dużą moc z obiektu. Typowo, stosowane do rejestracji sygnałów i > 0,5 A i u > 0,5 V. Ich główne bloki składowe to: układ wejściowy kondycjonujący sygnał, przetwornik elektromechaniczny zamieniający sygnał elektryczny na proporcjonalne do niego przemieszczenie oraz urządzenie zapisujące sterowane mechanizmem zegarowym skalującym oś czasu.
są urządzeniami elektronicznymi, wyposażonymi w dodatkowe bloki. Ich cechą jest to, że pobierają energię ze źródła pomocniczego, dzięki czemu nie obciążają obiektu badanego. Budowane są w różnych strukturach, m.in. w układzie przetworników kompensacyjnych napięcia. Sygnał wyjściowy z układu porównawczego (różnicowego) jest wzmacniany i wykorzystywany do sterowania regulowanym źródłem sygnału kompensacji xk. Sygnał ten podąża za sygnałem rejestrowanym x. Jednocześnie sygnał powstający w urządzeniu wykonawczym steruje urządzeniem zapisującym.
powstaje na pokrytym luminoforem ekranie lampy oscyloskopowej w miejscu uderzenia strumienia elektronów emitowanych przez działko elektronowe. Kierunek strumienia ustalany jest przez pole elektrostatyczne wytwarzane przez płytki odchylania pionowego i poziomego.
Podstawowe parametry przetworników C/A obejmują parametry we/wy, statyczne i dynamiczne. Najważniejsze z nich to:
liczba bajtów wyjściowych, rodzaj sygnału wyjściowego, zakres i polaryzacja wyjścia, obciążalność elektryczna wyjścia, rozdzielczość, dokładność przetwarzania
liczba bitów wejściowych, rodzaj sygnału wyjściowego, zakres wyjścia, obciążalność elektryczna wyjścia, czas ustalania się wyjścia
liczba bitów wejściowych, rodzaj sygnału wyjściowego, zakres i polaryzacja wyjścia, obciążalność elektryczna wyjścia, rozdzielczość, dokładność przetwarzania, czas ustalania się wyjścia
przypisane wartości (poprzez pomiar) wyróżnionym wielkościom fizycznym (zmiennym i współczynnikom równań).
to taka, w której wszystkie elementy dołączane są równolegle do magistrali informacyjno-sterującej, żadne z nich nie zajmuje wyróżnionego miejsca w topologii systemu, a kontrolerem może być dowolne z urządzeń posiadających takie możliwości. Systemy budowane w tej konfiguracji charakteryzują się największą elastycznością.
jest możliwa do osiągnięcia po ich połączeniu umożliwiającym przesyłanie sygnałów informacyjnych i sterujących oraz przypisaniu jednemu z nich funkcji systemu nadrzędnego (M – master), a pozostałym statusu systemów podrzędnych (S – slave). Typowe połączenia to struktury: drzewiasta, gwieździsta i pętlowa.
posiada wszystkie linie jednokierunkowe, a kontroler nie zajmuje w niej wyróżnionego miejsca. Tak budowane systemy cechują się najmniejszą szybkością działania. *W rzeczywistości wiele systemów ma konfigurację mieszaną, w której różne ich części budowane są w jednej z powyżej przedstawionych konfiguracji.
*parametr C zwany pojemnością, *parametr L zwany indukcyjnością, *parametry pasożytnicze, takie jak: -rezystancja doprowadzeń r, -indukcyjność doprowadzeń L
*parametr C zwany pojemnością, *parametr L zwany indukcyjnością, *parametry pasożytnicze, takie jak: -rezystancja doprowadzeń r, -indukcyjność doprowadzeń L, -(bardzo duża, lecz skończona) rezystancja dielektryka R; *parametr współczynnika strat D (zwanego też tangensem kąta stratności tg(mała delta)) *parametr Q określający dobroć cewki
*parametr S zwany pojemnością, *parametr W zwany indukcyjnością, *parametry pasożytnicze, takie jak: (bardzo duża, lecz skończona) rezystancja dielektryka R; *parametr współczynnika strat D (zwanego też tangensem kąta stratności tg(mała delta)) *parametr Q określający dobroć cewki
Obrazowany sygnał wejściowy podawany jest do bloku odchylania pionowego (Wejście Y), powodując proporcjonalne wychylanie się plamki świetlnej w górę i w dół. W jego skład wchodzą:
układ wyboru trybu pracy (AC, DC lub GND), tłumik i wzmacniacz wstępny (regulacja wzmocnienia obserwowanego sygnału), końcowy wzmacniacz odchylania.
układ wyboru trybu pracy (AD, DC lub GDN), tłumik i wzmacniacz wstępny (regulacja wzmocnienia obserwowanego sygnału)
(dyskretyzacja wartości) polega na przyporządkowaniu każdej próbce jednego ze skończonej liczby poziomów wartości (poziomów kwantowania).
(dyskretyzacja w czasie) polega na pobieraniu w określonych odstępach czasu Ts wartości wielkości x(t), czyli próbek (zwykle okres próbkowania Ts jest stały).
polega na przedstawieniu numeru poziomu kwantowania przyporządkowanego próbce (liczba naturalna) w postaci kodu, będącego najczęściej uporządkowanym szeregiem stanów dwójkowych (kod binarny).
to ilość substancji w układzie, który zawiera tyle samo jednostek elementarnych ile jest atomów w 0,012 kilograma (12 gramach) węgla 12C (atomy niezwiązane w spoczynku, w stanie podstawowym).
to światłość źródła emitującego w danym kierunku promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540•1012 herców i mającego natężenie promieniowania w tym kierunku równe 1/682 wata na steradian.
to 1/273,16 część termodynamicznej temperatury potrójnego punktu wody. Posługując się kelwinami nie używa się pojęcia stopień, tak więc np. 0 stopni Celsjusza to 273,15 kelwina.
sprowadza się do: – wyznaczenia przedziału, w którym mieści się wartość prawdziwa, dla każdego z pomiarów; – wyznaczenie części wspólnej tak otrzymanych przedziałów -odpowiedni zapis wyniku pomiaru, uwzględniający nowe granice przedziału z pewnością zawierającego wartość prawdziwą
– wyznaczenie części wspólnej tak otrzymanych przedziałów -odpowiedni zapis wyniku pomiaru, uwzględniający nowe granice przedziału z pewnością zawierającego wartość nieprawdziwą
polega na obliczeniu tzw. średniej ważonej oraz jej odchylenia standardowego w sytuacji, gdy dysponujemy kilkoma seriami pomiarów tej samej wartości (każda o innej dokładności). -Pierwszym etapem jest wyznaczenie wartości średnich i odchyleń standardowych średnich dla każdej z serii pomiarów, a potem wag wi proporcjonalnych do ich dokładności (a zatem odwrotnie proporcjonalnych do kwadratów odchyleń standardowych, czyli wariancji ) -Następnie liczona jest średnia ważona xw zgodnie ze wzorem - oraz odchylenie standardowe średniej ważonej
Schematy analiza wyników pomiarów o różnej dokładności Podejście deterministyczne Podejście probabilistyczne Dalej
pobierają stosunkowo dużą moc z obiektu. Typowo, stosowane do rejestracji sygnałów i > 0,5 A i u > 0,5 V. Ich główne bloki składowe to: układ wejściowy kondycjonujący sygnał, przetwornik elektromechaniczny zamieniający sygnał elektryczny na proporcjonalne do niego przemieszczenie oraz urządzenie zapisujące sterowane mechanizmem zegarowym skalującym oś czasu.
otwierają i zamykają bramkę, a tym samym wyznaczają czas zliczania impulsów zegarowych (rys.). Liczba zliczonych impulsów jest wprost proporcjonalna do mierzonego odcinka czasu, a częstotliwość fw będąca naturalną potęgą 10 powoduje, że wyświetlana liczba (z przecinkiem zapalonym na odpowiedniej pozycji) wyrażona jest w jednostkach czasu.
Ich cechą jest to, że pobierają energię ze źródła pomocniczego, dzięki czemu nie obciążają obiektu badanego. Budowane są w różnych strukturach, m.in. w układzie przetworników kompensacyjnych napięcia. Sygnał wyjściowy z układu porównawczego
(dyskretyzacja wartości) polega na przyporządkowaniu każdej próbce jednego ze skończonej liczby poziomów wartości (poziomów kwantowania).
polega na przedstawieniu numeru poziomu kwantowania przyporządkowanego próbce (liczba naturalna) w postaci kodu, będącego najczęściej uporządkowanym szeregiem stanów dwójkowych (kod binarny).
(dyskretyzacja w czasie) polega na pobieraniu w określonych odstępach czasu Ts wartości wielkości x(t), czyli próbek (zwykle okres próbkowania Ts jest stały).
posiadają strukturę wewnętrzną zależną od poziomu mierzonej rezystancji. Ich blokami składowymi są m.in. źródła prądowe lub napięciowe, a pomiar (analogowy lub cyfrowy) sprowadza się do pomiaru powstałego napięcia lub natężenia prądu.
najczęściej wykorzystują mechanizmy magnetoelektryczne. Muszą też posiadać wewnętrzne źródło zasilania. Ich charakterystyki (a zatem też i skale) są nieliniowe. Buduje się je w układach szeregowych lub równoległych
wykorzystują mechanizm elektrodynamiczny. Składa się on z dwóch cewek prądowych, z których jedna zastępuje magnes stały występujący w mechanizmach magnetoelektrycznych. Pole magnetyczne wytwarzane przez cewkę nieruchomą jest proporcjonalne do płynącego przez nią natężenia prądu
Rezystancję można też mierzyć metodami bezpośrednimi zerowymi *Mostek Wheatstone'a realizujący pomiar metodą kompensacyjną Dalej
to najbardziej typowa struktura systemu pomiarowego. Kontroler i urządzenia pomiarowe znajdują się w pobliżu i współpracują ze sobą za pośrednictwem omówionych, przewodowych interfejsów szeregowych lub równoległych
obejmują swym działaniem duże tereny i w celach komunikacji wykorzystują ogólnie dostępne sieci teleinformatyczne – przewodowe i bezprzewodowe.
są najbardziej zintegrowanymi systemami pomiarowymi (rys.). W jednej obudowie zamyka się czujnik (lub zespół czujników) przetwarzający wielkość analogową na napięcie (A/U), przetwornik A/C (przetwarzane jest napięcie na postać cyfrową U/A) oraz mikrokontroler przetwarzający dalej dane pomiarowe cyfrowo (C/C). Czujniki inteligentne posiadają swoje własne interfejsy.
to pierwszy element łańcucha przetworników mający bezpośredni kontakt z polem pomiarowym i reagujący na zmianę wielkości mierzonej
to urządzenie (lub element) odwzorowujący wielkość wejściową na wielkość wyjściową w zdefiniowany sposób
to wzorzec jednostki miary uznany na mocy umowy międzynarodowej za podstawę do przypisania wartości innym wzorcom tej jednostki.
to wzorzec urzędowo uznany w danym kraju za podstawę do przypisania wartości innym wzorcom tej jednostki.
