ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ ВА КОММУНИКАЦИЯЛАРНИ РИВОЖЛАНТИРИШ ВАЗИРЛИГИ

 

ТОШКЕНТ АХБОРОТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ УНИВЕРСИТЕТИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“ОТЛ ва ЎТ” кафедраси

 

 

 

 

 

 

«Метрология, стандартлаштириш ва сертификатлаштириш»

фани бўйича

масалалар тўплами

 

 

 

Бакалавриатнинг барча таьлим йўналишлари учун

Услубий қўлланма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тошкент 2016

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МУНДАРИЖА

 

 

Кириш ............................................................................................... 3

 

1. Метрологиянинг асосий тушунчалари ...................................... 4

 

1.1. Катталиклар ва уларнинг ўлчов бирликлари ...........................................  4

1.2. Электр ва оптик ўлчашларда узатиш даражаларини баҳолаш ........ 7

1.3. Электромеханик ўлчаш асбобларининг метрологик

       тавсифлари ва иш тамойиллари .......................................... 11

 

2. Энергетик ва куч катталикларни ўлчаш ва ўлчаш хатоликларини баҳолаш ........................................................................................................ 25

 

2.1. Электр қувватни ўлчаш усуллари ва ўлчаш хатоликларининг ҳисоби..25

2.2. Кучланишни ўлчаш ............................................................ 30

2.3. Ток ва кучланиш ўзгартиргичлари ....................................... 36

2.4. Қаршиликни ўлчашнинг кўприк усуллари ...................... 46

2.5. Электрон осциллографларнинг қўлланилиши ................. 55

 

Фойдаланилган адабиётлар рўйхати ............................................ 58

Илова ............................................................................................ 59

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кириш

 

 

Бугунги кунда Ўзбекистон Республикаси “Таьлим тўғрисида”ги қонунга асосланган холда узлуксиз таьлим тизимига янги ўқув дарсликлари, ўқув қўлланмаларни яратиш ва ўқув жараёнига киритиш долзарб бўлган масалалардан бири бўлиб хисобланади. Ушбу “Метрология, стандартлаштириш ва сертификатлаштириш” фани бўйича масалалар тўплами фаннинг ўқув дастури ва календар режасига мос холда яратилган бўлиб, амалиёт машғулотларида фойдаланиш учун мўлжалланган ва қуйидаги мавзуларга доир машқлар хамда масалаларни қамраб олган.

Тўпламда мавзуларга доир назарий маьлумотлар ва айрим масалаларнинг намунавий ечимлари, шунингдек, масалалар тўплами келтирилган. Яратилган тўпламдан ТАТУ факультетларининг ўқув жараёнида фойдаланиш мўлжалланган.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Метрологиянинг асосий тушунчалари

1.1. Катталиклар ва уларнинг бирликлари

 

          Метрологиянинг асосий тушунчаларидан бири физик катталикларнинг бирликларидир.

         Ўлчаш жараёнида ўлчанаётган катталик шундай физик катталик билан таққосланадики, унга бирга тенг бўлган қиймат берилади ва у физик катталик бирлиги ёки ўлчов бирлиги дейилади.

Физик катталикларнинг бирликлари “Халқаро бирликлар тизими” асосида гуруҳланади.

Алоқа техникасида асосан электр ва магнит физик катталиклардан фойдаланилади.

1961 йил январдан “Халқаро бирликлар тизими” қабул қилинган. У СИ деб юритилади ва у 7 та физикавий катталикдан иборат. Улар қуйидагилар:

1.1-жадвал.

Катталик номи

Ўлчов бирлиги

Вақт

[c], секунд

Узунлик

[м], метр

Масса

[кг], килограмм

Модда миқдори

[моль], моль

Ёруғлик миқдори

[кд], кандела

Электр токининг кучи

[А], Ампер

Термодинамик ҳарорат

[К], Кельвин

 

СИ асосий бирликларидан физикавий ифодалар ёрдамида ҳосил қилинган қўшимча бирликлар ҳосилавий бирликлар дейилади:

1.2-жадвал

Катталик номи

Ўлчов бирлиги

Электр заряд миқдори

 [Кл], Кулон;

 Электр кучланиши

 [В], Вольт;

 Электр қаршилиги

 [Ом], Ом;

 Ўзаро индуктивлик

 [Гн], Генри;

Магнит индукцияси

 [Тл], Тесла;

 Магнит оқими

 [Вб], Вебер;

 Қувват

 [Вт], Ватт;

 Иш, энергия, иссиқлик миқдори

 [Ж], Жоуль.

 

Каррали ва улушли бирликларни ҳосил қилувчи олд қўшимчалар.

1.3-жадвал

Каррали бирликлар

Улушли бирликлар

Т[Тера]

1012

Г[Гига]

10 9

М[Мега]

10 6

К[Кило]

10 3

Г[Гекто]

10 2

д[деци]

10 -1

с[санти]

10 –2

м[милли]

10 –3

мк[микро]

10 –6

н[нано]

10 –9

п[пико]

10 –12

 

Машқлар

1.1.         Келтирилган физик катталикларнинг қийматларини каррали ва улушли бирликлар кўринишида ифодаланг.

         0,008В; 0,31×10-4Ф; 0,15×1010Гц; 18×10-8С; 0,03×10-7А; 13×1010Oм; 0,0019Гн

1.2.         0,00000038Гн; 0,05×105В; 0,8×10-11Вт; 20×105Ом; 0,0000005С.

1.3.         2720000Вт; 0,000025А; 11500000 Ом; 1200Гц; 0,00007 Ф; 0,31×10-5В

1.4.         0,05×105Вт; 4×10-8А; 13×107 Ом; 0,00000018 Ф; 0,00000001Гн; 0,00056 Гц.

1.5.         38200000 Ом; 14300000 Гц; 0,007 А; 0,0000000025 Ф; 0,00000008 С; 0,31×10-8В

1.6.         0,01×107 В; 35×10-8 Ф; 2×10-4 А; 0,1×108 Ом; 0,000005 С; 0,0025 Гн.

1.7.         12×10-7 Ф; 120×105 Ом; 0,0000003 С; 0,00000222 В; 3×10-4 Гн; 12000 Гц.

1.8.         0,008 В; 0,31×10-4 Ф; 0,15×1010 Гц; 18×10-8 С; 0,03×10-7 А; 13×107 Ом;  270000 Вт.

1.9.         2×10-8 А; 12×10-12 Гн; 138×108 Ом; 0,5×10-5 Вт; 0,0000000001 С; 0,0021 Гц.

1.10.    0,00090749 Ф; 0,0000848×1010 В; 1,2×10-7 А; 8×108 Ом; 106 Ом.

1.11.    Келтирилган ўлчамнинг каррали ва улушли бирликларини асосий бирликларда ифодаланг.

         50 мкА; 10 пФ; 1 мОм; 0,05 мВт; 16 мкС.

1.12.    55 кОм; 120 мГн; 40 мкС; 0,5 мВ; 10 пВт.

1.13.    33,2 кГц; 1,73 мВт; 37 мкС; 27 мкА; 8,1 мВ.

1.14.    23 мкС; 18 кОм;1,4 мВ; 2700 мВт; 3,71 мГц

1.15.    5 кОм; 120 мГц; 40 мкС; 0,5 мВ4 10 кВт.

1.16.    U=0,5 В кучланиш қийматини милливольт (мВ) ва микровольтларда (мкВ) ифодаланг.

1.17.    С=25 нФ сиғим қийматини микрофарада (мкФ), пикофарада (пФ) ва Фарадаларда (Ф) ифодаланг.

1.18.    Кучланишни вольтларда келтиринг.

а) U=6,3 мВ; б) U=47 мкВ.

1.19.    Вақтни миллисекунд (мС) ва микросекундларда (мкС) ифодаланг.

t = 0,15 C.

1.20.    Частотани Герц (Гц) ва мегаГерцларда (мГц) ифодаланг.

f = 40 кГц.

 

Назорат саволлари.

1.     Катталик тушунчасига таьриф беринг.

2.     Ўлчашлар қайси сифат меьзонлари билан характерланади?

3.     Эксплуатацион техник ўлчашлар деганда нима тушунилади?

4.     Ўлчаш натижаларини келтириш ва уларга ишлов бериш нима учун бажарилади?

