Úvod Elektrotechnická měření ESP Konstrukce Teorie Kontakt

Měřící přístroje

Uvedu zde pár jednoduchých návodů jak zacházet s měřicími přístroji a jejich základním principem.

BM224 - Měřič skreslení a pozadí

Jedná se o měřič zkreslení (zastarale skreslení) a pozadí. Jedná se o elektronkový laboratorní přístroj, určený pro přímé měření procenta zkreslení signálu. Lze k němu připojit osciloskop, na kterém se zobrazí zbytkové harmonické.

Funkční popis

Je to v podstatě zesilovač s devíti funkčními elektronkami. Vřazený Wienův most potlačuje vyladěný kmitočet asi o 80 dB, ostatní kmitočty ale propouští. Tento zbylý signál se měří a stanovuje se poměr k potlačenému signálu (tím zjistíme procento zkreslení).

Postup měření zkreslení

Síťový přepínač S přepneme do polohy "NAŽHAVENO" a počkáme minimálně 1 minutu. Po nažhavení přepneme do polohy "MĚŘENÍ". Do polohy "NAŽHAVENO" přepínáme vždy, kdy manipulujeme ze zdroje signálu. Tím se přístroj ochrání před přetížením, nebo proudovým nárazem.

Před připojením neznámého měřeného signálu nastavíme největší napěťový rozsah (50-150) V a potenciometr R nastavíme na minimum (levá krajní poloha). Přepínač P1 přepneme na rozsah 100% a P2 přepneme na "POZADÍ". Měřený signál přivedeme na vstup. Pokud měřicí přístroj nemá výchylku, přepínáme napěťové rozsahy tak, aby ručička ukázala zřetelnou výchylku. Potom potenciometrem R nastavíme 100%. Následně přepneme P2 na "MĚŘENÍ" a následně nastavíme patřičný kmitočet, který chceme potlačit. V případě, že chceme potlačit základní harmonickou, nalezneme minimální výchylku, která ukazuje procento zkreslení. Kmitočet nastavujeme skokově pomocí přepínače F1 a plynule pomocí F2 (hrubě) nebo F3 (jemně).  

Pro přesné měření postup opakujeme.

Postup měření pozadí

Měřený zdroj připojíme a nastavíme plnou výchylku, stejně jako při měření zkreslení. Nyní snížíme vybuzení zdroje a nastavujeme odečitatelnou výchylku. Od výsledku musíme odečíst vlastní pozadí přístroje. To zjistíme po odpojení zdroje na rozsahu -40 dB.

Schéma

Blokové schéma

Schéma převzaté z dokumentace (nízká kvalita! spíš jen pro ilustraci)

 ⇒  ⇒  ⇒ 

Ukázka výchylek při měření

 

BM344 - RC generátor

Jedná se o generátor harmonického signálu 0 V až 10 V, výstupní frekvence od 20 Hz do 1,4 MHz. Je plně elektronkový, později se začalo využívat polovodičových diod, především pro voltmetr. Generátor obsahuje tři výstupní svorky, jedna je zem/kostra, výstupní a výstupní svorka oddělaná kondenzátorem (kondenzátor na 400 V). 

Funkční popis

Oscilátor tvoří dvě elektronky (E1 a E2). Kladnou zpětnou vazbu zajišťuje přemostěný T článek, plynule se frekvence mění pomocí ladícího kondenzátoru a skokově změnou odporů. Elektronka E3 tvoří výkonový zesilovač, výstupní napětí se plynule mění potenciometrem připojeným na mřížku E3 a skokově děličem (umístěným u svorek).

Postup 

Přístroj zapneme pomocí vypínače S. Počkáme minimálně 30 minut, než se ustálí teplota. Frekvence je rozdělena do 5 rozsahů (20 Hz - 200 Hz; 200 Hz - 2kHz; 2 kHz - 20 kHz;  2 kHz - 1,4 MHz). Pro první čtyři rozsahy platí vnější stupnice a vnitřní jen pro 5. rozsah (0,2 - 1,4 MHz).  Rozsahy volíme pomocí přepínače F1 a plynule pomocí stupnice F2.

Nastavíme požadované výstupní napětí pomocí přepínače V1 a plynule V2 podle voltmetru, který obsahuje tři stupnice, vždy volíme stupnici tak aby odpovídala přepínači V1, když máme nastaveno 10 V, odpovídá 1 na stupnici 10 V.

První zdířku nemusíme uzemňovat, protože je uzemněna přes přívodní kabel. Druhá (prostřední) zdířka je výstupní, zde získáváme signál. Třetí zdířka je přes kondenzátor spojena s druhou, slouží pro oddělení, třeba když přivádíme signál na jinou hladinu.  

Schéma

Blokové schéma 

Schéma naskenované z návodu k BM344

TM393 - RLC můstek 

Jedná se o dílenský RLC můstek. K měření používá oba dva druhy proudu (tedy stejnosměrný i střídavý). Je schopen měřit odpory od 0,01 Ω do 10 MΩ, indukčnost od 100 µH do 1 kH a kapacitu od 1 pF do 100 µF. 

Funkční popis

TM393 v sobě snoubí různé můstky. Základním je Wheatstonův můstek, který slouží pro měření odporů. Většinou je napájen stejnosměrným proudem, při malých parazitních veličinách lze měřit i střídavým. Další takový významný je Wienův můstek.

Postup

Postup je velmi jednoduchý, na vstupní svorky připojíme měřený předmět, nastavíme veličinu, co chceme měřit, zvolíme druh proudu a snažíme se můstek vyvážit. Nechci zde kopírovat celý postup, a proto jej naleznete zde.