Czynniki wpływające na dokładność pomiaru prądu stałego *Niestety, poza samą wartością mierzonego prądu, na wynik pomiaru wpływają także inne czynniki powodujące, że prąd wpływający do amperomierza jest różny od wydajności prądowej J źródła prądowego. Są one zatem źródłem błędów systematycznych. Należą do nich:
są urządzeniami elektronicznymi, wyposażonymi w dodatkowe bloki. Ich cechą jest to, że pobierają energię ze źródła pomocniczego, dzięki czemu nie obciążają obiektu badanego. Budowane są w różnych strukturach, m.in. w układzie przetworników kompensacyjnych napięcia. Sygnał wyjściowy z układu porównawczego (różnicowego) jest wzmacniany i wykorzystywany do sterowania regulowanym źródłem sygnału kompensacji xk. Sygnał ten podąża za sygnałem rejestrowanym x. Jednocześnie sygnał powstający w urządzeniu wykonawczym steruje urządzeniem zapisującym.
Ich cechą jest to, że pobierają energię , dzięki czemu nie obciążają obiektu badanego. Budowane są w różnych strukturach, m.in. w układzie przetworników kompensacyjnych napięcia. Sygnał wyjściowy z układu porównawczego (różnicowego) jest wzmacniany i wykorzystywany do sterowania regulowanym źródłem sygnału kompensacji xk. Sygnał ten podąża za sygnałem rejestrowanym . Jednocześnie sygnał powstający w urządzeniu wykonawczym.
pobierają stosunkowo dużą moc z obiektu. Typowo, stosowane do rejestracji sygnałów i > 0,5 A i u > 0,5 V. Ich główne bloki składowe to: układ wejściowy kondycjonujący sygnał, przetwornik elektromechaniczny zamieniający sygnał elektryczny na proporcjonalne do niego przemieszczenie oraz urządzenie zapisujące sterowane mechanizmem zegarowym skalującym oś czasu.
jest proporcjonalna do prawdopodobieństwa zdarzenia (stanu) p (definicja wygodna w operacjach mnożenia i dzielenia).
jest pewnego rodzaju relacją pomiędzy obiektami, związaną ze zmianą stanu jednego z nich i tym samym ze zmianą jego nieokreśloności. Informacje o dowolnym obiekcie można uzyskać jedynie na drodze materialnego współoddziaływania z tym obiektem. Transport informacji przebiega w układzie: źródło, nośnik, układ przesyłania, odbiornik, przy obecności zakłóceń.
jest liczba skwantowanych stanów, jakie może przyjmować źródło (definicja wygodna w operacjach dodawania i odejmowania).
budowane są w dwóch konfiguracjach: do pomiaru pojemności szeregowej (mostek Sauty'ego-Wiena) i równoległej (mostek Nernsta).
budowane są w dwóch analogicznych konfiguracjach: do pomiaru indukcyjności szeregowej (mostek Maxwella-Wiena) i równoległej (mostek Haya). Warte zauważenia jest zastosowanie do regulacji reaktancji kondensatora wzorcowego zamiast cewki. Wynika to z większej precyzji wzorców pojemnościowych. Jednocześnie w mostku przekonfigurowane zostaje połączenie i umieszczenie wzorców regulowanych.
gwieździsta posiada kontroler, który pośredniczy w przekazywaniu każdej informacji, także tych przesyłanych między miernikami. Tak budowane są proste systemy pomiarowe. Kontroler zajmuje w nich miejsce centralne.
cechuje się tym, że sygnały informacyjne przechodzą kolejno przez wszystkie urządzenia, a sygnały organizacyjne kierowane są z kontrolera bezpośrednio do każdego z nich. Kontroler zajmuje w niej szczególne miejsce
(liniowa) to taka, w której wszystkie elementy dołączane są równolegle do magistrali informacyjno-sterującej, żadne z nich nie zajmuje wyróżnionego miejsca w topologii systemu, a kontrolerem może być dowolne z urządzeń posiadających takie możliwości. Systemy budowane w tej konfiguracji charakteryzują się największą elastycznością.
brak przekazywania sygnałów, - konwersja (dostosowanie typu danych, np. sposobu kodowania, do danej jednostki systemu), - synchronizacja transmisji, - żądanie obsługi przerwania (zmiany kolejności operacji wykonywanych przez procesor), - buforowanie (chwilowe przechowywanie danych),
przekazywanie sygnałów organizacyjnych i informacyjnych, - konwersja (dostosowanie typu danych, np. sposobu kodowania, do danej jednostki systemu), - synchronizacja transmisji, - żądanie obsługi przerwania (zmiany kolejności operacji wykonywanych przez procesor), - buforowanie (chwilowe przechowywanie danych), - korekcja błędów (żądanie ponownej transmisji po detekcji błędu).
przekazywanie sygnałów informacyjnych, - konwersja (dostosowanie typu danych, np. sposobu kodowania, do danej jednostki systemu), - synchronizacja transmisji, - żądanie obsługi przerwania (zmiany kolejności operacji wykonywanych przez procesor), - buforowanie (chwilowe przechowywanie danych), - brak korekcji błędów .
Δgr jest deterministycznym oszacowaniem błędu systematycznego pomiaru bezpośredniego. Określa on przedział wartości, w którym z pewnością leży wartość prawdziwa mierzonej wielkości (zatem wartość Δgr jest równa lub większa niż wartość błędu systematycznego).
metody jest szczególnym przypadkiem błędu systematycznego, w którym znane jest oszacowanie jego wartości także co do znaku. Występuje on zarówno w pomiarach bezpośrednich jak i pośrednich, i wynika z uproszczonej analizy procesu pomiarowego.
to błąd, który przy każdym pomiarze tego samego stanu mierzonej wielkości w tych samych warunkach (ten sam przyrząd i układ pomiarowy) ma zdeterminowaną wartość (stałą lub określoną wzorem). *Wyidealizowanym przykładem może być sytuacja wielokrotnego strzału do tarczy z każdorazowym trafieniem w ten sam punkt poza jej centrum.
Czym charakteryzuje się deterministyczna interpretacja niedokładności pomiaru : Błąd systematyczny Błąd graniczny Dalej
służy do komparacji międzynarodowych oraz porównań z innymi wzorcami, które nie mogą być porównywane bezpośrednio
najczęściej realizowany jest jako wzorzec zespołowy (wtedy wykorzystywana jest wartość uśredniona), a jego wartość ustala się w wyniku porównania ze wzorcem międzynarodowym. Służy do ustalania wartości wzorców porównania i odniesienia.
podejście polega na sprawdzeniu, czy podejrzany wynik mieści się w określonym przedziale wartości z przyjętym prawdopodobieństwem. obliczenie różnic między wartościami kolejnych pomiarów w serii a średnią.obliczenie odchylenia standardowego pojedynczego pomiaru sx.
rozpoczyna się od zaokrąglenia oszacowania niedokładności pomiaru. Reguła zaokrąglania w tym przypadku składa się z trzech elementów.
*Pierwszy z nich nazywany jest „regułą trzech sigma”. Procedura wygląda wtedy następująco: − wyznaczenie średniej z serii; − obliczenie różnic między wartościami kolejnych pomiarów w serii a średnią; − obliczenie odchylenia standardowego pojedynczego pomiaru sx; − wyrzucenie z serii tych pomiarów, których wartości różnią się od wartości średniej więcej niż o 3•sx (jeżeli liczba pomiarów przekroczyła 30, to <0.003).− po wyrzuceniu z serii wykrytych błędów grubych należy ponownie policzyć wartość średnią i odchylenia standardowe. Inne podejście polega na sprawdzeniu, czy podejrzany wynik mieści się w określonym przedziale wartości z przyjętym prawdopodobieństwem. W tym celu stosuje się następującą procedurę postępowania: uporządkowanie wyników pomiarów według rosnącej wartości; odrzucenie wyniku podejrzanego (najmniejszego lub największego).obliczenie dla zredukowanej serii pomiarów wartości średniej i odchylenia standardowego pojedynczego pomiaru; wyznaczenie przedziału ufności na przyjętym poziomie istotności; odrzucenie wyniku, jeżeli leży on poza przedziałem.
Spadek napięcia U przetwarzany jest przez rezystor R na proporcjonalny prąd Iu, który następnie fizycznie jest mnożony przez prąd odbiornika I w mechanizmie elektro- lub ferrodynamicznym. Dlatego też watomierze posiadają 4 zaciski wejściowe – po parze na prąd i napięcie, z tym, że jeden z zacisków napięciowych i jeden z prądowych są ze sobą wewnętrznie połączone
obecnie mikroprocesorowe, dokonują pomiaru bezpośredniego: wynik pomiaru obliczają analogowo na podstawie pomiaru natężenia i napięcia.
obecnie mikroprocesorowe, dokonują pomiaru pośredniego: wynik pomiaru obliczają cyfrowo na podstawie pomiaru prądu i napięcia.
najczęściej wykorzystują mechanizmy magnetoelektryczne. Muszą też posiadać wewnętrzne źródło zasilania. Ich charakterystyki (a zatem też i skale) są nieliniowe. Buduje się je w układach szeregowych lub równoległych
posiadają strukturę wewnętrzną zależną od poziomu mierzonej rezystancji. Ich blokami składowymi są m.in. źródła prądowe lub napięciowe, a pomiar (analogowy lub cyfrowy) sprowadza się do pomiaru powstałego napięcia lub natężenia prądu.
najczęściej realizowany jest jako wzorzec zespołowy (wtedy wykorzystywana jest wartość uśredniona), a jego wartość ustala się w wyniku porównania ze wzorcem międzynarodowym. Służy do ustalania wartości wzorców porównania i odniesienia.
służy do kontroli wzorca podstawowego lub do zastąpienia go w przypadku awarii (normalnie nie jest używany). Jego właściwości metrologiczne są analogiczne do właściwości wzorca podstawowego.
służy do komparacji międzynarodowych oraz porównań z innymi wzorcami, które nie mogą być porównywane bezpośrednio.
należą przetworniki. Ich nazwa bierze się od charakterystycznego układu struktury dzielników napięciowych.
należą przetworniki drabinkowe. Ich nazwa bierze się od charakterystycznego układu struktury dzielników napięciowych zbudowanych z rezystorów ułożonych „w drabinkę”.
