ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 140
Скачиваний: 4
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ИЗМЕРЕНИЯ
ОБЩИЙ КУРС
Под редакцией
А.В. Фремке
ИЗДАППЕ ЧЕТВЕРТОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ I I ДОПОЛНЕННОЕ
Допущено Министерством высшего и среднего специального
образования СССР
в качестве учебника для студентов электроэнергетических и электротехнических специальностей высших учебных заведений
«ЭНЕРГИЯ» f Ленинградское отделение
1 9 7 3
6П2.1.08
Э45 УДК 621.3.17.3(075.8)
А в т о р с к и й к о л л е к т и в : Байда Л. И., Добротвор-
ский Н. С, Дупіин Е. М., Исмаилов Ш. Ю., Мокиенко Д. II., Преображенский А. А., Старосельцева Е. А., Фремке А. В.
Г о с . |
пубг |
' №.я |
J4> |
1 , ч!'.,-гѳхк . |
. :ка я |
|
|
Ч И і . |
ОГ О |
З А Л А |
|
Э 45 Электрические измерения. Учебник для вузов. Изд. 4-е. Под ред. А. В. Фремке. Л., «Энергия», 1973.
424 с. с пл.
На обороте тит. л. авт.: Л. И. Байда, Н. С. Добротворский,
Е.М. Душин, III . Ю. Исмаилов, Д. Н. Мокпенко, А. А. Преображенский,
Е.А. Старосельцева, А. В. Фремке
Вкниге излагаются основы электрических измерений. Рассматриваются методы измерений электрических, магнитных и неэлектрических величин и средства измерений.
Книга предназначена для студентов электротехнических и энергетиче ских вузов и факультетов й может служить пособием в практической ра боте инженеров-электриков различных специальностей.
Э 1 д а - 1 5 3 - 7 3 |
6 П 2 Л - ° 8 |
Издательство «Э и е р Р И Я», 1973.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящая книга составлена в соответствии с программой курса электрических измерений, изучаемого в электротехнических и энер гетических высших учебных заведениях.
В книге рассматриваются основы теории электрических измере ний, методы измерений электрических, магнитных и неэлектрических величин и технические средства, используемые при электрических измерениях.
Принятая в книге систематизация материала наиболее удобна при изложении общего курса электрических измерений, охватывающего лишь самые существенные вопросы электроизмерительной техники. Объем сведений, помещенных в книге, несколько превышает содер жание лекционного материала, так как имеется в виду возможность использования книги студентами для самостоятельной проработки отдельных разделов программы и в некоторой степени для подготовки к выполнению лабораторных работ.
Для усвоения содержания настоящей книги необходимо знание физики, высшей математики, теоретической механики, теоретиче ских основ электротехники и основ электроники в объеме программы электротехнических и энергетических институтов.
При изложении материала применена Международная система единиц (СИ).
Предлагаемая книга представляет собой труд преподавательского коллектива кафедры информационно-измерительной техники Ленин
градского ордена |
Ленина |
электротехнического |
института имени |
В. И. Ульянова |
(Ленина). |
В ней использован |
многолетний' опыт |
применения в педагогической работе первых трех изданий учебника. Учтены отзывы и пожелания, полученные авторским коллективом
после |
выхода в 1963 г. |
третьего |
издания книги. |
|
|
В |
книге |
помещены |
некоторые |
материалы С. |
Н. Пчелинской |
(в главе шестой) из предыдущих изданий. |
|
||||
Авторы |
выражают |
благодарность рецензентам |
— сотрудникам |
||
кафедры информационно-измерительной техники Московского ордена Ленина энергетического института: зав. кафедрой доценту Мали новскому В. Н., профессорам Левину М. И. и Попову В. С , доцен там Демидовой Р. М., Кончаловскому В. Ю., Прыткову В. Т., Гра цианскому И. И. и ст. преподавателю Фейгиной Д . - Н . за просмотр рукописи книги и сделанные замечания.