5.     ГОСТ 8.009-84 стандарт қандай номланади ва қандай талаблар ўрнатади?

6.     “Миллий эталонлар маркази”нинг фаолияти нималардан иборат?

7.     Миллий бошланғич эталонлар тўғрисида тушунча беринг.

8.     Қайси норматив хужжатда натижаларини келтириш бўйича талаблар келтирилган?

 

 

1.2. Электр ва оптик ўлчашларда узатиш даражалари сатхларини баҳолаш

 

Электр ўлчашларда тизимга кирмаган логарифмик бирликлардан кенг фойдаланилади.

Логарифмик бирликлардан фойдаланиб қувват, кучланиш ва ток бўйича узатиш даражалари аниқланади ва баҳоланади.

Тизимдан ташқари бўлган бундай бирликлар алоқа техникасида кенг қўлланилади. Бу бирликлардан тўрт қутблиларнинг узатиш параметрлари, халақитларни миқдоран баҳолашда, ночизиқли бузилишлар, шовқин, узатиш трактининг мослик даражасини аниқлашда ва узатиш тизимларининг даражалар диаграммасини қуришда фойдаланилади. 1970 йилдан бошлаб ягона логарифмик бирлик Александр Грейхем Белл – телефон ихтирочисининг шарафига “Белл” киритилди, амалда бошқа логарифмик бирлик “Непер” ҳам ишлатилади.

         Улар орасида қуйидаги муносабат мавжуд:

1 Нп = 8,686 дБ,

1 дБ = 0,115 Нп.

Узатиш даражаси Р билан белгиланади ва унинг ёрдамида “Нп” ва “дБ” ларда кучланиш, ток ва қувват баҳоланади. Ўлчашнинг абсолют, нисбий ва ўлчаш даражалари мавжуд.

“Нормал” генератор деб номланган кичик қувватли узатгич мавжуд бўлиб, у қуйидаги параметрларга эга:

f = 800 Гц;

P0 = 0 Нп;                   P = 1 мВт;

R0 = 600 Ом;    Э.Ю.К. = 1,55 В.

 

бу ерда Э.Ю.К. – электр юритувчи куч,

P0 – абсолют нолинчи даража. Бу даража 1 мВт актив қувват учун қабул қилинган.

Қувватнинг абсолют нолинчи даражаси P0 , кучланиш U0 ва токнинг I0 абсолют нолинчи даражаси билан R0 қаршиликнинг стандарт нормаланган қиймати орқали боғланган:

 

.

 

Агар, P0 = 1 мВт ва R0 » 600 Ом бўлганда кучланиш бўйича абсолют нолинчи даража:  U0 = 0,775 В ва ток бўйича абсолют нолинчи даража:  I0 = 1,29 А  бўлади.

Масалан,  .

 

Кучланиш, ток ва қувватнинг абсолют узатиш даражаси абсолют нол даража ҳисобга олинган ҳолда (дБ) қуйидаги ифодалар ёрдамида аниқланади.

1 Белл = lg P1/P2 = 2lg F1/F2;  [1Б = 10 дБ] ,

 

бу ерда: P1, P2 – энергетик катталик (қувват);

F1, F2 – куч катталиклари (кучланиш, ток кучи);

Рк = 10lg Px/P0; [дБ] PI = 20lg Ix/I0; [дБ] PU = 20 Ux/U0; [дБ].

 

Узатишнинг нисбий даражаси деганда иккита бир исмли катталикнинг нисбатини логарифмлаш тушунилади. Бу катталикларнинг бири тўртқутбликнинг киришида бўлса, иккинчиси унинг чиқишида бўлади.

 


Тўртқутблик
 
P1, I1, U1                               P2, I2, U2

 

                  

 

Рк= 10 lg P2/P1; [дБ];  Pк= 20lg U2/U1; [дБ];  Рт= 20lg I2/I1; [дБ].

 

Назорат саволлари.

 

1.    Халқаро бирликлар тизимига киритилган катталиклар ва уларнинг ўлчов бирликларини айтиб беринг.

2.    Қайси холда қувват бўйича абсолют даража ток ва кучланиш бўйича абслют қийматга тенг бўлади?

3.    Қувват, кучланиш ва ток бўйича узатишнинг абсолют ҳамда нисбий даражалари дейилганда нима тушунилади?

4.    Ўлчаш жараёни ва унинг элементларига изоҳ беринг.

5.    Метрологиянинг мақсади нима?

6.    Катталиклар учун қандай қийматлар ўринли?

7.    Ўзбекистоннинг қайси давлат стандартида катталикларнинг бирликларига талаблар ўрнатилган.

 

Масалалар

 

1.2.1.  10 мВт ва 2000 мВт қувватлар учун қувват бўйича абсолют даражани аниқланг.

1.2.2.  1000 Ом резистордан ажралиб чиқадиган 1 пВт қувват учун кучланиш бўйича абсолют даража топилсин.

1.2.3.  Қандай ҳолда қувват бўйича абсолют даража ток ва кучланиш бўйича абсолют даражаларга тенг бўлишини исботланг.

1.2.4.  Агар ўлчанаётган нуқтада Rx= 150 Ом ва R0= 600 Ом бўлса 1Вт қувват учун токнинг абсолют даражаси аниқлансин.

1.2.5.  Тизимнинг ўлчанаётган нуқтадаги қаршилиги 100 Ом ва қаршиликнинг директив қиймати 1000 Ом бўлса 1 мВт қувват учун кучланиш бўйича абсолют даража топилсин.

1.2.6.  150 Ом қаршилиги резистордан ажралган 1пВт қувват учун кучланиш бўйича абсолют даража аниқлансин.

1.2.7.  R0= 175 Ом қаршилик учун ток ва кучланиш даражасининг нолинчи қиймати аниқлансин.

1.2.8.  600 Ом резистордан ажралган 1 Вт қувват учун кучланиш бўйича абсолют даража топилсин.

1.2.9.  1 пВт ва 1 Вт қувватлар учун қувват бўйича абсолют даража топилсин.

1.2.10.                    Тўртқутблининг киришида Iкир= 1 мА, чиқишида Iчик= 0,1 А. Узатиш коэффициентини нисбий логарифмик бирликларда аниқланг.

1.2.11.                    Агар кучланиш бўйича нисбий даража 160 дБ бўлса тўртқутблининг чиқишидаги кучайиши неча марта ортганини аниқланг.

1.2.12.                    Кучайтиргич киришидаги кучланиш U1= 100 мВ, чиқишида 100В. Кучланиш бўйича кучайтириш децибелларда қанчага тенг.

1.2.13.                    Кучланиш бўйича кучайтиргичнинг киришидаги кучланиш U1=12 мВ, чиқишида U2=30 В. Агар кучайтиргичнинг кириш қаршилиги ва унинг чиқишидаги қаршилиги тенг бўлса, қувват бўйича кучайтириш децибелларда қанча бўлади.

1.2.14.                    Кучайтиргичнинг киришидаги кучланиш U1=1000 мкВ, чиқишидаги кучланиш U2= 1 В бўлса децибелларда кучланиш бўйича кучайтириш қандай бўлади.

1.2.15.                    R0= 135 Ом қаршилик учун ток ва кучланиш даражасининг нолинчи қиймати аниқлансин.

1.3. Электромеханик ўлчаш асбобларининг

метрологик характеристикалари ва иш тамойиллари

 

         Электр ўлчаш асбоблар қуйидагича тавсифланади: ўлчаш диапазони, хатолиги, сезгирлиги, ўлчанаётган катталик манбаидан оладиган қуввати, кўрсаткичларнинг таъсир этувчи катталикларга боғлиқлиги (ўраб турган муҳит ҳарорати, эгрининг шакли ва ўлчанаётган ток ёки кучланиш частотаси ва бошқалар).

Асбобларнинг абсолют хатолиги бу, асбоб кўрсаткичи ва ўлчанаётган катталикларнинг ҳақиқий қиймати орасидаги фарқдир:

∆  = ха- хҳақ .

 

Ўлчанаётган катталикнинг ҳақиқий қиймати сифатида унинг тажриба асосида топилган қиймати қабул қилинади ва бу қиймат асл қийматига шундай яқинлашадики, кўзланган мақсад учун бу қийматдан унинг ўрнига фойдаланиш мумкин.