Impedancja ta odzwierciedla właściwości dynamiczne miernika, istotne przy pomiarach napięć zmiennych, i zależy od częstotliwości (Im większa częstotliwość tym mniejszy jest wynik)
Impedancja ta odzwierciedla właściwości dynamiczne miernika, istotne przy pomiarach napięć zmiennych, i zależy od częstotliwości (Im mniejsza częstotliwość tym mniejszy jest wynik)
Impedancja ta odzwierciedla właściwości dynamiczne miernika, istotne przy pomiarach napięć zmiennych, i zależy od częstotliwości (Im większa częstotliwość tym większy jest wynik)
to jednostka ilości informacji odpowiadająca informacji uzyskanej po zajściu zdarzeniu, którego prawdopodobieństwo wynosi ½ (przyjęcie jednego ze stanów najprostszego źródła informacji):
jest miarą nieoznaczoności źródła, równą średniemu przyrostowi informacji przypadającej na jedno z k zdarzeń
jest proporcjonalna do prawdopodobieństwa zdarzenia (stanu) p (definicja wygodna w operacjach mnożenia i dzielenia).
pozwalają na badanie sygnałów o małych częstotliwościach. Tym razem bramka otwierana jest na jeden okres badanego sygnału, a licznik zlicza impulsy o dużej częstotliwości wytwarzane przez generator kwarcowy (po przejściu przez dzielnik częstotliwości)
formują impulsy, które po przejściu przez bramkę w czasie zliczane są przez układ licznika cyfrowego.
umożliwiają też pomiar okresu średniego, co uzyskuje się przez włączenie dodatkowego bloku dzielnika częstotliwości w tor sygnału mierzonego
daje na wyjściu napięcie wtórne U2 (najczęściej o wartości znamionowej 10/√3 V) proporcjonalne do napięcia pierwotnego U1 (zwykle 5/√3, 10/√3 lub 110/√3 kV):
stosowane są do pomiaru niskich napięć, rzędu kV. Przy odpowiedniej konstrukcji rdzenia ferromagnetycznego w układzie transformatorowym pracującym w stanie jałowym, daje na wyjściu napięcie wtórne Z2 (najczęściej o wartości znamionowej 10/√6 w) proporcjonalne do napięcia pierwotnego U1 (zwykle 6/√3, 15/√3 lub 110/√3 kV):
stosowane są do pomiaru wysokich napięć, rzędu kV. Przy odpowiedniej konstrukcji rdzenia ferromagnetycznego w układzie transformatorowym pracującym w stanie jałowym, daje na wyjściu napięcie wtórne U2 (najczęściej o wartości znamionowej 100/√3 V) proporcjonalne do napięcia pierwotnego U1 (zwykle 6/√3, 15/√3 lub 110/√3 kV):
polega na takim rodzaju obliczeń, w których uzyskuje się jednocześnie wartości kilku wielkości mierzonych pośrednio. Najczęściej bezpośrednio mierzone są zarówno argumenty zależności matematycznej (x) jak i jej wartości (y), a obliczane nieznane współczynniki równań (nazywane parametrami modelu), które odpowiadają konkretnym właściwościom fizycznym badanego obiektu.
wymaga wykonania obliczenia, w którym wielkości mierzone bezpośrednio (x) są argumentami w zależności funkcyjnej opisującej ich związek z wielkością mierzoną pośrednio (y). Związek ten podany jest w sposób jawny.
pomiaru Δx to różnica między wynikiem pomiaru xzm a prawdziwą wartością x0 wielkości mierzonej: Δx = xzm – x0
dyskretyzacja wartości) polega na przyporządkowaniu każdej próbce jednego ze skończonej liczby poziomów wartości (poziomów kwantowania).
polega na przedstawieniu numeru poziomu kwantowania przyporządkowanego próbce (liczba naturalna) w postaci kodu, będącego najczęściej uporządkowanym szeregiem stanów dwójkowych (kod binarny).
(dyskretyzacja w czasie) polega na pobieraniu w określonych odstępach czasu Ts wartości wielkości x(t), czyli próbek (zwykle okres próbkowania Ts jest stały).
równy jest masie międzynarodowego prototypu kilograma (wykonanego ze stopu platyny i irydu w roku 1889, przechowywanego w BIPM).
to czas trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania odpowiadającego przejściu atomu cezu 133Cs pomiędzy dwoma poziomami nadsubtelnymi stanu podstawowego w stanie spoczynku przy temperaturze 0 kelwinów.
Mierniki służące do cyfrowego pomiaru częstotliwości i parametrów pokrewnych zbudowane są następujących podstawowych bloków:
− układ wejściowy (przekształca każdy okres sygnału wejściowego na jeden impuls), − generator kwarcowy (generator częstotliwości wzorcowej fk, zwykle 5 lub 10 MHz, o dokładności rzędu 10-8), − dzielnik częstotliwości (częstotliwość na wyjściu tego bloku jest m-tą dziesiętna podwielokrotnością częstotliwości wejściowej), − układ sterowania bramką (odmierza wzorcowy odcinek czasu Tw = ), − bramka (przekazuje impulsy z wejścia na wyjście tylko przez czas ), − licznik (zlicza N dochodzących do niego impulsów), − urządzenie odczytowe (najczęściej cyfrowy wyświetlacz LED lub LCD).
− układ wyjściowy (przekształca każdy okres sygnału wejściowego na jeden impuls), − generator kwarcowy (generator częstotliwości wzorcowej fk, zwykle 5 lub 60 MHz, o dokładności rzędu 10-9), − dzielnik częstotliwości (częstotliwość na wyjściu tego bloku jest m-tą dziesiętna podwielokrotnością częstotliwości wejściowej), − układ sterowania bramką (odmierza wzorcowy odcinek czasu ), − bramka (przekazuje impulsy z wejścia na wyjście tylko przez czas ), − licznik (zlicza N dochodzących do niego impulsów), − urządzenie odczytowe (najczęściej cyfrowy wyświetlacz CRT lub LCD).
lampy oscyloskopowej z układami zasilania, − bloku odchylania pionowego, − bloku odchylania poziomego, − bloku wyzwalania i synchronizacji.
czasu wymaga podana informacji o początku i końcu pomiaru, stąd potrzebne są dwa układy wejściowe (Start i Stop).
wartość wielkości mierzonej zaokrągla się tak, aby jej ostatnia cyfra znacząca znajdowała się na tym samym miejscu dziesiętnym, co ostatnia cyfra znacząca zaokrąglonej niedokładności pomiaru.oszacowanie niedokładności zaokrągla się do jednej cyfry znaczącej.jeżeli odrzucana cyfrą jest 5, to następuje zaokrąglenie wyniku do liczby nieparzystej.
Określenie precyzji liczb, za pomocą których przedstawiany jest wynik pomiaru, rozpoczyna się od zaokrąglenia oszacowania niedokładności pomiaru. Reguła zaokrąglania w tym przypadku składa się z trzech elementów: oszacowanie niedokładności (zazwyczaj jest nim niepewność pomiaru) zaokrągla się zawsze „w górę”; oszacowanie niedokładności zaokrągla się do jednej cyfry znaczącej; jeżeli błąd zaokrąglenia w stosunku do pełnej liczby przekracza 20%, to oszacowanie niedokładności zaokrągla się do dwóch cyfr znaczących (zgodnie z zaleceniem Unii Fizyki Czystej i Stosowanej). *Kolejnym krokiem jest zaokrąglenie liczby wyrażającej wartość wielkości mierzonej. Liczby te zaokrągla się „w górę” lub „w dół” w zależności od wartości cyfr odrzucanych. Obowiązują tu następujące reguły: wartość wielkości mierzonej zaokrągla się tak, aby jej ostatnia cyfra znacząca znajdowała się na tym samym miejscu dziesiętnym, co ostatnia cyfra znacząca zaokrąglonej niedokładności pomiaru; jeżeli pierwsza z odrzucanych cyfr jest większa niż 5, lub jest równa 5 a następne nie są zerami, to następuje zaokrąglenie „w górę”; jeżeli pierwsza z odrzucanych cyfr jest mniejsza niż 5, to następuje zaokrąglenie „w dół”; jeżeli odrzucana cyfrą jest 5, to następuje zaokrąglenie wyniku do liczby parzystej.
charakteryzuje się zależnością wyniku przetwarzania (wyniku pomiaru) nie tylko od aktualnego stanu wejścia (wartości wielkości mierzonej), ale również od stanów wejścia w przeszłości (tzn. od tego, jakie wartości przez uprzedni czas eksperymentu pomiarowego miała wielkość mierzona).
miernika, a w szczególności jego parametry dynamiczne, określa się stosując zmienne w czasie pobudzenie (zmienną wielkość mierzoną) o specyficznych właściwościach.
możliwość transformacji "surowych" wyników pomiarów z dziedziny częstotliwości i wykonanie operacji fizycznych na tej drugiej reprezentacji.
możliwość transformacji "surowych" wyników pomiarów z dziedziny czasu w dziedzinę częstotliwości i wykonanie operacji matematycznych na tej drugiej reprezentacji. Po zakończeniu obliczeń ich wyniki ponownie transformowane są w dziedzinę czasu.
należy do zasadniczych elementów elektronicznych mierników analogowych – w nich wytwarzana jest wartość nośnika informacji (najczęściej napięcia) proporcjonalna do wartości wielkości mierzonej.