1* |
3 |
ОГЛАВЛЕНИЕ
В в е д е н и е (А. В . Фремке) |
7 |
Глава первая
О Б Щ И Е СВЕДЕНИЯ ОБ Э Л Е К Т Р И Ч Е С К И Х И З М Е Р Е Н И Я Х
(§ 1—5 — А. В . Фремке; § 3 — Е . М. Душіш н А. В . Фремке)
1. |
Определение и классификация средств измерений |
|
13 |
|||
2. |
Общие сведения о характеристиках средств измерений |
. |
18 |
|||
3. |
Структурные схемы средств измерений |
|
24 |
|||
4. |
Эталоны, образцовые и рабочие меры |
|
31 |
|||
5. |
Классификация |
измерении |
|
|
40 |
|
|
|
|
Глава |
вторая |
|
|
|
|
ПОГРЕШНОСТИ И З М Е Р Е Н И Й И ОБРАБОТКА |
|
|||
|
|
|
Р Е З У Л Ь Т А Т О В И З М Е Р Е Н И Й |
|
|
|
|
|
|
(§ 6 - 1 0 — А. В . Фремке) |
|
|
|
6. |
Основные |
понятия |
|
|
44 |
|
7. |
Вероятностные |
оценки ряда наблюдений |
|
46 |
||
8. |
Вероятностные оценки погрешности результата измерений на осно |
|
||||
|
вании ряда наблюдений |
|
|
49 |
||
9. |
Суммирование |
погрешностей |
|
|
52 |
|
10. |
Динамическая |
погрешность |
|
|
56 |
|
|
|
|
Глава |
третья |
|
|
|
О Б Щ И Е СВЕДЕНИЯ ОБ Э Л Е К Т Р О М Е Х А Н И Ч Е С К И Х |
П Р И Б О Р А Х , |
|
|||
|
И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Х МЕХАНИЗМАХ И П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л Я Х |
|
||||
|
|
|
ТОКА И Н А П Р Я Ж Е Н И Я |
|
|
|
|
(§ И и 12 |
— А. А. Преображенский; |
§ 13 и 14 — Н . С. |
Добротворский; |
|
|
|
|
|
§ 15 — А. В . Фремке) |
|
|
|
' 1 1 . |
Принцип |
работы и общие детали электромеханических приборов . . . |
59 |
|||
12. |
Принцип действия, устройство и основы теории электромеханических |
|
||||
|
измерительных |
механизмов |
|
|
65 |
|
13. Шунты и добавочные сопротивления |
|
88 |
||||
14. Измерительные трансформаторы переменного тока |
|
90 |
||||
15. Измерительные |
трансформаторы постоянного тока |
|
101 |
|||
4
Глава четверти я
И З М Е Р Е Н И Я Э Л Е К Т Р И Ч Е С К И Х В Е Л И Ч И Н Э Л Е К Т Р О М Е Х А Н И Ч Е С К И М И ПРИБОРАМИ
(§ 16, 18 и 19 — А. А. Преображенский; § 17 — Е. А. Старосельцева, § 20 — Н . С. Добротворский; § 21 — А. В . Фремке)
16. Намерение постоянных токов, напряжений и количества электричества 104
17.Намерение переменных токов и напряжений магнитоэлектрическими приборами с преобразователями переменного тока в постоянный . . . 112
18.Измерение переменных токов и напряжений электромагнитными, электродинамическими, ферродинамическими и электростатическими
|
приборами |
|
|
|
|
|
|
130 |
19. |
Измерение параметров электрических цеиеіі электромеханическими |
|||||||
|
приборами |
|
|
|
|
|
|
138 |
20. |
Измерение |
мощности, энергии, угла сдвига фаз и частоты |
144 |
|||||
21. Переходные |
процессы в электромеханических |
приборах |
173 |
|||||
|
|
|
|
Глава |
пятая |
|
|
|
|
И З М Е Р Е Н И Я |
И РЕГИСТРАЦИЯ |
И З М Е Н Я Ю Щ И Х С Я ВО В Р Е М Е Н И |
|||||
|
|
|
|
Э Л Е К Т Р И Ч Е С К И Х В Е Л И Ч И Н |
|
|||
|
(§ 22 - 2 4 - |
