Основы метрологии в электротехнике и радиоэлектронике

Виды и принципы электрических измерений

Основными слагаемыми измерений являются преобразование измеряемого сигнала, воспроизведение единицы физической величины, а также сравнение значения измеряемой физической величины с единицей, воспроизводимой меры.

Виды электрических измерений классифицируются:

1. По характеру - на статические и динамические. При статических измерениях измеряемая величина остается постоянной. При динамических измерениях измеряемая величина меняется. Данный вид измерений делится на дискретные (значение величины фиксируются только в определенный момент времени) и непрерывные.
2. По способу получения информации - на прямые, совместные, совокупные и косвенные. При прямых измерениях искомое значение определяют их опытных данных. Примером прямых измерений в электротехнике являются измерение силы тока амперметром или напряжения вольтметром. При косвенных измерениях значение искомой величины находится на основе зависимости между ней и величинами, определяемыми посредством прямых измерений. Примером косвенных измерений в электротехнике является коэффициент усилителя, который определяется по напряжениями на входе и выходе. При совокупных измерениях измеряются сразу несколько одноименных величин посредством решения системы уравнения. При совместных измерениях могут измеряться две и больше не одноименные величины. Примером совместных измерений является определение зависимости сопротивления резистора от температуры.
3. По используемому методу измерения - на измерения, производящиеся методом сравнения с мерой или методом непосредственной оценки. При методе непосредственной оценки значение величины определяется по отсчетному устройству измерительного прибора. При методе сравнения измеряемая величина сравнивается с величиной, которая воспроизводится мерой.

Принцип измерения представляет собой эффект или физическое явление, которое положено в основу измерений тем или иным средством измерения. Самыми распространенными принципами измерений в электротехнике являются зависимость термической электродвижущей силы от температуры, которая реализована в термоэлектрических термометрах, и использование эффекта Джозефсона для измерения электрического напряжения.

Особенности измерений в радиоэлектронике. Измерительные приборы в радиоэлектронике

Радиоэлектронные измерения широко используются в промышленности и разнообразных научных областях. К особенностям радиоэлектронных измерений относятся следующие аспекты:

1. Разнообразие измерительных приборов. Радиоэлектронные измерительные приборы делятся на четыре группы: измерительные генераторы; приборы для измерения характеристик и параметров сигналов; приборы для измерения параметров и характеристик радиоэлектронных схем и четырехполюсников; элементы измерительных схем. Измерительные генераторы используются для имитации сигналов во время настройки и наладки радиоэлектронной аппаратуры, калибровки и питания измерительной аппаратуры, а также измерения параметров сигнала методом сравнения. Особенность приборов, которые относятся ко второй группе, является необходимость в подаче на вход устройства измеряемого сигнала. Таким образом на выходе прибора образуется количественная информация о нужном параметре сигнала. К данной группе устройств относятся анализаторы спектра, осциллографы, частотомеры, электронные вольтметры, фазометры и т.п. Особенность приборов третьей группы заключается в наличии в них генераторов сигналов определенной формы, которые питают исследуемый узел радиоэлектронной схемы или четырехполюсник. Данная особенность делает возможной оценку прохождения колебаний через них. Примером таких устройств являются характериографы (измерители частотных характеристик), измерительные мосты, Q-метры. К четвертой группе радиоэлектронных приборов относятся откалиброванные (или изготовленные отдельно) измерительные трансформаторы, фазовращатели, аттенюаторы и другие.
2. Широкий диапазон измеряемых величин, который может достигать 12 порядков.
3. Маленькая мощность измеряемых сигналов.

В процессе измерений искомая величина сравнивается с известной, которая была принята за единицу (такие величины называются образцовыми). С этой целью шкала всех приборов калибруется. При измерении снимается отчет, указываемый индикатором.