Bloki te realizują przetwarzanie wynikające z definicji wielkości mierzonej, co jest szczególnie dobrze widoczne podczas pomiarów parametrów wielkości okresowo zmiennych w czasie, takich jak: wartość średnia, wartość (między)szczytowa, czy wartość skuteczna.
ma za zadanie umożliwić optymalne przekazanie energii z poprzedniego do następnego bloku w torze przetwarzania.
energia nie jest pobierana , przyrząd pobiera energię rozpraszaną przez badany obiekt (stan obiektu, a tym samym wartość wielkości mierzonej, nie są zakłócone), przyrząd pobiera energię za pośrednictwem wielkości mierzonej.
energia pobierana jest z oddzielnego źródła (wielkość mierzona nie wydatkuje energii), przyrząd pobiera energię rozpraszaną przez badany obiekt (stan obiektu, a tym samym wartość wielkości mierzonej, nie są zakłócone), przyrząd pobiera energię za pośrednictwem wielkości mierzonej.
przyrząd oddaje energię rozpraszaną przez badany obiekt ,przyrząd oddaje energię za pośrednictwem wielkości mierzonej. energia oddawana jest z oddzielnego źródła
są typowymi analogowymi miernikami elektronicznymi. Do najważniejszych bloków przetwarzających nośnik informacji, jakim jest napięcie, należą: dzielnik napięcia, wzmacniacz napięcia, układ zwiększający Rwe i wskaźnik analogowy. Wśród woltomierzy elektronicznych spotkać można takie, które realizują różne metody pomiarowe, np. zerową kompensacyjną
stanowią najważniejszą grupę przyrządów pomiarowych, gdyż na ich strukturze opiera się większość mierników mikroprocesorowych. Najważniejszą ich cechą jest wykorzystanie przetworników A/C, przetwarzających właśnie napięcie.
najczęściej wykorzystują mechanizm magnetoelektryczny i mają identyczną strukturę jak amperomierze, a rezystancja cewki (R0) jest w nich naturalnym przetwornikiem mierzonego napięcia (na poziomi mV) na natężenie prądu, na które fizycznie reaguje cewka. Stąd ich czułość napięciowa powiązana jest z czułością prądową cewki
Podstawowe metody pomiaru napięcia stałego Woltomierze analogowe Woltomierze elektroniczne Woltomierze cyfrowe Dalej
jest liczba skwantowanych stanów, jakie może przyjmować źródło (definicja wygodna w operacjach dodawania i odejmowania).
to jednostka ilości informacji odpowiadająca informacji uzyskanej po zajściu zdarzeniu, którego prawdopodobieństwo wynosi ½ (przyjęcie jednego ze stanów najprostszego źródła informacji):
I jest proporcjonalna do prawdopodobieństwa zdarzenia (stanu) p (definicja wygodna w operacjach mnożenia i dzielenia).
metody jest szczególnym przypadkiem błędu systematycznego, w którym znane jest oszacowanie jego wartości także co do znaku. Występuje on zarówno w pomiarach bezpośrednich jak i pośrednich, i wynika z uproszczonej analizy procesu pomiarowego. Jeżeli badacz dysponuje dokładniejszym opisem procesu pomiarowego, może analitycznie oszacować wartość błędy metody (tzw. poprawkę) i dokonać korekcji wyniku pomiaru.
to błąd, który przy kolejnych pomiarach tego samego stanu mierzonej wielkości w tych samych warunkach przyjmuje wartości rozrzucone losowo. *O obecności błędów przypadkowych w wykonywanych pomiarach można się przekonać obserwując serię pomiarów tego samego stanu mierzonej wielkości wykonanych w tych samych warunkach – wyniki są do siebie podobne, ale różne.
są najbardziej zintegrowanymi systemami pomiarowymi (rys.). W jednej obudowie zamyka się czujnik (lub zespół czujników) przetwarzający wielkość analogową na napięcie (A/U), przetwornik A/C (przetwarzane jest napięcie na postać cyfrową U/A) oraz mikrokontroler przetwarzający dalej dane pomiarowe cyfrowo (C/C). Czujniki inteligentne posiadają swoje własne interfejsy.
to najbardziej typowa struktura systemu pomiarowego. Kontroler i urządzenia pomiarowe znajdują się w pobliżu i współpracują ze sobą za pośrednictwem omówionych, przewodowych interfejsów szeregowych lub równoległych
obejmują swym działaniem duże tereny i w celach komunikacji wykorzystują ogólnie dostępne sieci teleinformatyczne – przewodowe i bezprzewodowe.
to metoda, w której wartość wielkości mierzonej wyznacza się na podstawie bezpośredniego pomiaru wartości
polega na takim rodzaju obliczeń, w których uzyskuje się jednocześnie wartości kilku wielkości mierzonych pośrednio. Najczęściej bezpośrednio mierzone są zarówno argumenty zależności matematycznej (x) jak i jej wartości (y), a obliczane nieznane współczynniki równań (nazywane parametrami modelu), które odpowiadają konkretnym właściwościom fizycznym badanego obiektu.
wymaga wykonania obliczenia, w którym wielkości mierzone bezpośrednio (x) są argumentami w zależności funkcyjnej opisującej ich związek z wielkością mierzoną pośrednio (y). Związek ten podany jest w sposób jawny.
służy do komparacji międzynarodowych oraz porównań z innymi wzorcami, które nie mogą być porównywane bezpośrednio
służy do kontroli wzorca podstawowego lub do zastąpienia go w przypadku awarii (normalnie nie jest używany). Jego właściwości metrologiczne są analogiczne do właściwości wzorca podstawowego.
cechuje się tym, że sygnały informacyjne przechodzą kolejno przez wszystkie urządzenia, a sygnały organizacyjne kierowane są z kontrolera bezpośrednio do każdego z nich. Kontroler zajmuje w niej szczególne miejsce.
jest możliwa do osiągnięcia po ich połączeniu umożliwiającym przesyłanie sygnałów informacyjnych i sterujących oraz przypisaniu jednemu z nich funkcji systemu nadrzędnego (M – master), a pozostałym statusu systemów podrzędnych (S – slave). Typowe połączenia to struktury: drzewiasta, gwieździsta i pętlowa
posiada wszystkie linie jednokierunkowe, a kontroler nie zajmuje w niej wyróżnionego miejsca. Tak budowane systemy cechują się najmniejszą szybkością działania. *W rzeczywistości wiele systemów ma konfigurację mieszaną, w której różne ich części budowane są w jednej z powyżej przedstawionych konfiguracji.
określają przebieg sygnału w czasie. W przypadku sygnałów okresowych podstawowym ich parametrem jest pulsacja ω [rad] (zwana też częstością), powiązana z częstotliwością f [Hz] i okresem T [s]
to elementarne zjawiska opisane jednym równaniem matematycznym. Współzależności zachodzących w mierniku zjawisk określają połączenia stopni przetwarzania, tworząc strukturę przyrządu i narzucając strukturę modelu matematycznego.
ujmujące ilościowo najważniejsze cechy charakterystyki statycznej przyrządu pomiarowego wyznaczane są jej na podstawie. Do tych podstawowych parametrów należą: zakres, liniowość (błąd nieliniowości), powtarzalność, przesunięcie charakterystyki (offset) i jego dryft, oraz histereza (błąd histerezy).
polega na obliczeniu tzw. średniej ważonej oraz jej odchylenia standardowego w sytuacji, gdy dysponujemy kilkoma seriami pomiarów tej samej wartości (każda o innej dokładności).
Bloki komunikacji z użytkownikiem -Do najważniejszych elementów umożliwiających komunikacje miernika elektronicznego z użytkownikiem należą
nastawy zakresu pomiarowego, elementy wyboru mierzonego parametru i blok ekspozycji wyniku pomiaru – najczęściej w postaci członu ruchomego i podziałki.
zakres pomiarowy, elementy wyboru mierzonego parametru i blok ekspozycji wyniku pomiaru – najczęściej w postaci członu ruchomego.
uporządkowany zbiór jednostek utworzony na podstawie umownie przyjętych jednostek podstawowych oraz ustalonych równań definicyjnych służących do zdefiniowania jednostek pochodnych.
wybrane zostały arbitralnie, z uwzględnieniem zaszłości historycznych. Są one od siebie wymiarowo niezależne (tzn. że żadnej z nich nie da się przedstawić jako algebraicznej kombinacji pozostałych).
wymagają zastosowania odpowiedniej zasady pomiaru, czyli zjawiska fizycznego zamieniającego wartość skuteczna napięcia na proporcjonalne zjawisko mechaniczne, co nie jest w tym przypadku łatwe. Przykładowym rozwiązaniem jest woltomierz elektrostatyczny stosowany do pomiaru wartości skutecznej dużych napięć (do MV) o dużej częstotliwości (do 300 MHz).
wartości skutecznej posiadają wewnętrzną strukturę identyczną z omówioną wcześniej strukturą woltomierzy DC. Do wyznaczania wartości skutecznej wykorzystywane są w nich odpowiednie procedury programowe obliczające Usk na podstawie rejestrowanych próbek mierzonego sygnału (lub rzadziej przetworniki AC/DC umieszczone między układem wejściowym i przetwornikiem A/C).
wartości skutecznej budowane były z wykorzystaniem mechanizmów magnetoelektrycznych (reagujących na prąd lub małe napięcie stałe) i przetworników AC/DC
oddziaływania wielkości mierzonej x i wzorca w, czyli yx i yw (tj. wartości tej dodatkowej wielkości fizycznej i chemicznej).
* porównanie wartości wielkości mierzonej x0 i wzorcowej xw nie jest równoczesne ani bezpośrednie, *wykorzystuje się dodatkową wielkość y będącą efektem zjawiska zależnego od badanej wielkości x, * bezpośrednio porównuje się efekty oddziaływania wielkości mierzonej x i wzorca w, czyli yx i yw (tj. wartości tej dodatkowej wielkości fizycznej).
Charakterystykę dynamiczną miernika, a w szczególności jego parametry dynamiczne, określa się stosując zmienne w czasie pobudzenie (zmienną wielkość mierzoną) o specyficznych właściwościach:
-Odpowiedź impulsowa miernika to przebieg uzyskiwany na jego wyjściu (zmiana wskazania przyrządu w czasie) po podaniu na wejście impulsu wielkości mierzonej o jednostkowej amplitudzie w chwili t = 0. Zarejestrowaną odpowiedź impulsową opisuje się za pomocą odpowiedniej funkcji lub skończonej liczby próbek. - Odpowiedź na skok jednostkowy miernika to przebieg uzyskiwany na jego wyjściu (zmiana wskazania przyrządu w czasie) po skokowej zmianie w chwili t = 0 wielkości mierzonej z zera do wartości jednostkowej (lub innej ustalonej xmax). W zależności od właściwości przyrządu, przebieg ten ma postać asymptotycznie narastającą lub tłumionych oscylacji. - Stała czasowa τ w powyższym równaniu to parametr opisujacy dynamikę mierników 1-szego rzedu. - Częstotliwości graniczna fgr przyrządu pomiarowego to taka częstotliwość sinusoidalnych zmian wartości wielkości mierzonej, przy której stosunek amplitudy sinusoidalnych zmian wskazań przyrządu (Azm) do amplitudy pobudzenia (A0) spada o 3 dB w stosunku do pasma przenoszenia, gdzie w przybliżeniu wynosi on (tutaj odsyłam do prezentacji nr 2 str8) - Charakterystyka dynamiczna najczęściej przyjmuje postać modelu matematycznego przetwarzania – równania różniczkowego lub całkowego. Rząd tego równania (np. rząd różniczki) odpowiada rzędowi przyrządu. Rząd miernika jest kolejnym jego parametrem dynamicznym.