А. В . Фремке; § 25 и 26 — Л . И. Байда) |
|
|||||
22. |
Общие сведения |
|
|
|
|
182 |
||
23. Самопишущие приборы прямого преобразования |
186 |
|||||||
24. |
Светолучевые осциллографы |
|
* |
|
191 |
|||
25. |
Электроннолучевые |
осциллографы |
|
|
200 |
|||
26. |
Применение |
электроннолучевых |
осциллографов |
214 |
||||
|
|
|
|
Глава |
|
шестая |
|
|
|
|
И З М Е Р Е Н И Я Э Л Е К Т Р И Ч Е С К И Х В Е Л И Ч И Н |
|
|||||
|
|
|
МЕТОДАМИ СРАВНЕНИЯ С МЕРОЙ |
|
||||
|
|
|
|
(§ 27—33 — Ш. Ю. Исмаилов) |
|
|||
27. |
Общие сведения |
|
|
|
|
224 |
||
28. Общая теория мостовых схем |
|
|
|
226 |
||||
29. Мосты для измерения сопротивления на постоянном токе |
228 |
|||||||
30. |
Мосты переменного тока для измерения емкости и угла потерь конден |
|||||||
|
саторов, индуктивности и добротности катушек и частоты |
233 |
||||||
31. Потенциометры |
(компенсаторы) |
постоянного |
тока для измерения |
|||||
|
э. д. с , напряжений, токов и сопротивлений |
|
243 |
|||||
32. |
Потенциометры |
переменного тока |
для измерения комплексных |
зна |
||||
|
чений э. д. с , напряжений и сопротивлений |
|
247 |
|||||
33. |
Автоматические |
мосты и потенциометры |
|
251 |
||||
|
|
|
|
Глава |
|
седьмая |
|
|
|
|
И З М Е Р Е Н И Я М А Г Н И Т Н Ы Х В Е Л И Ч И Н |
|
|||||
|
|
|
|
(§ 34—40 — Д . Н . Мокиенко) |
|
|||
34. |
Общие сведения |
|
|
|
|
|
258 |
|
35. |
Измерение магнитной индукции, магнитного потока и напряженности |
|||||||
|
магнитного |
поля |
|
|
|
|
261 |
|
36. Основные характеристики магнитных материалов |
273 |
|||||||
37. |
Аппаратура |
и образцы для испытаний |
|
281 |
||||
5
38. |
Определение |
статических характеристик магнитных материалов . . . |
284 |
||
39. |
Определение |
динамических |
характеристик магнитных |
материалов |
292 |
40. |
Определение |
характеристик |
магнитных материалов на |
повышенных |
|
|
и высоких |
частотах и в режиме импульсного намагничивания |
. . . . |
305 |
||||
|
|
|
|
|
Глава |
восьмая |
|
|
|
|
|
И З М Е Р Е Н И Я Н Е Э Л Е К Т Р И Ч Е С К И Х В Е Л И Ч И И |
|
|
|||
|
|
|
|
(§ 4 1 - 4 6 — Е . М. Душин) |
|
|
||
4 1 . Общие |
сведения |
|
|
|
312 |
|
||
42. |
Параметрические |
измерительные |
преобразователи пеэлектрических |
|
||||
|
величин в |
электрические |
|
|
317 |
|
||
43. |
Генераторные преобразователи неэлектрнческих величин в электри |
|
||||||
|
ческие |
|
|
|
|
|
338 |
|
44. |
Приборы для измерения |
температуры |
346 |
|||||
45. |
Приборы для измерения геометрических и механических величин |
353 |
||||||
46. |
Приборы для измерения концентрации жидкой и газообразной среды |
354 |
||||||
|
|
|
|
|
Глава, |
девятая |
|
|
|
|
|
Ц И Ф Р О В Ы Е П Р И Б О Р Ы И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ |
|
|
|||
|
|
|
|
(§ 47—53 — Е. М. Душин) |
|
|
||
47. |
Общие .сведения |
|
|
|
357 |
|
||
48. |
Основные характеристики цифровых измерительных приборов |