Асбобнинг нисбий хатолиги бу – абсолют хатоликни ўлчанаётган катталикнинг ҳақиқий қийматига нисбатидир:

 

                                             δ= ∆/ хҳақ .                                              (1.1)

 

       Шунга кўра, хатоликларнинг сон қийматлари иккитадан ортиқ бўлмаган аҳамиятли рақамлар билан ифодаланади ва кўпчилик ҳолларда абсолют хатоликни ўлчаш асбобининг кўрсатиши деб қараш мумкин:

 

                                            δ= ∆/ ха .                                                      (1.2)

 

Асбобнинг келтирилган хатолиги бу абсолют хатоликни меъёрланган қийматига нисбатидир

 

                                            γ= ∆/ хн .                                                     (1.3)

 

         Текис ёки квадратли шкалага эга бўлган асбоб учун меъёрланган қиймат одатда шкаланинг ишчи қисмининг охирги қийматида тенг деб олинади (ўлчашнинг юқори чегарасига), агар 0 белгиси шкала ташқарисида ёки унинг четида бўлса.

Асбобнинг аниқлик синфи – асбобнинг умумлаштирилган тавсифи бўлиб, йўл қўйилган асосий хатолик чегаралари билан аниқланадиган ва таъсир этувчи катталиклар таъсири остида асбоб кўрсаткичи ўзгариши ва асбобнинг бошқа хоссалари билан аниқланади.

Асбобнинг аниқлик синфини билган ҳолда йўл қўйилган асосий хатоликлар чегарасини топиш мумкин. Ушбу қисмда қараб чиқилаётган амперметр, вольтметр ва ваттметрлар учун аниқлик синфи асбоб келтирилган хатолигининг асосий йўл қўйиладиган чегарасига сон жиҳатдан тенг.

Сезгирлик ўлчаш асбобларининг асосий тавсифларидан биридир. Асбоб кўрсаткичи чизиқли ва бурчак силжишнинг шу силжишни ҳосил қилган катталик ўзгаришига нисбати асбобнинг сезгирлиги деб аталади:

 

                                                 ,                                                  (1.4)

бу ерда: S - асбобнинг сезгирлиги;

∆L - кўрсаткич силжишининг ўзгариши;

∆X - ўлчанаётган катталик ўзгариши.

Ўлчаш механизми ва ўлчаш занжирининг характерига кўра асбобнинг сезгирлиги, ўлчаш диапазони барча қисмида ўзгармас ёки ўзгарувчан бўлиши мумкин. Масалан, магнитоэлектрик асбобларда кўрсаткичнинг шкала бўйлаб силжиши ўлчанаётган токка чизиқли боғлангандир, асбобнинг сезгирлиги эса доимийдир.

Электромагнит асбобларида бу боғланиш квадратлидир, шунга кўра сезгирлик ўлчаш диапазонида бир хил эмас.

         Бундан ташқари, бу асбобнинг турли катталикларга сезгирлиги турлича бўлиши ҳам мумкин. Масалан, электродинамик асбоб билан қувват ўлчанганида сезгирлиги доимийдир, яъни ўзгармасдир, ток ёки кучланишни ўлчашда эса ўзгарувчандир.

Шунинг учун ўлчаш асбобининг сезгирлиги деганда унинг ток ёки кучланиш бўйича сезгирлиги тушунилади.

Айрим ҳолларда нисбий сезгирлик тушунчасидан фойдаланиш қулайдир:

 

                                       .                                          (1.5)

 

Сезгирликка тескари бўлган катталик асбоб доимийси ёки шкала бўлинмаси қиймати дейилади. Сезгирлиги юқори бўлган асбоблар асосан аниқ ўлчашлар учун ишлатилади. Ўлчанаётган катталик қийматини асбоб кўрсаткичига таъсир қила оладиган энг кичик ўзгариши сезгирлик чегараси дейилади.

Электр ўлчаш асбобни манбага улаганда сигнал манбасидан қанчадир қувват сарфланади. Бу ҳол сигнал манбасининг ишлаш тартибининг четланишига олиб келади. Бу оғиш услубий хатоликни келтириб чиқаради. Ток ва кучланишни ўлчашда юзага келувчи услубий хатоликни ҳисоблаш учун амперметрнинг ички қаршилиги Rа ва вольтметрнинг қаршиликлари Rb эканлигини билиш керак.

Масалан, токни ўлчаш учун бирор занжирга амперметр уланса ва бунда амперметр қисқичларга нисбатан чиқиш қаршилиги R, шу қисқичдаги кучланиш U бўлса, у ҳолда занжирдаги токнинг ҳақиқий қиймати (R0=0) Jҳақ = U / R га тенг бўлганда, ўлчанган қиймати эса J/(R +R0) бўлади.

Нисбий услубий хатолик:

 

                                          .                                          (1.6)

 

Қисқичлардаги кучланишни ўлчаш учун актив икки қутбликнинг чиқиш қаршилиги R ва ички қаршилиги Rич бўлган, U-кучланиш бўлса, кучланишни ўлчашда нисбий услубий хатолик:

 

                                      ,                                             (1.7)

 

бу ерда Uич - вольтметр қисқичларидаги кучланиш.

Оддий ҳолда рамка билан кетма-кет R1 қаршиликли резистор уланади. Занжирдаги рамка қаршилигининг ҳарорат коэффициенти камаяди ва ўлчагичнинг нисбий ҳарорат хатолиги қуйидаги формула билан аниқланади:

 

                                      ,                                             (1.8)

бу ерда, β0 - занжирдаги рамка қаршилигининг ҳарорат коэффициенти R0 - рамкалар, пружиналар ва улагичларнинг чулғам қаршилиги;

R - шунт қаршилиги;

R1 - қўшимча резистор қаршилиги.

         Муҳитнинг ҳарорати ортганда магнитоэлектрик вольтметрнинг ҳарорат хатолиги

                                        ,                                         (1.9)

бу ерда, Rҳақ - қўшимча резистор қаршилиги.

         Электромагнит ва электродинамик вольтметрларнинг ҳарорат хатолиги пружина моментининг ҳарорат коэффициенти ва ғалтак қаршилигининг ҳарорат коэффициентига боғлиқ бўлади ва қуйидаги формула билан аниқланади:

 

                             ,                                     (1.10)

бу ерда, βώ - пружина моментининг ҳарорат коэффициенти (у манфийдир ва 10° С да 0,2 - 0,3% ни ташкил этади).

(1.10) - формуланинг иккинчи ҳади асбобнинг ўлчаш чегарасига боғлиқ. Волътметр кичик ўлчаш чегарасида катта хатоликка эга бўлади. Ғалтакни кетма-кет улаш схемасидаги электродинамик амперметрларда ва электромагнит ампер-метрларда ҳарорат пружинанинг эгилувчан хоссаларига таъсир этади. Шунинг учун уларнинг ҳарорат хатолиги 10° С да +0,2% дан ошмайди ва махсус компенсация усулларини талаб қилмайди. Электродинамик ва электормагнит вольтметрларнинг кўрсаткичлари ўлчанаётган кучланиш частотасига боғлиқ бўлади. Ўзгармас ва ўзгарувчан токларда уларнинг кўрсаткичларининг четланишига сабаб, индуктив қаршилик ω бурчакка боғлиқ.

           Sω хатолик ўзгармас токдан ўзгарувчан токка ўтаётганда қуйидагига тенг бўлади:

                           ,                                    (1.11)

 

бу ерда, U= - ўзгармас токдаги асбоб кўрсатиши; U~ - асбобнинг кўрсатиши юзага келтираётган ўзгарувчан кучланиш; R= - ўзгармас токда вольтметр қаршилиги; R~- ўзгарувчан токда занжирдаги актив қаршилик.

         2000 Гц частоталарда ишлайдиган бундай асбобларни, R~ ни R= дан фарқини маълум ҳолларда кичик деб ҳисоблаш мумкин. Агар R~= R= бўлса:

.

Ёки

.

 

Бу хатоликни компенсациялаш учун вольтметрнинг қўшимча резисторлари С конденсатор билан шундай шунтланадики, маълум частотада вольтметрнинг занжирдаги индуктив қаршилиги кичик бўлиши керак.