- Stała czasowa τ w powyższym równaniu to parametr opisujacy dynamikę mierników 1-szego rzedu. - Częstotliwości graniczna fgr przyrządu pomiarowego to taka częstotliwość sinusoidalnych zmian wartości wielkości mierzonej, przy której stosunek amplitudy sinusoidalnych zmian wskazań przyrządu (Azm) do amplitudy pobudzenia (A0) spada o 3 dB w stosunku do pasma przenoszenia.-Bloki generacji sygnałów pobudzających stosuje się w pomiarach biernych właściwości obiektów badanych, tj. takich, które uwidaczniają się tylko w warunkach zewnętrznego pobudzenia badanego obiektu. -Czujniki budowane są jako elementy elektroniczne, które w oparciu o wybrane zjawiska fizyczne potrafią jednoznacznie zamienić wartość wielkości mierzonej na proporcjonalna do niej wartość wielkości elektrycznej, która staje się nośnikiem informacji i jest dalej przetwarzana w mierniku.
Bloki generacji sygnałów pobudzających stosuje się w pomiarach biernych właściwości obiektów badanych, tj. takich, które uwidaczniają się tylko w warunkach zewnętrznego pobudzenia badanego obiektu. -Czujniki budowane są jako elementy elektroniczne, które w oparciu o wybrane zjawiska fizyczne potrafią jednoznacznie zamienić wartość wielkości mierzonej na proporcjonalna do niej wartość wielkości elektrycznej, która staje się nośnikiem informacji i jest dalej przetwarzana w mierniku.-Odpowiedź impulsowa miernika to przebieg uzyskiwany na jego wyjściu (zmiana wskazania przyrządu w czasie) po podaniu na wejście impulsu wielkości mierzonej o jednostkowej amplitudzie w chwili t = 0. Zarejestrowaną odpowiedź impulsową opisuje się za pomocą odpowiedniej funkcji lub skończonej liczby próbek. - Odpowiedź na skok jednostkowy miernika to przebieg uzyskiwany na jego wyjściu (zmiana wskazania przyrządu w czasie) po skokowej zmianie w chwili t = 0 wielkości mierzonej z zera do wartości jednostkowej (lub innej ustalonej xmax). W zależności od właściwości przyrządu, przebieg ten ma postać asymptotycznie narastającą lub tłumionych oscylacji.
to 1/273,16 część termodynamicznej temperatury potrójnego punktu wody. Posługując się kelwinami nie używa się pojęcia stopień, tak więc np. 0 stopni Celsjusza to 273,15 kelwina.
to światłość źródła emitującego w danym kierunku promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540•1012 herców i mającego natężenie promieniowania w tym kierunku równe 1/682 wata na steradian.
to ilość substancji w układzie, który zawiera tyle samo jednostek elementarnych ile jest atomów w 0,012 kilograma (12 gramach) węgla 12C (atomy niezwiązane w spoczynku, w stanie podstawowym).
Współczesne multimetry mikroprocesorowe są programowalne (tzn. posiadają program zarządzający ich działaniem). Nie muszą korzystać z przetworników AC/DC, gdyż wyniki pomiaru obliczane są na podstawie spróbkowanego sygnału mierzonego i definicji danego parametru.
nieprogramowalne, posiadające strukturę wewnętrzną prostego woltomierza cyfrowego z przetwornikiem A/C, uzupełnionego o dodatkowe bloki przetworników (I/U, R/U, AC/DC) i przełączników.
programowalne, posiadające strukturę wewnętrzną prostego woltomierza cyfrowego z przetwornikiem A/C, uzupełnionego o dodatkowe bloki przetworników (I/U, R/U, AC/DC) i przełączników.
wartości skutecznej budowane były z wykorzystaniem mechanizmów magnetoelektrycznych (reagujących na prąd lub małe napięcie stałe) i przetworników AC/DC wytwarzających sygnał stały proporcjonalny do Usk, takich jak przetworniki
wartości skutecznej posiadają wewnętrzną strukturę identyczną z omówioną wcześniej strukturą woltomierzy DC. Do wyznaczania wartości skutecznej wykorzystywane są w nich odpowiednie procedury programowe obliczające Usk na podstawie rejestrowanych próbek mierzonego sygnału (lub rzadziej przetworniki AC/DC umieszczone między układem wejściowym i przetwornikiem A/C).
wymagają zastosowania odpowiedniej zasady pomiaru, czyli zjawiska fizycznego zamieniającego wartość skuteczna napięcia na proporcjonalne zjawisko mechaniczne, co nie jest w tym przypadku łatwe. Przykładowym rozwiązaniem jest woltomierz elektrostatyczny stosowany do pomiaru wartości skutecznej dużych napięć (do MV) o dużej częstotliwości (do 300 MHz).
Architektura czujników inteligentnych -U źródeł prac nad czujnikami inteligentnymi leżała idea wykorzystania technologii elektronowej do wytworzenia na jednym podłożu krzemowym złożonego układu elektronicznego, w którego skład wchodziłyby przede wszystkim:
układ przełączania (multipleksowania) , mikrokontroler (z przetwornik A/C), pamięć oraz interfejs komunikacyjny.
przewodnikowe elementy sensoryczne (często wykonywane w postaci matrycy czujników), układ przyłączania (multipleksowania) i kondycjonowania, mikrokontroler (z przetwornik C/A), pamięć oraz interfejs komunikacyjny.
półprzewodnikowe elementy sensoryczne (często wykonywane w postaci matrycy czujników), układ przełączania (multipleksowania) i kondycjonowania, mikrokontroler (z przetwornik A/C), pamięć oraz interfejs komunikacyjny.
Nie wszystkie czujniki wielkości nieelektrycznych zbudowane są na bazie półprzewodników, w związku z czym wykorzystujące je czujniki inteligentne musza mieć budowę hybrydową. Dalej
to czas trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania odpowiadającego przejściu atomu cezu 133Cs pomiędzy dwoma poziomami nadsubtelnymi stanu podstawowego w
to uporządkowany zbiór jednostek utworzony na podstawie umownie przyjętych jednostek podstawowych oraz ustalonych równań definicyjnych służących do zdefiniowania jednostek pochodnych
wybrane zostały arbitralnie, z uwzględnieniem zaszłości historycznych. Są one od siebie wymiarowo niezależne (tzn. że żadnej z nich nie da się przedstawić jako algebraicznej kombinacji pozostałych).
dopasowuje poziom wartości nośnika informacji pojawiającego się na początku toru pomiarowego (najczęściej na wyjściu czujnika) do zakresu wejściowego następnego bloku miernika.
budowane są jako elementy elektroniczne, które w oparciu o wybrane zjawiska fizyczne potrafią jednoznacznie zamienić wartość wielkości mierzonej na proporcjonalna do niej wartość wielkości elektrycznej, która staje się nośnikiem informacji i jest dalej przetwarzana w mierniku.
to taki przyrząd pomiarowy, którego wskazania są funkcją ciągłą wartości wielkości mierzonej. Występujący w nich blok ekspozycji wyniku pomiaru najczęściej posiada element ruchomy połączony ze wskaźnikiem oraz podziałkę. Mierniki analogowe, biorąc pod uwagę ich oddziaływanie z wielkością mierzona, podzielić można na przyrządy
należą przetworniki z komparacją równoległą (ang. flash), przetworniki kompensacyjne – a wśród nich przetworniki z kompensacją równomierną i wagową (ang. successive approximation) oraz przetworniki sigma-delta.
należą przetworniki z komparacją prostopadłą (ang. flash), przetworniki kompensacyjne – a wśród nich przetworniki z kompensacją równomierną i wagową (ang. successive approximation) oraz oporniki delta.
jest parametrem oszacowującym poziom błędów przypadkowych. -Offset to wartość wskazania przyrządu przy zerowym pobudzeniu, a dryft offsetu mówi o zmianie tej wartości w czasie.
to maksymalne odchylenie rzeczywistej charakterystyki statycznej od modelu liniowego występujące w zakresie pomiarowym.
Podstawowe parametry statyczne: Zakres pomiarowy Błąd nieliniowości Powtarzalność Offset Histereza Błąd histerezy Dalej
Bit to jednostka ilości informacji odpowiadająca informacji uzyskanej po zajściu zdarzeniu, którego prawdopodobieństwo wynosi ½ (przyjęcie jednego ze stanów najprostszego źródła informacji):
jest proporcjonalna do prawdopodobieństwa zdarzenia (stanu) p (definicja wygodna w operacjach mnożenia i dzielenia).
jest to liczba skwantowanych stanów, jakie może przyjmować źródło (definicja wygodna w operacjach dodawania i odejmowania).
Schemat deterministycznej analizy wyników pomiarów.W podejściu deterministycznym można zaproponować następujący schemat analizy wyników pomiarów:
oszacowanie niedokładności pomiaru (najczęściej w postaci błędu granicznego); – oszacowanie błędu metody (jeżeli występuje i jest to możliwe); – jeżeli błąd metody przekracza (typowo) 10% błędu granicznego, korekcja wyniku pomiaru o wartość poprawki; – w przypadku pomiaru pośredniego: 1) obliczania wyniku pomiaru na podstawie wyników pomiarów bezpośrednich i odpowiedniego równania matematycznego, 2) oszacowanie niedokładności pomiaru zgodnie z prawem propagacji błędów systematycznych; – zaokrąglenia wyników zgodnie z regułami;
– w przypadku pomiaru pośredniego: 1) obliczania wyniku pomiaru na podstawie wyników pomiarów bezpośrednich i odpowiedniego równania matematycznego, 2) oszacowanie niedokładności pomiaru zgodnie z prawem propagacji błędów systematycznych; – zaokrąglenia wyników zgodnie z regułami; – zapis kompletnego wyniku pomiaru, najczęściej w postaci: x = xz - Δgr.
– zapis wskazania przyrządu pomiarowego z dokładnością, na jaką pozwala odczyt z przyrządu; – oszacowanie niedokładności pomiaru (najczęściej w postaci błędu granicznego); – oszacowanie błędu metody (jeżeli występuje i jest to możliwe); – jeżeli błąd metody przekracza (typowo) 10% błędu granicznego, korekcja wyniku pomiaru o wartość poprawki; – w przypadku pomiaru pośredniego: 1) obliczania wyniku pomiaru na podstawie wyników pomiarów bezpośrednich i odpowiedniego równania matematycznego, 2) oszacowanie niedokładności pomiaru zgodnie z prawem propagacji błędów systematycznych; – zaokrąglenia wyników zgodnie z regułami; – zapis kompletnego wyniku pomiaru, najczęściej w postaci: x = xzm ± Δgrx.
należą do zasadniczych elementów elektronicznych mierników analogowych – w nich wytwarzana jest wartość nośnika informacji (najczęściej napięcia) proporcjonalna do wartości wielkości mierzonej.
ma za zadanie umożliwić optymalne przekazanie energii z poprzedniego do następnego bloku w torze przetwarzania
W miernikach o działaniu bezpośrednim energia potrzebna do odchylenia elementu ruchomego czerpana jest bezpośrednio z badanego obiektu fizycznego.