. . . . |
364 |
|||||
49. |
Узлы |
цифровых |
измерительных приборов |
371 |
||||
50. |
Цифровые измерительные приборы последовательного счета |
|
381 |
|||||
51. Цифровые |
измерительные |
приборы |
сравнения и вычитания (взвеши |
|
||||
|
вания) |
|
|
|
|
|
392 |
|
52. |
Цифровые |
измерительные |
приборы |
считывания |
396 |
|||
53. |
Характеристики современных цифровых измерительных приборов и |
|
||||||
|
аналого-цифровых преобразователей |
397 |
||||||
|
|
|
|
|
Глава |
десятая |
|
|
|
|
И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е И Н Ф О Р М А Ц И О Н Н Ы Е СИСТЕМЫ |
|
|||||
|
|
|
|
(§ 5 4 - 5 6 — А. В . Фремке) |
|
|
||
54. |
Общие |
сведения |
|
|
|
399 |
|
|
55. |
Основные блоки измерительных информационных систем |
|
402 |
|||||
56. |
Принципы построения измерительных информационных систем |
. . . . |
412 |
|||||
С п и с о к |
л и т е р а т у р ы |
|
|
421 |
|
|||
ВВЕДЕНИЕ
В 40-х годах X V I I I в. основоположник русской науки Михаил Ва сильевич Ломоносов и его коллега академик Г. В. Рихман совместно проводили работу по изучению атмосферного электричества. При ступая к систематическим исследованиям по электричеству, Г. В. Рих ман сразу же обратил внимание на необходимость измерений, и в са
мом |
начале |
эксперименталь |
|
|
||||
ных |
исследований |
по |
элек |
|
|
|||
тричеству ему удалось |
скон |
|
|
|||||
струировать |
первый в |
мире |
|
|
||||
электроизмерительный |
при |
|
|
|||||
бор — «указатель |
електриче- |
|
|
|||||
ской |
силы». |
Впервые |
этот |
|
|
|||
прибор |
был |
представлен |
|
|
||||
Г. В. |
Рихманом |
общему со |
|
|
||||
бранию |
Петербургской |
Ака |
|
|
||||
демии наук |
29 марта 1745 г. |
|
|
|||||
В эту эпоху никаких элек |
|
|
||||||
троизмерительных |
приборов |
Рис. 1. «Указатель |
електрической силы» |
|||||
еще не было и исследования |
Г. В. Рихмана — первый электрометр |
|||||||
физиков |
по |
электричеству |
|
|
||||
являлись |
только |
качественными. Выдающийся |
экспериментатор |
|||||
Г.В. Рихман обогатил науку весьма важным изобретением. «Указатель електрической силы» (рис. 1) представлял собой льня
ную нить І , укрепленную на металлической линейке 2. У основания линейки помещался деревянный квадрант 3 немного большего ра диуса, чем длина нити. Если линейку 2 соединить с наэлектризован ным телом, то вследствие одноименной электризации линейки и нити последняя будет отталкиваться от линейки, и по величине ее откло нения, которое измеряется по шкале на деревянном квадранте, можно судить ѳб «електрической силе», являющейся во времена Ломоно сова характеристикой электрических явлений.
Этот прибор, предназначенный Рихманом для изучения атмосфер ного электричества, явился первым электроизмерительным прибо ром — родоначальником электрометров, измеряющих разность по тенциалов, хотя понятие потенциала было установлено значительно позднее.