Электромагнит вольтметрларнинг частота хатолиги кўрилаётганда шуни эътиборга олиш керакки, бурчак оғиши билан индуктивлик ўзгаради ва ҳар хил кўрсаткичларда хатоликлар ҳам турлича бўлади. Шунинг учун частотали компенсация фақат биргина кўрсаткич учун ўринли, яъни кам самаралидир.

Электростатик вольтметрларнинг кўрсаткичи ўлчанаётган кучланишнинг частотаси ва шакл эгрисига боғлиқ эмас; бундан ташқари бу асбоблар жуда катта кириш қаршилигига эга ва қуйидаги формула билан ифодаланади:

 

                                              Xкир = J/W×Ca ,                                         (1.14)

 

бу ерда, Са – асбобнинг кириш сиғими.

Агар ўлчанаётган кучланишнинг шакл эгрилиги синуссимон шаклдан фарқ қилса, услубий хатолик келиб чиқади.

Электромагнит, электродинамик, термоэлектрик тизимга мансуб вольтметр ва амперметрлар, шунингдек тўғрилагичлари таъсир этувчи қийматга эга бўлган электрон вольтметрлар ва электростатик вольтметрлар билан ишлаганда шуни эътиборга олиш керакки, бу асбобларнинг кўрсатишлари шакл эгрисига боғлиқ бўлмаган ҳолда ўлчанаётган кучланишнинг ўрта квадратик қийматига пропорционалдир.

         Магнитоэлектрик тизимли асбоблар кўрсатиши ўлчанаётган кучланишнинг ёки токнинг доимий ташкил этувчисига боғлиқ (агар ўзгарувчан ташкил этувчининг частотаси юқори частоталар соҳасида ётса).

 

 

 

Назорат саволлари.

1.     Ўлчаш воситаларининг метрологик характеристикалари дейилганда нима тушунилади?

2.     Ўлчаш хатоликларининг классификацияси.

3.     Ўлчаш воситалари хатоликларининг хисоби.

4.     Ўлчаш воситасининг аниқлик синфи нима?

5.     Ўлчаш воситаси йўл қўйиладиган асосий хатоликлар чегараси дейилганда нима тушунилади?

6.     Электромагнит тизимли ўлчаш асбобининг иш тамойилини тушунтириб беринг.

7.     Магнитоэлектрик тизимли ўлчаш воситасининг иш тамойили нимага асосланади?

8.     Ўлчаш воситаларининг ўлчанаётган занжирга кўрсатилаётган таьсири асосида услуби хатоликлар тўғрисида тушунча беринг.

9.     Ўлчаш асбобларининг сезгирлиги нима ва у қандай ўлчанади?

10.           Электродинамик ўлчаш воситаларининг иш тамойили нимага асосланади?

11.           Электростатик ўлчаш асбобининг иши нимага асосланади?

 

Масалалар ечиш намуналари

 

1.3.1 Магнитоэлектрик механизм қуйидаги параметрлари билан берилган. Магнит индукцияси B = 0,09 Тл, тўлиқ оғиш токи Iн=5 мА да айланиш моменти М=34,4×10-7Н×м га тенг. Рамканинг диаметри d=0,25 мм, спирал пружинанинг қаршилиги 2Rп=1,12Ом, рамканинг ўртача актив юзаси S=4,4 см2, ўрам узунлиги l=88 мм.

1) ўрам сони W ни, ўрам кесими  q ни;

2) механизм учун сарфланган қувват;

3) шкала бўлим қиймати 100 га тенг бўлган ҳолда ток ва кучланиш бўйича механизм доимийсини;

4) кучланиши 30 В ли бўлган қўшимча резистор қаршилигининг қийматини ва қувватини аниқланг.

 

Ечилиши. Рамкадаги ўрамлар сони қуйидаги формула билан аниқланади:

 

W = M / (B×S×J)=34,4×10-7 / (0,09×4,4×10-4×5×10-3) = 17,5 .

 

Қуйидаги боғланишдан ўрам кесимини топамиз:

q =  w/w¢

бу ерда, w¢- 1см2 юзага тўғри келган ўрамлар сони.

Диаметри 0,25 бўлган ПЭВ-1 сим учун w¢=1100 ўрам/см2 ни топамиз. У ҳолда q = 17,5/1100=1,6мм2

рамканинг ўрам қаршилигини қуйидаги формуладан топамиз:

Rўрам= wlR¢ ,

бу ерда, l – симнинг 1та ўрам сони, м;

R¢= 0,356 О/м – 1м симнинг қаршилиги. Бу ердан,

Rўрам= 17,5×0,088×0,356 = 0,55 Ом.

 

Механизмнинг занжир қаршилиги:

R0= 2 Rn+ Rўрам= 1,12 + 0,55 » 1,7 Ом.

 

Механизмнинг қўзғалувчан қисмидаги кўрсаткичининг бутун (a=a0) шкала бўйича оғиши учун сарфланаётган қувват:

Рн= Iн2× R0= (5×10-3)×1,7=4,25×10-6Вт .

 

Шунга мос равишда механизмнинг ток ва кучланиш бўйича доимийлари:

 

CJ=JH/aH=5/100=0,05 мА/бўл ,

CU= CJ×R0=0,05×1,7=0,085 мВ/бўл .

 

Номинал кучланиш 30 В бўлган вольтметр қаршилиги

RB=UH /JH=30/(5×10-3)=6 кОм .

 

Қўшимча резистор қаршилиги:

Rқ=6×10-3-1,7=5998 Ом .

 

Волътметр учун сарфланган қувват қуйидагига тенг бўлади:

R=J2H/RB=(5×10-3)2×6×103=0,15 Bт .

 

1.3.2.                             Магнитоэлектрик асбоб механизмининг қуйидаги параметрлари берилган: ҳаво тирқишидаги индукция b= 0,232 Тл, тўлиқ оғиш токи Iн= 0,094×10-6 А, ўрамлар сони w=1200,5 рамка ПЭВ-1 мис симдан тайёрланган диаметри d= 0,02 мм, торткич қаршилиги Rр= 24,5 Ом, рамканинг актив майдони S= 4см2, ўрам узунлиги l=60мм.

Аниқланг:  1. Тўлиқ оғиш бурчагига мос келувчи айлантирувчи моменти.

                   2. Механизмнинг хусусий истеъмол қуввати.

                   3. 5 мВ мўлжалланган милливольтметр олиш учун қўшимча резисторнинг қаршилигини ва унинг хусусий истеъмол қувватини.

Жавоб: 10-8 нм, 35,7×10-12 Вт, 49,2 ком.

 

1.3.3 Ўзгарувчан ток амперметрини солиштириш усули билан қиёслашда (расм) текширилаётган А асбоб I=5,00 А ни кўрсатади.

Намуна асбоб эса, А0-I0=5,12 А. Текширилаётган нормаланган шкала қиймати IN = 10 А. Ўлчанаётган токнинг ҳақиқий қийматига мос келган намунавий асбобнинг кўрсатиши ҳисобга олиб, текширилаётган асбобнинг абсолют ва келтирилган хатоликларини топинг. Топилган хатоликни анчагина катта деб ҳисоблаб, ўлчанаётган асбоб учун аниқлик синфини белгиланг.

 

                                           ~

 

 

 


                                              

 

                                         А0       А

 

 

 

1.3.1 – Расм. Ўзгарувчан ток амперметрини қиёслаш чизмаси.

 

Ечилиши. Асбобнинг абсолют хатолиги асбобнинг кўрсатиши ва ўлчанаётган катталикнинг ҳақиқий қиймат орасидаги фарқни намоён қилади:

 

 

Асбобнинг келтирилган хатолиги абсолют хатолик модулини асбобнинг шкаласини нормаланган қийматига нисбатан тенглигидан топилади:

 

Асбобнинг аниқлик синфи унинг хоссасини характерлайди ва асбобнинг келтирилган хатолиги билан боғлиқдир (келтирилган хатоликнинг мумкин бўлган чегарасида аниқланади).

Ўлчаш асбоблари учун қуйидаги аниқлик синфлари қабул қилинган: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4,0 ва 5,0. Шулардан фойдаланиб,  га яқин сонни танлаймиз, яъни   = 1,2% бўлса, асбобнинг аниқлик синфи К=1,5 га тенг бўлади.

 

1.3.4 Солиштириш усули билан вольтметрини қиёслаш натижасида қуйидаги жадвал юзага келди.