Schéma

Schéma (převzato ze zdroje 3)

Pozn.:

Osobně vlastním novější typ, protože obsahuje novalové elektronky (EF80, EZ80, EABC80). No a ještě tento můstek má upravený zdroj pro žhavení (viz konstrukce).

BM494 - Milivoltmetr 10 Hz - 1 MHz

Plně tranzistorový milivoltmetr s vysokým vstupním odporem (> 1M). Také obsahuje vnitřní kalibrátor pro dostavení přesnosti, vysoká stabilita. Dvě stupnice cejchované ve voltech a odpovídají přepínači po 10 dB. Třetí stupnice je v dB, což je velmi výhodné pro měření kmitočtových charakteristik nf zařízení. Nula dB odpovídá 1 mW na odporu 600 Ω. Výchylka je úměrná střední hodnotě, ale stupnice je cejchovaná v efektivních hodnotách střídavého napětí.  Měří napětí od 0,1 mV do 300 V v rozsahu od 10 Hz do 1 MHz (v rozsahu 1-3 MHz lze využít jako indikátor).

 

Funkční popis

Měřené napětí se přivádí na vstupní konektor (BNC), k němu je připojen vysokoohmický dělič, který je pro 1mV až 300mV rozsahy vyřazen, pro rozsahy (1V až 300V) je dělen po 10 dB. Následně je signál přiveden do měřicího zesilovače, který funguje jako impedanční převodník (velký vstupní a malý výstupní odpor), následuje nizkoohmický dělič po 10 dB. Signál je přiveden na vlastní zesilovač s můstkovým usměrňovačem a mikroampérmetrem.

K základnímu dostavení přesnosti slouží vestavený kalibrátor zapojený jako multivibrátor (AKO). 

Postup měření

Před zapnutím zkontrolujeme mechanickou nulu měřidla. Po zapnutí pomocí síťového spínače (nachází se vlevo), vyčkáme náběhovou dobu cca 15 minut (prvotní výchylka tj. výchylka po zapnutí není závada, pouze se nabíjejí vnitřní obvody). Nyní by se měla provést kalibrace. Tedy přepínač rozsahů přepneme na rozsah 1 V a stiskneme tlačítko KALIBRACE.  Po 10 s by se měla ručička zastavit nad značkou, jestli ne je třeba výchylku dostavit šroubovákem.

Nyní přivedeme měřené napětí na vstup, pokud známe přibližnou velikost, zvolíme patřičný rozsah, pokud hodnota není známa, začínáme vždy na největším rozsahu a podle výchylky rozsah snižujeme. Ideální výchylka je v druhé polovině stupnice.

Schéma

Schéma z manuálu k BM494

BM579 - Milivoltmetr 10 Hz - 15 MHz

Milivoltmetr BM579 je určen pro laboratorní i provozní měření střídavých napětí 100 µV až 300 V v kmitočtovém rozsahu 10 Hz až 15 MHz. Výchylka je úměrná střední hodnotě, měřidlo však udává efektivní hodnotu harmonického napětí (nutno s tím počítat u signálů s velkým harmonickým zkreslením). Stupnice podobné jako u BM494 (0 dB odpovídá 1 mW na 600 Ω).

Vysoký vstupní odpor zajišťuje minimální zatěžování měřeného objektu. Oddělení obvodové země od kostry rozšiřuje aplikační možnosti přístroje o měření s plovoucí zemí (napětí mezi kostrou a plovoucí zemí nesmí být větší jak ±250 V včetně zvlnění a střídavé superpozice).

Celá přední panel BM579


Měřidlo

Funkční popis

Principiálně se příliš neliší od BM494. Signál je přiváděn na vstupní svorku, z ní do vstupního (vysokoohmového) děliče, ten je v rozsazích 1 až 300 mV vyřazen, pro rozsahy (1-300) V dělí tisíckrát. Následně signál přichází do vstupního zesilovače, který funguje jako impedanční převodní (velký vstupní a malý výstupní odpor), pak následuje nizkoohmický dělič po 10 dB. Za tímto děličem je připojen třístupňový zesilovač se zesílením 1000. Tento zesílený signál je přiveden na detektor a k němu je připojen mikroampérmetr. K výstupu detektoru je připojen ss zesilovač, který zajišťuje potřebné napětí pro analogový výstup (1 V odpovídá plné výchylce měřidla, výstupní odpor je menší jak 1 kΩ).

Celý přístroj je napájen ze stabilizovaného zdroje ±15 V.

Postup měření

Postup měření je shodný s BM494, jen se neprovádí kalibrace.

Oproti BM494 má analogový výstup, který jde použít pro připojování do sestavy. Bohužel nám dává jen informaci o výchylce. A tedy u sestavy takto sestavené je třeba obsluha. 

Schéma

Zdroje:

  1. Návod ke zkresloměru BM224 [TESLA]
  2. Návod k RC generátoru BM344 [TESLA]
  3. Návod k RLC mostu TM393 [TESLA]
    • http://www.radiojournal.cz/schemata/tm393/TM393navod.html
    • schéma http://www.radiojournal.cz/schemata/tm393/TM393sch1.gif (1.9.2015)
  4. Návod k milivoltmetru BM494 [TESLA]
  5. Návod k milivoltmetru BM579 [TESLA]


Přidal Vojtěch Šotola. Naposledy upravil Vojtěch Šotola dne 2016-09-03 18:48:03.