W miernikach o działaniu pośrednim wielkość mierzona steruje wielkością pomocniczą dostarczającą energię potrzebną do wychylenia elementu ruchomego.
służy do komparacji międzynarodowych oraz porównań z innymi wzorcami, które nie mogą być porównywane bezpośrednio
najczęściej realizowany jest jako wzorzec zespołowy (wtedy wykorzystywana jest wartość uśredniona), a jego wartość ustala się w wyniku porównania ze wzorcem międzynarodowym. Służy do ustalania wartości wzorców porównania i odniesienia.
jest modyfikacją metody klasycznej przenoszącą wynik pomiaru na wielokrotnie mniejszy zakres. Idea pomiaru polega na tym, aby pokrywając znaczną część wartości wielkości mierzonej wartością porównawczą xp, mierzyć jedynie (miernikiem wychyłowy) pozostającą różnicę.
pozwala oczytać wartość xzm wielkości mierzonej na podstawie pewnego wskazanego miejsca x* na skali (tj. w uporządkowanym zbiorze wartości tej wielkości). Miejsce te wyróżnione jest przez element wskazujący.
cechuje się użyciem wzorca regulowanego. W procesie porównania wartość regulowanego wzorca przeciwdziała wielkości mierzonej i kompensuje jej fizyczne działanie na detektor (po zrealizowaniu operacji porównani za pomocą układu różnicowego). W zależności od znaku i wartości różnicy urządzenie równoważące (UR) zwiększa lub zmniejsza wartość xw uzyskiwaną ze wzorca.
Metoda bezpośrednia: wychyłowa klasyczna wychyłowa różnicowa kompensacyjna komparacyjna podstawieniowa Dalej
Prawa przyrody są związane ze strukturą świata, tzn. struktura Wszechświata wyznacza prawa przyrody – we Wszechświecie z innym rozkładem materii i energii prawa przyrody byłyby inne.
Prawo przyrody jest “nałożone” na Wszechświat, jest od niego wcześniejsze i niezależne – gdyby istniało kilka światów np. z różnym rozkładem materii i energii – w każdym z nich funkcjonować będą takie same prawa przyrody.
służy do charakteryzowania źródła energii poprzez maksymalną moc, jaka może z niego pobrać odbiornik. Jest to zatem pomiar mocy czynnej i może być realizowany w układzie jak na , gdzie miernik składa się z regulowanego rezystora (odbiornik mocy) i woltomierza wartości skutecznej wyskalowanego w watach.
bezpośrednio mierzy się watomierzem, gdyż jest to moc czynna. Watomierz jednak zwykle podłącza się jednocześnie z amperomierzem i woltomierzem wartości skutecznej (rys.), co można zrobić w dwóch układach: z poprawnym pomiarem napięcia (a) i prądu (b). Wartości odczytane z mierników pozwalają wyznaczyć nie tylko moc czynna, ale również bierną i pozorną.
mierzona w warach [var] jest mocą pulsującą między nadajnikiem i odbiornikiem. Ze wzoru tego wynika, że dla idealnego rezystora P 0 (nie oddaje on mocy elektrycznej, która do niego dociera), a dla idealnego kondensatora i cewki P U sk I sk (tzn. nie rozpraszają one energii elektrycznej).
bezpośrednio mierzy się watomierzem, gdyż jest to moc czynna. Watomierz jednak zwykle podłącza się jednocześnie z amperomierzem i woltomierzem wartości skutecznej (rys.), co można zrobić w dwóch układach: z poprawnym pomiarem napięcia (a) i prądu (b). Wartości odczytane z mierników pozwalają wyznaczyć nie tylko moc czynna, ale również bierną i pozorną.
P mierzona w watach [W] jest wartością średnią mocy chwilowej. Wyraża ona rozpraszanie (zamianę na ciepło) energii elektrycznej przez odbiornik lub jej zamienianie na inną postać lub pracę.
jest zamiana informacji z postaci analogowej (zakodowana liczba naturalna Nwe) na proporcjonalną do niej (skwantowaną) wartość wielkości cyfrowej (Wwy). W cyfrowych/mikroprocesorowych przyrządach pomiarowych przetworniki C/A stosowane są przede wszystkim w bloku generacji sygnału pobudzającego badany obiekt (jeżeli zachodzi taka potrzeba).
jest zamiana informacji z postaci cyfrowej (zakodowana liczba naturalna Nwe) na proporcjonalną do niej (skwantowaną) wartość wielkości analogowej (Wwy). W cyfrowych/mikroprocesorowych przyrządach pomiarowych przetworniki C/A stosowane są przede wszystkim w bloku generacji sygnału pobudzającego badany obiekt (jeżeli zachodzi taka potrzeba).
jest zamiana informacji z postaci cyfrowej (zakodowana liczba naturalna Nwe) na proporcjonalną do niej (skwantowaną) wartość wielkości analogowej (Wwy). W mikroprocesorowych przyrządach pomiarowych przetworniki A/C stosowane są przede wszystkim w bloku generacji sygnału
jest modyfikacją metody klasycznej przenoszącą wynik pomiaru na wielokrotnie mniejszy zakres. Idea pomiaru polega na tym, aby pokrywając znaczną część wartości wielkości mierzonej wartością porównawczą xp, mierzyć jedynie (miernikiem wychyłowy) pozostającą różnicę.
cechuje się użyciem wzorca regulowanego. W procesie porównania wartość regulowanego wzorca przeciwdziała wielkości mierzonej i kompensuje jej fizyczne działanie na detektor (po zrealizowaniu operacji porównani za pomocą układu różnicowego). W zależności od znaku i wartości różnicy urządzenie równoważące (UR) zwiększa lub zmniejsza wartość xw uzyskiwaną ze wzorca.
cechuje się zastosowaniem wzorca stałego i układu przeskalowującego jego wartość xw na k•xw. Proces równoważenia podlega zatem na regulacji wartość współczynnika k.
przypisane wartości (poprzez pomiar) wyróżnionym wielkościom fizycznym (zmiennym i współczynnikom równań).
Takim pomiarom towarzyszą stałe systematyczne: wynik pomiaru zawiera również moc energii uzyskanej w miernikach.
Takim pomiarom towarzyszą błędy systematyczne: wynik pomiaru zawiera również moc energii traconej w miernikach.
to wzorzec jednostki miary o najwyższej jakości metrologicznej w danym miejscu lub danej organizacji, stanowiący odniesienie do wykonywanych tam pomiarów.
wtórny to taki, któremu wartość została przekazana w procesie porównania ze wzorcem pierwotnym tej jednostki.
to wzorzec, który jest powszechnie uznany za cechujący się najwyższą jakością metrologiczną i którego wartość przyjmowana jest bez odnoszenia do innych wzorców tej jednostki.
wymagają zastosowania odpowiedniej zasady pomiaru, czyli zjawiska fizycznego zamieniającego wartość skuteczna napięcia na proporcjonalne zjawisko mechaniczne, co nie jest w tym przypadku łatwe. Przykładowym rozwiązaniem jest woltomierz elektrostatyczny stosowany do pomiaru wartości skutecznej dużych napięć (do MV) o dużej częstotliwości (do 300 MHz).
wartości skutecznej posiadają wewnętrzną strukturę identyczną z omówioną wcześniej strukturą woltomierzy DC. Do wyznaczania wartości skutecznej wykorzystywane są w nich odpowiednie procedury programowe obliczające Usk na podstawie rejestrowanych próbek mierzonego sygnału (lub rzadziej przetworniki AC/DC umieszczone między układem wejściowym i przetwornikiem A/C).
wartości skutecznej budowane były z wykorzystaniem mechanizmów magnetoelektrycznych (reagujących na prąd lub małe napięcie stałe) i przetworników AC/DC wytwarzających sygnał stały proporcjonalny do Usk, takich jak przetworniki: wartości średniej wyprostowanej, wartości szczytowej, wartości skutecznej (zawierające kwadratory).
to różnica między wynikiem pomiaru xzm a prawdziwą wartością x0 wielkości mierzonej: Δx = xzm – x0 Jego dokładna wartość nigdy nie jest znana, ponieważ znamy jedynie xzm.
najczęściej wykorzystują mechanizm magnetoelektryczny i mają identyczną strukturę jak amperomierze, a rezystancja cewki (R0) jest w nich naturalnym przetwornikiem mierzonego napięcia (na poziomi mV) na natężenie prądu, na które fizycznie reaguje cewka. Stąd ich czułość napięciowa powiązana jest z czułością prądową cewki
stanowią najważniejszą grupę przyrządów pomiarowych, gdyż na ich strukturze opiera się większość mierników mikroprocesorowych. Najważniejszą ich cechą jest wykorzystanie przetworników A/C, przetwarzających właśnie napięcie.
są typowymi analogowymi miernikami elektronicznymi. Do najważniejszych bloków przetwarzających nośnik informacji, jakim jest napięcie, należą: dzielnik napięcia, wzmacniacz napięcia, układ zwiększający Rwe i wskaźnik analogowy. Wśród woltomierzy elektronicznych spotkać można takie, które realizują różne metody pomiarowe, np. zerową kompensacyjną
budowane są jako elementy elektroniczne, które w oparciu o wybrane zjawiska fizyczne potrafią jednoznacznie zamienić wartość wielkości mierzonej na proporcjonalna do niej wartość wielkości elektrycznej, która staje się nośnikiem informacji i jest dalej przetwarzana w mierniku.
dopasowuje poziom wartości nośnika informacji pojawiającego się na początku toru pomiarowego (najczęściej na wyjściu czujnika) do zakresu wejściowego następnego bloku miernika.
należą do zasadniczych elementów elektronicznych mierników analogowych – w nich wytwarzana jest wartość nośnika informacji (najczęściej napięcia) proporcjonalna do wartości wielkości mierzonej.
jest miarą nieoznaczoności źródła, równą średniemu przyrostowi informacji przypadającej na jedno z k zdarzeń
I jest proporcjonalna do prawdopodobieństwa zdarzenia (stanu) p (definicja wygodna w operacjach mnożenia i dzielenia).