 

1.1 - жадвал

 

 U0, B

0

30

50

75

100

150

 U, B

0

28.5

49.2

78

102

149

 

 

Агар вольтметрнинг ўлчаш чегараси UN=150B, ўлчанаётган катталикнинг ҳақиқий қиймати сифатида намунавий вольтметрни кўрсатиши V0 деб олинса, текширилаётган вольтметр V ни аниқлик синфини топинг.

Жавоб: К=2,5.

 

1.3.5  Э 377 русумли вольтметр таъмирлангандан сўнг (аниқлик синфи  Kv=1.5, ўлчаш чегараси UN=150B) асбобнинг асосий хатолигида қиёслаш олиб борилди. Каттароқ хатолик  (максимал хатолик), U=120B (шкала белгиси). Таъмирдан сўнг вольтметр ўзининг аниқлик синфини сақлаб қолдими?

Жавоб: Ҳа.

1.3.6 Амперметр аниқлик синфи К=1,5, меъёрланган шкала қиймати  токни улаганда J=3A ни кўрсатади.

Ўлчаш хатолигини аниқланг.

Ечилиши. Умумий ҳолатда бу хатолик асбобнинг келтирилган хатолигидан фарқ қилади.

Нисбий хатолик деганда асбобнинг абсолют хатолиги ∆ ни ўлчанаётган A0 катталикнинг ҳақиқий қийматига нисбати тушунилади. Бу қиймат ноаниқ бўлганлиги учун, уни А қурилманинг энг яқин кўрсаткичи билан алмаштирилади. Шундай қилиб, ўлчашнинг нисбий хатолиги фоизларда:

    .

ҳисобланади.

Асбобнинг кўрсаткичи кўрсатаётган қийматлардан фойдаланиб, қуйидаги формуладан нисбий хатоликни ҳисоблаб топиш мумкин.

Бу ҳолда,

    .

бундан

    .

 

Юқоридаги формулалардан фойдаланиб, токни ўлчашда нисбий хатолик қуйидагича топилади:

 

    .

 

1.3.7 Занжирга иккита кетма-кет амперметр уланган. Биринчи амперметр K1=0.5 аниқлик синфига эга, меъёрланган шкала қиймати , шунга мувофиқ иккинчи амперметр K2=1.5 ва JN=5A. Иккала асбоб 4 А ни кўрсатди. Қайси асбобда ўлчаш аниқроқ бажарилади.

Жавоб:     S1=3,75 %    S2=1,88 %

Иккинчи амперметр билан ўлчаш аниқроқ бажарилади, нисбий хатолик    S1 >  S2

 

Изоҳ: биринчи амперметрга қараганда иккинчи амперметрнинг аниқлик синфи паст, ўлчанаётган катталик 4 А иккинчи амперметрнинг ўлчаш чегараси 5 А га яқин. Олинган натижа шу орқали тушунтирилади.

 

1.3.8 Иккита параллел уланган вольтметрлар билан кучланиш ўлчанмоқда. U1 В-140 типидаги КV1=2,5 аниқлик синфига, ўлчаш чегараси эса  UN1=30 В бўлсин, V2-М 366 русумли вольтметрнинг аниқлик синфи КV2=1,5 , ўлчаш чегараси эса UN2=150 В бўлсин.

Агар биринчи вольтметр кўрсатиши U1=29,2 В, иккинчи вольтметр кўрсатиши U2=30,0 В бўлса, вольтметрлардан қайси бири аниқроқ қийматни кўрсатади?

Жавоб: Ушбу шароитда аниқлик синфи 1,5 бўлган вольтметрга қараганда аниқлик синфи 2,5 бўлган вольтметр билан ўлчашда нисбий хатолик тахминан икки баробар камроқ бўлади.

Шунинг учун биринчи вольтметрнинг кўрсатиши, иккинчи вольтметр кўрсатишига нисбатан аниқроқ.

 

1.3.9 Кўпчегарали электромагнит асбоби (ЭЗ77 русумли) 300, 750, 1500 мА ўлчаш чегараларида С1 бўлинма қийматини аниқланг. Шкала бўлинмасининг максимал қиймати (тўлиқ сони) amax=75.

 

Ечилиши:

Асбобнинг ўлчаш чегараси (шкаланинг меъёрланган қиймати) АN, шкала бўлинмасининг максимал қиймати (тўлиқ сони) ×amax га нисбати асбобнинг шкала бўлинмасининг қиймати `С дейилади.

Бу ҳолда миллиамперметрнинг шкала бўлим қиймати ўлчашнинг ҳар бир учта чегарасида қуйидагига тенг:

С1 (300)=300/75=4 мА/бўл;

С1 (750)= 10 мА/бўл;

С1(1500)= 20 мА/бўл.

Умумий формуласи қуйидагидан:

С= АN/amax  иборат.

 

1.3.10 150 В ли электродинамик вольтметрда ғалтаклар кетма-кет уланган ва қаршилиги Rк=4565 Ом ли қўшимча қаршиликка эга, ғалтакнинг индуктивлиги ва актив қаршилиги L=240 мГн, R=435 Ом га тенг. Асбоб доимий токка тўғриланган.

f=500 Гц частотада асбобнинг нисбий хатолигини аниқланг.

Жавоб: -1.15%

 

1.3.11 15 В юқори ўлчаш чегарасига эга бўлган магнитоэлектрик вольтметрнинг тўла оғиш токи ва қўшимча резистор қаршилигини аниқланг.

Агар кучланишни ўлчашда U=100 В бўлса, сарфланган қувват 66,6 мВт бўлади. Занжирдаги рамканинг қаршилиги Rо=103 Ом.

Жавоб: 1мА, 149 кОм.

 

1.3.12.        Агар қўшимча резистор қаршилиги унга тенг бўлган қаршиликни резистор билан алмаштирилса ва бу резистор ўзгармас ток занжирида ишлаши учун мўлжалланган бўлса, саноат частотали ўзгарувчан кучланиш занжирида ўлчашлар учун мўлжалланган частота компенсациясисиз вольтметрнинг тўлиқ оғиш токи қандай ўзгаради.

1.3.13.        Iном= 30 мА номинал токка мўлжалланган миллиамперметр U= 75 В нормаланган кучланиш тушишига ва 3мА бўлган тўлиқ оғиш токига эга. Асбобнинг ички қаршилигини аниқланг. Ушбу ўлчагичнинг ток бўйича ўлчаш чегарасини I= 3 А кенгайтириш учун ташқи муҳит қандай қаршиликка эга бўлиши керак.

 

Жавоб: Rа= 2,5 Ом; Iш= 2,97 А; Rж= 25,3×10-3 Ом.

 

 

 

 

 

2. Энергетик ва куч катталикларни ўлчаш ва ўлчаш

хатоликларини баҳолаш.

 

2.1. Электр қувватни ўлчаш ва ўлчаш хатоликларининг ҳисоби

 

Электр занжиридан токнинг оқиб ўтиши манбадан энергия истеъмоли ҳисобига рўй беради. Энергиянинг кириш тезлиги қувват билан характерланади. Қувват, оний, ўрта, актив, реактив ва тўла қувватга бўлинади.

Оний қувват деганда занжирнинг қисмидаги кучланиш оний қийматининг (u) ушбу қисмидан оқиб ўтувчи токнинг (i) оний қийматига кўпайтмаси тушунилади.

P= u×i

 

Актив қувват деганда (P) давр давомидаги оний қувватнинг ўрта қиймати тушунилади.

Агар, ток i=Imax Sinwt, занжир қисмидаги кучланиш  u=Umax Sin(wt + j) бўлса, унда   P= 1/T Imax UmaxSinwtsin(wt + j)dt= UICosj.
Кўпайтувчи Cosj - қувват коэффициенти дейилади.

Актив қувват шундай энергияки, у вақт бирлигида R- қаршиликда иссиқлик сифатида ажралади. Ҳақиқатан, кўпайтма Ucosj= IR, шунга кўра P= I2R.

Актив қувват ваттларда ўлчанади.

Реактив қувват деганда занжир қисмидаги кучланишининг ушбу қисмидан оқиб ўтувчи токга ва улар орасидаги j бурчак синусига кўпайтмаси тушунилади.

 

Q= UISinj .

Реактив қувват Вольт-Ампер реактивларда (В*Ар) ўлчанади.

Реактив қувват генератор ва қабул қилгич ўзаро алмашадиган энергияни характерлайди.

Тўлиқ қувват қуйидаги кўпайтмага тенг:

S= UI .

Тўлиқ қувват Вольт-Амперларда ўлчанади (В.А)  P, Q ва S орасида муносабат мавжуд:

P2= S2 – Q2 .

 

 

Назорат саволлари.

 

1.    Электр қувват турлари тўғрисида маьлумот келтиринг.

2.    Актив ва реактив қувват тўғрисида тушунча беринг.

3.    Оний қувват дейилганда нима тушунилади?

4.    Систематик ва тасодифий хатоликлар нима?

5.    Хатоликларни бартараф қилиш усуллари тўғрисида тушунча беринг.

6.    Ўлчаш натижаларининг математик ишлови дейилганда нима тушунилади?

7.    Электр қувват турлари ва ўлчов бирликларини келтиринг.

8.    Ўзгарувчан ва ўзгармас ток занжиридаги қувват қайси усулда ўлчанади ва усул тафсилоти.

9.    Электродинамик ваттметр билан қувват қандай ўлчанади?

10.                       Ўта юқори частоталарда қувват қандай ўлчанади?

11.                       Электр қувватни ўлчаш усуллари тўғрисида тушунча беринг.

 

         Масалалар ечиш намуналари

 

         2.1.1 Агар (2.1-расм) кўрсатилган занжирда ўлчаш чегаралари UN=150 В, JH= 1 A бўлса, ваттметр кўрсаткичи 80 бўлинмага оғса, қабул қилгичнинг актив қувватини аниқланг.

                                           W

 

 


                  ~                                                       Z              

                                                                      

 

 


2.1- расм. Қабул қилгичнинг актив қувватини аниқлаш.

Ечилиши:

Актив қувват Pw= Cwa ,

бу ерда Cw- ваттметр доимийси, a- кўрсаткичнинг оғиши.

Кўрсатилган ўлчаш чегараларида ваттметр доимийси: Cw= 150×1/150=1 Вт/бўл.

Жавоб: Pw= 80Вт.

2.1.2. Агар (2.1. расмда) кўрсатилган занжирда ўлчаш чегаралари UN=30 В, Jн=0,5А бўлса, ваттметрнинг кўрсаткичи 100 бўлинмага оғса, қабул қилгичнинг актив қувватини аниқланг.

Жавоб: Pw=10 вт

 

2.1.3. Асбоб кўрсаткичлари: J=4,4 А, U=380 В, РА=707 Вт, Рс=1665 Вт. Ваттметрлар билан ўлчанган актив қаршиликни аниқланг. Қабул қилгичнинг фаза параметрларини аниқланг. Вектор диаграммасини қуринг ва кучланиш, ток ва ваттметрларда векторлар орасидаги бурчакларни кўрсатинг. Қабул қилгичнинг актив қаршилигини Рпр=3RJ2 формуладан аниқланг.

Ечилиши:

Қабул қилгичнинг ваттметрларда ўлчанган актив қаршилиги уларнинг кўрсаткичлари йиғиндисига тенг:

Рw= РА+ РС=2372 Вт

Параметрларини қуйидаги йўл билан аниқлаймиз, қабул қилгичнинг қувват коэффициенти

 

 

Тўла қаршилик:

Актив қаршилик:      R=Z×cosj=41 Oм

Реактив қаршилик:   ХL=Z×sinj=28,7 Ом

Қабул қилгич фазасининг комплекс қаршилиги:

Z= R+j×XL=41+j×28,7=50×e j35° Ом

(2.2 - расмда) қурилган вектор диаграммаси келтирилган.

 

 

 

 

                   UAB           +1                 JA

                                                          UA

                                    30°

              Jc                  b                                     1

UiB

                                                             j

                Uc                                                              

                                                                    UB

                                          JB                                  

2.2 – расм. Қабул қилгичнинг вектор диаграммаси

UAB ва JA векторлар орасидаги бурчак a=30°+j=65° , UiB ва Jc векторлар орасидаги бурчак b= -30°+j=5°

Қабул қилгичнинг актив қуввати Рпр=3×41×(4,4)2=2381 Вт. Ҳисоблаш натижасида параметрларнинг хатолиги 0,4 % дан кам.

 

Масалаларни ечиш намуналари

 

         2.1.5 Ўзгармас ток қувватини ўлчаш учун ўлчашнинг юқори чегараларига эга бўлган ваттметрдан фойдаланилади. Ток бўйича Iн=1 А, кучланиш бўйича Uн= 150 В. Кетма-кет занжирнинг қаршилиги Rа= 0,2 Ом, параллел занжирнинг қаршилиги Rв= 5000 Ом. Юкламадаги ток I=1 А ва юкламадаги кучланиш U= 100 В бўлганда қувватни ўлчашда энг кичик нисбий хатоликка эришиш учун ваттметр чулғамини келтирилган қайси чизма бўйича улаш керак.

 

 

 

 

 

           *                                            *            I

                    I

                                                             *

   *                              ZH                             U=UB        ZH

    U                     U                          IВ

       IВ

            a)                                                            б)

 

2.3-Расм. Ваттметрларни улаш чизмалари.

Ечилиши: 2.3 а) чизма бўйича улашда қувват:

P= UВI= I (U- Ua) = UI+I2Ra = 100×1+12×0, 2 = 100,2 Вт.

Ua- ваттметрнинг ток занжиридаги кучланишнинг тушиши.

 

б) чизма бўйича улашда қувват,

P= UI+UIВ = 100×1+100×0, 03= 103 Вт.

 

Pасл= UI= 100×1= 100 Вт асл қиймат деб олинса,

а) чизма бўйича уланганда қувватни ўлчашдаги нисбий хатолик: d=DP×100/Pn= (100,2-100)×100/100 = 0,2%;

б) чизма бўйича уланганда:

d=DP×100/Pn= (103-100)100/100 = 3%.

 

Хулоса: Ваттметрни 2.3 а) чизма бўйича улаш керак.

 

 

2.2. Электр кучланишни ўлчаш

 

Электр кучланиш қуйидаги қийматлар билан тавсифланади: ўрта, ўрта тўғриланган, ўрта квадратли ва амплитуда қийматлари. Кучланиш эгриси шаклининг ўзгариши кучланиш қийматининг ўзгаришига олиб келади. Вольтметрлар фойдаланилган детектор турига кўра, кучланишнинг айрим қийматларини ўлчайди. “Пик” детектори асосида қурилган вольтметр кучланишнинг амплитуда, квадратли детекторли вольтметр кучланишнинг ўрта квадратик, чизиқли вольтметр ўрта тўғриланган қийматини ўлчашга мўлжалланган. Электрон вольтметрларнинг шкаласи синуссимон кучланишнинг ўрта квадратли қиймати бўйича даражаланган бўлади. Шунга кўра қатъий синуссимон шаклли бўлмаган кучланишни ўлчашда хатоликлар пайдо бўлади. Синуссимон кучланишнинг амплитуда ёки ўртаквадратли қийматини вольтметр турига боғлиқ бўлмаган ҳолда олиш учун вольтметрнинг ўрта квадратик қийматдаги кўрсатишини синуссимон кучланишнинг амплитуда коэффициентига тескари бўлган коэффициентга кўпайтириш керак,

.

 

Шакл ва амплитуда коэффициентлари ифодадан аниқланади:

.        .

 

Импульсли кучланиш вольтметрларидан ташқари барча вольтметрлар синуссимон кучланишнинг ўрта квадратли қиймати бўйича даражаланган бўлади.

 Ўлчагичлар кўрсатишини аниқлашда электрон вольтметр қандай киришга эга эканлигини билиш муҳимдир: очиқ ёки ёпиқ. Очиқ киришда тўлиқ сигнал ўлчанади, ёпиқ киришда эса доимий ташкил этувчисиз ўлчанади. Умумий кўринишда ёзиш мумкин:

Uk = cf [u(t)], очиқ киришда;

Uk = cf [u(t)-u0], ёпиқ киришда.

Бу ерда Uk  – вольтметр кўрсатиши;

              с –   даражалаш коэффициенти;

              f– ўзгарткич турига боғлиқ бўлган функционал ўзгартиргич;

              u0 –  ўрта қийматга тенг бўлган ўлчанаётган сигналнинг доимий ташкил этувчиси.