to jednostka ilości informacji odpowiadająca informacji uzyskanej po zajściu zdarzeniu, którego prawdopodobieństwo wynosi ½ (przyjęcie jednego ze stanów najprostszego źródła informacji):
to systemy mikroprocesorowe zrealizowane w postaci pojedynczego układu scalonego. Poza μP posiadają one zatem pamięć RAM, często (programowalną zewnętrznie) pamięć ROM oraz rozbudowane układy we-wy. Bardzo często zintegrowane są w nich niektóre układy peryferyjne, jak np. przetworniki A/C czy sterowniki wyświetlaczy ciekłokrystalicznych (LCD). W technice pomiarowej wykorzystywane są do sterowania działaniem miernika i przeliczania „surowych” wyników pomiarów
pozwalają na budowę złożonych układów cyfrowych, co uzyskuje się w procesie programowania ich struktury i funkcji (nie jest to robione na etapie produkcji). Podejście takie pozwala zoptymalizować powstające urządzenie pod względem wykonywanych przez nie zadań.
są mikroprocesorami przystosowanymi do cyfrowego przetwarzania sygnałów (w tym sygnałów pomiarowych) w czasie rzeczywistym. W skład ich budowy, poza μP, wchodzą rozdzielone pamięci programu (ROM) i danych (RAM) oraz przetworniki A/C i C/A. Specjalistyczne rozwiązania sprzętowe DSP umożliwiają efektywne wykonywanie typowych operacji występujących przy cyfrowym przetwarzaniu sygnałów (w tym transformację danych w dziedzinę częstotliwości i z powrotem w dziedzinę czasu).
określają przebieg sygnału w czasie. W przypadku sygnałów okresowych podstawowym ich parametrem jest pulsacja ω [rad] (zwana też częstością), powiązana z częstotliwością f [Hz] i okresem T [s]
Standard RS-485 to jedno z kolejnych opracowań, powstałe na początku lat 80-tych XX w. w USA, które następnie zdobyło dużą popularność. Standard ten pokonywał ograniczenie RS-232 polegające na współpracy jedynie dwóch urządzeń oraz pozwalał na szybszą transmisję danych. Jego główne cechy to:
zmniejszenie ilości nadajników i odbiorników na jednej linii transmisyjnej (do kilkudziesięciu), zmniejszenie odporności na zakłócenia (odległość do 1220 m, szybkość do 100 Mbit/s), nadajniki dwustanowe, różnicowe napięcie nadajnika (min -2÷3 V)
rozszerzenie ilości nadajników i odbiorników na jednej linii transmisyjnej (do kilkudziesięciu), zwiększenie odporności na zakłócenia (odległość do 1200 m, szybkość do 10 Mbit/s), nadajniki trójstanowe, różnicowe napięcie nadajnika (min -1.5÷1.5 V).
rozszerzenie ilości nadajników i odbiorników na jednej linii transmisyjnej (do kilkudziesięciu), zmniejszenie odporności na zakłócenia (odległość do 1220 m, szybkość do 100 Mbit/s), nadajniki dwustanowe, różnicowe napięcie nadajnika (min -1.5÷1.5 V).
Standard PXI (NI) powstał na bazie magistrali PCI znanej z architektury komputerów PC z zamysłem wykorzystania go do akwizycji danych i sterowania w systemach pomiarowych. Pozwala to na wykorzystanie w systemie niedrogiej, elastycznej i nowoczesnej technologii PC (sprzęt i system operacyjny). Dzięki temu standard PXI zaczyna dominować w zastosowaniach przemysłowych. Budowane w tym standardzie systemy mają charakter modułowy – składają się z kasety oraz umieszczonych w niej modułów w formie Eurokarty, z których jeden jest kontrolerem. Moduły komunikują się z wykorzystaniem rozszerzonej magistrali PCI (równoległa) lub PCI Express (PCIe, szeregowy pełny duplex) (rys.). Do podstawowych elementy składowych i cech magistrali PXI należą:
- wewnętrzna magistrala PCI 16 lub 32 bitowa z transmisją 132 lub 264 MB/s, - (lub) wewnętrzna magistrala PCI Express z transmisją do 32 GB/s, - szyna wyzwalania (opcjonalna), - szyny lokalne łączące sąsiadujące moduły, - linia sygnału zegarowego 100 MHz, - linie wyzwalania w systemie połączeń gwiazdowych.
- wewnętrzna magistrala PCI 32 lub 64 bitowa z transmisją 130 lub 200 MB/s, - (lub) wewnętrzna magistrala PCI Express z transmisją do 30 GB/s, - szyna wyzwalania (opcjonalna), - szyny lokalne łączące sąsiadujące moduły, - linia sygnału zegarowego 10 MHz, - linie wyzwalania w systemie połączeń siatkowych.
- wewnętrzna magistrala PCI 32 lub 64 bitowa z transmisją 132 lub 264 MB/s, - (lub) wewnętrzna magistrala PCI Express z transmisją do 32 GB/s, - szyna wyzwalania (opcjonalna), - szyny lokalne łączące sąsiadujące moduły, - linia sygnału zegarowego 10 MHz, - linie wyzwalania w systemie połączeń gwiazdowych.
to parametr związany z wynikiem pomiaru, charakteryzujący rozrzut wartości, które można w uzasadniony sposób przypisać wartości mierzonej. *Ostatecznie parametr ten pozwala na wyznaczanie granic przedziału ufności obejmującego nieznaną wartość prawdziwą mierzonej wielkości z zadanym prawdopodobieństwem.
wyznacza się metodami statystycznymi na podstawie wyników z serii pomiarów – wyraża ona efekty losowe.
jest określona przez liczbę bitów N reprezentujących największą z możliwych wartości sygnału dyskretnego.
jest określona przez liczbę bajtów N reprezentujących najmniejszą z możliwych wartości sygnału dyskretnego.
to maksymalną różnica miedzy „ramieniem wstępującym” i „zstępującym” charakterystyki statycznej w pełnym zakresie pomiarowym.
jest zjawiskiem polegającym na nieco innym przebiegu charakterystyki statycznej gdy wartość mierzona rośnie i gdy maleje. Widoczne jest ono jako tzw. pętla histerezy.
to pierwszy element łańcucha przetworników mający bezpośredni kontakt z polem pomiarowym i reagujący na zmianę wielkości mierzonej
to urządzenie (lub element) odwzorowujący wielkość wejściową na wielkość wyjściową w zdefiniowany sposób
to empiryczny proces poznawczy polegający na obiektywnym przyporządkowaniu wartości liczbowych rozróżnialnym jakościowo cechom (właściwościom) badanych obiektów fizycznych (jest to zatem odwzorowanie właściwości obiektu w dziedzinę liczb).
to światłość źródła emitującego w danym kierunku promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540•1012 herców i mającego natężenie promieniowania w tym kierunku równe 1/682 wata na steradian.
to takie natężenie prądu stałego, przepływającego przez dwa prostoliniowe, równoległe i nieskończenie długie przewody o pomijalnie małym przekroju poprzecznym, umieszczone w odległości 1 metra w próżni, które wytwarza między nimi siłę równą 1 N•m-1.
to ilość substancji w układzie, który zawiera tyle samo jednostek elementarnych ile jest atomów w 0,012 kilograma (12 gramach) węgla 12C (atomy niezwiązane w spoczynku, w stanie podstawowym). Używając mola należy sprecyzować jednostki elementarne, którymi mogą być atomy, cząsteczki chemiczne, jony, elektrony, inne cząsteczki lub określone grupy takich cząsteczek.
to taki, któremu wartość została przekazana w procesie porównania ze wzorcem pierwotnym tej jednostki
to wzorzec jednostki miary o najwyższej jakości metrologicznej w danym miejscu lub danej organizacji, stanowiący odniesienie do wykonywanych tam pomiarów.
* zasada nieoznaczoności Heisenberga,Szumy w układach elektronicznych,* niedokładnością wykonania wzorców
wykorzystują mechanizm elektrodynamiczny. Składa się on z dwóch cewek prądowych, z których jedna zastępuje magnes stały występujący w mechanizmach magnetoelektrycznych. Pole magnetyczne wytwarzane przez cewkę nieruchomą jest proporcjonalne do płynącego przez nią natężenia prądu IN, a wychylenie cewki ruchomej jest proporcjonalne do natężenia płynącego przez nią prądu IR oraz pola magnetycznego wytworzonego przez pierwszą z cewek. Ostatecznie wychylenie ustroju jest proporcjonalne do iloczynu obydwu prądów
obecnie mikroprocesorowe, dokonują pomiaru bezpośredniego: wynik pomiaru obliczają analogowo na podstawie pomiaru prądu i napięcia.
obecnie wieloprocesorowe, dokonują pomiaru pośredniego: wynik pomiaru obliczają cyfrowo na podstawie natężenia prądu i napięcia.
są mikroprocesorami przystosowanymi do cyfrowego przetwarzania sygnałów (w tym sygnałów pomiarowych) w czasie rzeczywistym. W skład ich budowy, poza μP, wchodzą rozdzielone pamięci programu (ROM) i danych (RAM) oraz przetworniki A/C i C/A. Specjalistyczne rozwiązania sprzętowe DSP umożliwiają efektywne wykonywanie typowych operacji występujących przy cyfrowym przetwarzaniu sygnałów (w tym transformację danych w dziedzinę częstotliwości i z powrotem w dziedzinę czasu).