Даражалаш коэффициентининг қийматини аниқлаш мумкин. Ёпиқ киришли ўзгарткичга ва синуссимон кучланишнинг ўрта квадратик қиймати бўйича даражаланган вольтметрнинг кўрсатиши аниқланади.

 

  ,

 

  .

 

Шкаласи синуссимон кучланишнинг ўрта квадратли қиймати бўйича даражаланган ўрта тўғриланган қиймат вольтметрининг кўрсаткичи

қуйидаги ифодадан аниқланади: Uk = Uўрт * 1.11.

Ўзгарувчан кучланишнинг биргина қийматини билган ҳолда қолган иккита қийматини берилган косинуссимон кучланишнинг амплитуда ва шакл коэффициентлари бўйича топиш мумкин.

Кучланишнинг шаклини ва детектор турини аниқлаган ҳолда кучланишнинг ихтиёрий қийматини ўлчаш мумкин. Лекин, бундай ўлчашлар бевосита бўлмайди, яъни вольтметр кўрсатишини айрим кўпайтувчиларга кўпайтириш керак бўлади.

 

Назорат саволлари.

1.    Ўзгарувчан электр кучланиш тушунчаси.

2.    Электр кучланишини характерловчи қийматлар ва уларнинг тафсилотини айтиб беринг.

3.    Очиқ ва ёпиқ киришли электрон волтметрларнинг иш тамойилини тушунтириб беринг.

4.    Амплитуда, шакл ва ўртачалаш коеффициентлари нима?

5.    Электрон волтметрнинг иш тамойилини тушунтириб беринг.

 

Масалалар ечиш намуналари

 

2.2.1  Турли тизимдаги учта вольтметр носинуссимон даврий кучланиш манбаига уланган. Электромагнит тизимга мансуб вольтметр 4,2 В, тўғрилагичли вольтметр 4,0 В, “Пик” вольтметр 6,1 В кўрсатди.  Носинуссимон кучланишнинг амплитуда ва шакл коэффициенти аниқлансин.

Ечилиши: 1) Электромагнит тизимли вольтметрнинг кўрсатиши кучланиш эгрисининг шаклига боғлиқ бўлмаган ҳолда ўлчанаётган кучланишнинг ўрта квадратли қийматига тенг, шунга кўра U = 4,2 B.

2) Тўғрилагичли асбоб ҳаракатланувчи қисмининг оғиши ўлчанаётган кучланиш қийматининг модул бўйича ўрта қийматига тенг, шкаласи синуссимон кучланишнинг ўртаквадратли қиймати учун даражаланган. Ўлчанаётган кучланишнинг модул бўйича ўрта қийматини аниқлаш учун тўғрилагичли асбоб кўрсатишини синусоиднинг шакл коэффициентига бўлиш керак:

Кф = U / U ўр.мод , 1.11;

Ўлчанаётган кучланиш учун

U ўр.мод = 4.0 / 1.11 = 3.64 B.

3) Амплитуда детекторли электрон асбобнинг кўрсатиши ўлчанаётган кучланишнинг максимал қийматига пропорционал бўлади. Асбоб шкаласи ўртаквадратли қиймат учун даражаланган. Ўлчанаётган кучланишнинг амплитуда қийматини аниқлаш учун электрон асбоб кўрсатишини синусоиданинг амплитуда коэффициентига  кўпайтириш керак

.

Ўлчанаётган кучланиш учун

.

 

4) Тадқиқот қилинаётган носинусоидал кучланишнинг шакл коэффициенти

.

5) Амплитуда коэффициенти

.

Жавоб: Кш = 1.15, Ка = 2.02.

 

2.2.2 Турли яримўтказгичли ўзгарткичларга эга бўлган ўзгарувчан кучланиш вольтметрларга бир хил амплитудали Um = 100 B ва турли шаклдаги иккита сигнал кетма-кет узатилмоқда. Биринчи сигнал гармоник: Кш = 1.11, Ка = 1.41. Шунинг учун сигналнинг ўрта квадратли қиймати  U ўр.кв = 70.7 В.

Ўрта тўғриланган қиймат  U ўр.т = 63.7 В.

Иккинчи сигнал меандр. Ўрта квадратли ва ўрта тўғриланган қийматлар бир-бирига тенг:

U ўр.кв = U ўр.т ....

Ушбу ҳолда шакл ва амплитуда коэффициентлари бир-бирига тенг:

Ка = Кш.

Қуйидаги саволларга жавоб берилсин:

А) Белгиланган шаклдаги сигналлар узатилганда вольтметрларнинг кўрсатиши бир хил бўладими ёки йўқ?

Б) Сигнал шаклининг синуссимонлиги сабабли ўлчаш хатоликлари қандай бўлади?

В) Сигналнинг носинуссимон шакли учун вольтметрларнинг кўрсатиши бўйича қандай ахборотни олиш мумкин?

 

2.3  Тадқиқот қилинаётган қурилма чиқишида даврий кучланиш мавжуд бўлиб унинг шакли 2.2.1 – расмда келтирилган. Қуйидагиларни аниқлаш талаб қилинади:

1. Берилган шаклдаги чиқиш кучланишининг ўрта  (U ўр), ўрта тўғирланган (U ўр.т ) ва ўрта квадратли (U ўр.кв) қийматлари.

2. Чиқиш кучланишининг амплитуда (Ка) ва шакл (Кm) коэффициентлари.

3. Ёпиқ киришли “пик” вольтметри ҳамда ўртатўғриланган ва “очиқ” киришли ўрта квадратли вольтметрларнинг кўрсатиши. (Барча вольтметрлар синуссимон кучланишнинг ўрта квадратик қиймати учун даражаланган).

4. Вольтметрларнинг кўрсатиши бўйича ҳисобланган кучланишларнинг нисбий хатолиги баҳолансин. Фойдаланилган ўлчаш асбобларининг аниқлик класси Кт = 0.5, кучланишнинг номинал қиймати U ном  = 20 В, + Um = 15 B

 Um = 5 B, Т = 100 мкС.

        U

    

      Um  0                                      t

                                         

               ¾T

                T

2.3– расм. Ўлчанаётган кучланиш шакли.

 

2.2.4 Манбанинг чиқишида даврий кучланиш ҳосил бўлади, унинг шакли 2.4 – расмда келтирилган.

 

 


       Um                                      

        0                                          t        Um = 100 B

                   T/2                          

                          T

2.4-расм. Ўлчанаётган даврий кучланиш шакли.

Бу кучланиш “Пик” вольтметри, ўртатўғриланган ва ўртаквадратик вольтметрлар билан ўлчаниб улар синуссимон кучланишнинг ўртаквадратик қиймати учун даражаланган. Вольтметрларнинг ҳар бири “очиқ” ва “ёпиқ” киришга эга.

Аниқлаш талаб қилинади:

1.             Берилган шаклдаги чиқиш кучланишининг ўрта, ўртатўғриланган ва ўрта квадратик қийматлари.

2.             Амплитуда ва шакл коэффициентларини.

3.             Учала вольтметрларнинг кўрсатишларини.

4.             Ўлчаш натижалари бўйича асбобнинг қайси аниқлик классига мос келади.

 

Абсолют қиймат ∆U = 1.5 B, шкала чегараси U ном  = 300 В.

2.3. Ток ва кучланиш ўзгарткичлари

 

Энг оддий ўлчаш ўзгарткичи – бу токни кучланишга ўзгартириб берувчи ўзгармас ток шунтидир. У тўрт қисқичли резистордан иборат. J ток ўтувчи кириш қисқичлари “токли” дейилади, чиқиш қисқичлари эса “потенциалли” қисқичлар дейилади (2.5 - расм).

 

                     J               Rш             J

                                                 

 


Zюк
 
                                                        а)

 

 


0
 

J
 
  

 

 


                                                        б)

2.5 - Расм. Шунт.

J
 

¾
 

®
 

¾
 

J
 

¾
 

®
 

¾
 
Номинал чиқиш кучланиш UH ни номинал кириш токи JH га нисбати номинал шунт қаршилигини билдиради ва ўзгартириш коэффициентига тенг:

 

    .