) to systemy mikroprocesorowe zrealizowane w postaci pojedynczego układu scalonego. Poza μP posiadają one zatem pamięć RAM, często (programowalną zewnętrznie) pamięć ROM oraz rozbudowane układy we-wy. Bardzo często zintegrowane są w nich niektóre układy peryferyjne, jak np. przetworniki A/C czy sterowniki wyświetlaczy ciekłokrystalicznych (LCD). W technice pomiarowej wykorzystywane są do sterowania działaniem miernika i przeliczania „surowych” wyników pomiarów.
pozwalają na budowę złożonych układów cyfrowych, co uzyskuje się w procesie programowania ich struktury i funkcji (nie jest to robione na etapie produkcji). Podejście takie pozwala zoptymalizować powstające urządzenie pod względem wykonywanych przez nie zadań.
pozwala na badanie sygnałów o małych częstotliwościach. Tym razem bramka otwierana jest na jeden okres badanego sygnału, a licznik zlicza impulsy o dużej częstotliwości wytwarzane przez generator kwarcowy (po przejściu przez dzielnik częstotliwości)
umożliwiają pomiar częstotliwości w zakresie od 0.001 Hz do kilkudziesięciu GHz. Zastosowana w nich pośrednia metoda pomiaru polega na zliczaniu liczby okresów o mierzonej częstotliwości fx we wzorcowym przedziale czasu ( zwanym czasem bramkowania).
polega na obliczeniu tzw. średniej ważonej oraz jej odchylenia standardowego w sytuacji, gdy dysponujemy kilkoma seriami pomiarów tej samej wartości (każda o innej dokładności). -Pierwszym etapem jest wyznaczenie wartości średnich i odchyleń standardowych średnich dla każdej z serii pomiarów, a potem wag wi proporcjonalnych do ich dokładności (a zatem odwrotnie proporcjonalnych do kwadratów odchyleń standardowych, czyli wariancji ) -Następnie liczona jest średnia ważona xw zgodnie ze wzorem - oraz odchylenie standardowe średniej ważonej
to elementarne zjawiska opisane jednym równaniem matematycznym. Współzależności zachodzących w mierniku zjawisk określają połączenia stopni przetwarzania, tworząc strukturę przyrządu i narzucając strukturę modelu matematycznego.
stosuje podejście znane z teorii systemów, gdzie każdy system graficzne reprezentowany jest jako blok posiadający swoje wejścia (wielkości pobudzające) i wyjścia (wielkości będące reakcjami systemu na pobudzenie).
lokalne to najbardziej typowa struktura systemu pomiarowego. Kontroler i urządzenia pomiarowe znajdują się w pobliżu i współpracują ze sobą za pośrednictwem omówionych, przewodowych interfejsów szeregowych lub równoległych
obejmują swym działaniem duże tereny i w celach komunikacji wykorzystują ogólnie dostępne sieci teleinformatyczne – przewodowe i bezprzewodowe
budowane są na bazie komputera osobistego wyposażonego w kartę akwizycji i sterowania (DAQ) – wpinaną w płytę główną PC lub dołączaną przez USB do laptopów – oraz specjalistyczne oprogramowanie (rys.). Oprogramowanie to zarządza czujnikami podłączonymi do przetworników A/C karty oraz wytwarza na ekranie komputera obraz płyty czołowej symulowanego typu miernika. Takie systemy cechują się dużą elastycznością – w tej samej konfiguracji sprzętowej można zrealizować różna przyrządy pomiarowe
Mikroprocesor współpracuje z innymi elektronicznymi układami scalonymi, tworząc strukturę systemu mikroprocesorowego. Elementy wchodzące w skład systemu mikroprocesorowego:
mikroprocesor, - pamięć stała (ROM), - pamięć zapisywalna (operacyjna) (RAM), układy wejścia-wyjścia, - magistrale: adresowa, danych, sterująca.
- pamięć stała (RAM), - pamięć zapisywalna (ROM), układy wejścia-wejścia, - magistrale: adresowa, danych osobowych, sterująca.
mikroprocesor, - pamięć stała (RAM), - pamięć zapisywalna (ROM), układy wejścia-wyjścia, - magistrale: adresowa, danych, sterująca.
to wzorzec jednostki miary uznany na mocy umowy międzynarodowej za podstawę do przypisania wartości innym wzorcom tej jednostki
są narzędziami lub układami pomiarowymi przeznaczonymi do realizacji, zachowania lub przekazywania (odtwarzania) jednostki miary lub jej wielokrotności. Wzorzec jednego kilograma pełni też rolę definicyjną w układzie SI.
tworzenie procedur w językach programowania strukturalnego (C, Pascal), - wykorzystanie specjalistycznych standardów programowania systemów (IEC-625.2, SCPI), - stosowanie niezintegrowanego środowiska programowania graficznego (LabVIEW, VEE, TestPoint).
tworzenie procedur w językach programowania średniego lub wysokiego poziomu (C++, Pascal, Java), - wykorzystanie specjalistycznych standardów programowania systemów (IEC-625.2, SCPI), - stosowanie zintegrowane środowiska programowania graficznego (LabVIEW, VEE, TestPoint).
tworzenie procedur w językach programowania średniego lub wysokiego poziomu (C, Pascal, Basic), - wykorzystanie specjalistycznych standardów programowania systemów (IEC-625.2, SCPI), - stosowanie zintegrowane środowiska programowania graficznego (LabVIEW, VEE, TestPoint).
nie da się skonstruować bezbłędnego wzorca (poza międzynarodowym wzorcem 1 kg – z definicji), zatem wszystkie wykonywana w oparciu o nie pomiary muszą być obarczone błędami.
dotyczy próby pomiaru pary wielkości kanonicznie sprzężonych (jak np. położenie i pęd) charakteryzujących ten sam obiekt.
są trzecią przyczyną niedokładności pomiarów, cechującą jedynie elektroniczną aparaturę pomiarową. Wyróżnia się kilka typowych rodzajów szumów obserwowanych w urządzeniach elektronicznych (w tym w przyrządach pomiarowych). -szumy cieplne, -szum prądowy, -szum migotania.
jest nauką o zasadach prowadzenia pomiarów i analizy ich wyników, ukierunkowaną na poznanie ilościowe, a w ostateczności na uzyskanie w świadomości człowieka jak najwierniejszego obrazu rzeczywistości.
to empiryczny proces poznawczy polegający na obiektywnym przyporządkowaniu wartości liczbowych rozróżnialnym jakościowo cechom (właściwościom) badanych obiektów fizycznych (jest to zatem odwzorowanie właściwości obiektu w dziedzinę liczb).
są najbardziej zintegrowanymi systemami pomiarowymi (rys.). W jednej obudowie zamyka się czujnik (lub zespół czujników) przetwarzający wielkość analogową na napięcie (A/U), przetwornik A/C (przetwarzane jest napięcie na postać cyfrową U/A) oraz mikrokontroler przetwarzający dalej dane pomiarowe cyfrowo (C/C). Czujniki inteligentne posiadają swoje własne interfejsy.
obejmują swym działaniem duże tereny i w celach komunikacji wykorzystują ogólnie dostępne sieci teleinformatyczne – przewodowe i bezprzewodowe.
budowane są na bazie komputera osobistego wyposażonego w kartę akwizycji i sterowania (DAQ) – wpinaną w płytę główną PC lub dołączaną przez USB do laptopów – oraz specjalistyczne oprogramowanie (rys.). Oprogramowanie to zarządza czujnikami podłączonymi do przetworników A/C karty oraz wytwarza na ekranie komputera obraz płyty czołowej symulowanego typu miernika. Takie systemy cechują się dużą elastycznością – w tej samej konfiguracji sprzętowej można zrealizować różna przyrządy pomiarowe
Poziomy integracji systemów pomiarowych : Czujniki inteligentne Przyrządy wirtualne Sieci lokalne Sieci rozproszone Dalej
wielkość analogowa przetwarzana jest najpierw na inną, proporcjonalna do niej mniejszości, jak np. czas lub częstotliwość, a ta następnie na kodowaną liczbę naturalną. Wśród wielu rodzajów takich urządzeń wymienić można m.in. przetworniki realizujące: − pojedyncze całkowanie (metoda czasowa), − podwójne całkowanie (metoda czasowa), − przetworniki napięcie-częstotliwość (metoda częstotliwościowa).
wielkość analogowa przetwarzana jest najpierw na inną, proporcjonalna do niej wielkość, jak np. czas lub częstotliwość, a ta następnie na kodowaną liczbę naturalną. Wśród wielu rodzajów takich urządzeń wymienić można m.in. przetworniki realizujące: − podwójne całkowanie (metoda czasowa), − potrójne całkowanie (metoda czasowa), .
wielkość analogowa przetwarzana jest najpierw na inną, proporcjonalna do niej wielkość, jak np. czas lub częstotliwość, a ta następnie na kodowaną liczbę naturalną. Wśród wielu rodzajów takich urządzeń wymienić można m.in. przetworniki realizujące: − pojedyncze całkowanie (metoda czasowa), − podwójne całkowanie (metoda czasowa), − przetworniki napięcie-częstotliwość (metoda częstotliwościowa).
pozwala na pomiar małych natężeń prądu. Budowane są jako transformatory małej mocy pracujące w stanie zbliżonym do zwarcia. Na wyjściu pojawia się prąd I2 proporcjonalny do prądu mierzonego I1.
pozwala na pomiar dużych natężeń prądu. Budowane są jako transformatory małej mocy pracujące w stanie zbliżonym do zwarcia. Na wyjściu pojawia się prąd I2 proporcjonalny do prądu mierzonego I1.
pozwala na pomiar dużych napięć prądu. Budowane są jako transformatory dużej mocy pracujące w stanie zbliżonym do zwarcia. Na wyjściu pojawia się prąd I2 proporcjonalny do prądu mierzonego I1.
twierdzenie Fouriera. Mówi ono, że każdy sygnał okresowy x(t) można przedstawić jako następującą sumę cosinusów
twierdzenie Fouriera. Mówi ono, że każdy sygnał okresowy x(t) można przedstawić jako następującą różnicę sinusoid (lub innych, podobnych funkcji okresowych)
twierdzenie Fouriera. Mówi ono, że każdy sygnał okresowy x(t) można przedstawić jako następującą sumę sinusoid (lub innych, podobnych funkcji okresowych)
to wzorzec jednostki miary uznany na mocy umowy międzynarodowej za podstawę do przypisania wartości innym wzorcom tej jednostki.
to taki, któremu wartość została przekazana w procesie porównania ze wzorcem pierwotnym tej jednostki.
to wzorzec urzędowo uznany w danym kraju za podstawę do przypisania wartości innym wzorcom tej jednostki.
służy do komparacji międzynarodowych oraz porównań z innymi wzorcami, które nie mogą być porównywane bezpośrednio.
kontrolą przyrządów pomiarowych, których wskazania mają skutki prawne (i finansowe), stosowanych m.in. w ochronie zdrowia, ochronie środowiska, wymianie handlowej, nadzorowaniu przestrzegania prawa itd., określaniem kompetencji i zadań organów administracji rządowej właściwych w sprawach miar (wraz z organizacją ich infrastruktury), sprawowania nadzoru nad wykonywaniem przepisów prawnych.
jest zjawiskiem polegającym na nieco innym przebiegu charakterystyki statycznej gdy wartość mierzona rośnie i gdy maleje. Widoczne jest ono jako tzw. pętla histerezy.
to maksymalną różnica miedzy „ramieniem wstępującym” i „zstępującym” charakterystyki statycznej w pełnym zakresie pomiarowym.
to wartość wskazania przyrządu przy zerowym pobudzeniu, a dryft offsetu mówi o zmianie tej wartości w czasie.