 

Доимий ток шунти учун хатолик деганда қуйидаги  тушунилади:

    .

 

Ўзгармас ток шунти учун:

 

    .

 

бу ерда,    - тўла шунт қаршилигининг ҳақиқий қиймати;

R – унинг актив қаршилиги;  Х – индуктив қаршилик;  j– қаршилик қийматининг хатолиги; φ – фазовий хатолик.

Шунт уланган Zюк юклама берилган токда чиқиш кучланишига таъсир этади:

 

 

Агар юклама қаршилиги шунт қаршилигига нисбатан катта бўлса , у ҳолда иккинчи тартибли кичик катталикларни ҳисобга олмаган ҳолда қуйидагини ёзиш мумкин:

.

 

Кўп ҳолларда юкланмани шунтга туташтирувчи потенциал симлар ёрдамида уланади, уларни қаршилигини эса ҳисобга олмай бўлмайди ва юклама қисмларидаги U2 кучланишни шунтнинг чиқиш кучланиши деб аташ мумкин.

Туташтирувчи симларни қаршиликлари  ни ҳисобга олган ҳолда, иккинчи тартибли кичик қийматли катталикларни ҳисобга олмаган ҳолда,  қуйидагини ёзиш мумкин:

 

 .

ёки

 .

 

Шунтлар манганиндан тайёрланади ва магнитоэлектрик милливольтметр ёрдамида токларни ўлчаш учун, ҳамда токларни бошқа усулда ўлчашда қўлланилади. Аниқ асбоблар учун шунтлар тайёрлашда асбоб қаршилиги ва туташтирувчи симлар қаршиликларини таъсири ҳисобга олинади.

Кучланишни токка айлантиришда ўзгарткич бўлиб, кириш катталиги ток ҳисобланган ўлчаш механизми орқали кетма-кет уланган қўшимча резистор ҳисобланади.

Ўлчаш механизми занжирида ток қуйидагига тенг:

 

,

 

бу ерда, Z0=R0+ÃX0  - ўлчаш механизмидаги ўрамнинг тўлиқ қаршилиги;

RK.H                 - қўшимча резисторнинг номинал қаршилиги;

 - ўзгартириш коэффициенти.

Ўзгарувчан токда қўшимча резистор хатолиги деганда қуйидаги тушунилади:

 .

 

бу ерда, Rk=Rk+jXk - қўшимча резистор ҳақиқий қийматининг тўла қаршилиги;

         Rk  - актив қаршилиги;

         Xk   -  индуктив қаршилиги;

         à - қаршилик қийматининг хатолиги;

         φ    - фаза хатолиги.

Иккинчи тартибли катталикнинг кичик қийматини ҳисобга олмаган ҳолда, ўлчаш механизми занжирида ток учун ушбу муносабатни ёзиш мумкин:

   .

 

бу ерда,   

 

Қўшимча резисторлар манганиндан сим ёки босма резисторлар кўринишида тайёрланади.

Қўшимча резисторлар вольтметр ва параллел занжирлардаги вольтметрлар ва фазометрларнинг юқори ўлчаш чегараларини кенгайтиришда қўлланилади.

Кучланишни аниқ бир сонга камайтириш учун кучланиш бўлгичларидан фойдаланилади.

Кучланиш бўлгичи кучланишни кучланишга айлантириб берувчи бирдан кичик бўлган ўзгартиргичнинг номинал коэффициентига эга:

 

.   

 

Кучланиш бўлгичига Zюк юкламасини улаганда, ўзгартгич коэффициент ўзгаради. Шунинг учун юклама қаршилиги |Z2| дан катта қилиб олиш керак.

Кучланиш бўлгичлари юқори кириш қаршиликли асбобларни юқори ўлчаш чегараларини кенгайтиришда қўлланилади. Бўлгичларда ишлатилаётган элементларга кўра: резистивли, сиғимли ва индуктивли бўлгичларга бўлинади.

 

   .

 

Сиғимли бўлгичлар кўпинча катта кучланишларда қўлланилади. Электростатик вольтметрларда ўлчашларнинг юқори чегарасини кенгайтириш учун кучланишнинг сиғимли бўлгичидан фойдаланилади, бунда:

           сиғимли бўлгич параметрлари шундай танланадики, CЮ >> С1 бўлиши керак.

Ўзгармас ток ва кучланишни фазасини сақлаган ҳолда қанчадир марта кўпайтириш ёки камайтириш (ток ва кучланишни) учун ток ва кучланиш трансформаторларидан фойдаланилади. Ток трансформатори токни токка ўзгартиради,  кучланиш трансформатори эса кучланишни кучланишга ўзгартиради.

Ўлчаш трансформаторининг трансформация коэффициенти бу ток трансформаторнинг номинал трансформация коэффициентидир.

    .

 

Трансформатор кучланиши:

    .

 

Номинал трансформация коэффициенти трансформатор шитларида ток ёки кучланишларни нисбати сифатида берилади.

Трансформация коэффициентларининг ҳақиқий қийматларини мос равишда; қуйидагича аниқлаш мумкин:

   ва      .

 

Бирламчи ва иккиламчи токлар (кучланишлар) векторлари ўз идеал қийматларидан нафақат модули бўйича, балки фазаси бўйича фарқ қилади. Трансформатор аниқлиги фақатгина ток (кучланиш) хатолиги билан эмас, балки бурчак (фаза) хатолиги билан ҳам тавсифланади.

Бурчак хатолиги S деб, минутига бирламчи ток (кучланиш) вектори ва 180˚га бурилган иккиламчи ток (кучланиш) орасидаги бурчакка айтилади.

Трансформаторнинг комплекс трансформация коэффициенти деганда қуйидаги муносабат тушунилади:

 

  ва     .

 

 

Ток ва кучланиш трансформаторининг комплекс хатолиги мос равишда қуйидагича ифодаланилади:

 

   

 

бу ерда,  fJ  ва  fU  -ток хатолиги ва кучланиш хатолиги; δJ  ва  δU - мос равишда ток ва кучланиш трансформаторларининг бурчак хатоликлари. Трансформатор хатоликлари конструктив параметрлар, иккинчи ўрамга уланган нагрузка қиймати ва тавсифи ёрдамида аниқланади ва қуйидаги формулалар ёрдамида ифодаланади:

а) ток трансформатори учун:

 

 

 

ёки

 

,    ,

 

бу ерда, Zm=Rm+jXm       - магнит ўтказгичнинг комплекс магнит қаршилиги;

Z2=R2+jX2   - трансформатор иккиламчи занжирининг комплекс қаршилиги;

W2- иккиламчи чулғам сони;

ω  - айлана частотаси.

 

б) кучланиш трансформатори учун:

 

бу ерда,  -  юкланма ўтказувчанлиги;

 ZK1   -  бирламчи ўрамнинг комплекс қаршилиги;

 YX      -  бўш йўлдаги ўтказувчанлик;

    -  трансформаторнинг қисқа туташув қаршилиги;

   -  иккиламчи ўрам қаршилиги.

2.3.1 Токларнинг ўлчаш чегараси 5, 20, 30 А бўлган М 342 механизми учун кўп чегарали шунтни ҳисобланг (расм). Ўлчаш занжирининг қаршилиги R2 = 2,5 Ом. Ўлчашнинг  ихтиёрий чегарасида шунтдаги кучланишнинг энг кўп камайиши 75 мВ га тенг бўлиши керак.

Ечилиши.

Шунт қаршилиги: 

бу ерда,      - шунтлаш коэффициенти;

 

         J -   ўлчанаётган ток;

         JU - ўлчагичдаги ток.

 

Ўлчагичнинг қисмлардаги токи:

.

 

         Шунтлаш коэффициенти ва берилган ўлчаш чегараси учун шунт қаршилиги 5 А токда қуйидагига тенг:

20 А токда:

 

  ,

 

 

Шу ердан R3 аниқланади.

Шундай қилиб, шунт қаршиликлари:

   га тенг.

 

 


Ju

 

 


J              R1                           R2                    R3

 


    +                  30A                  20A                   5A

 

2.6 - расм. Кўп чегарали шунт.

 

2.3.2 Миллиамперметр учун шунт қаршилиги  RШ,  шунт токи  JШ ни аниқланг. Тўла оғиш токи JU = 50 мА ва ички қаршилиги  RU = 1,5 Ом.

J =10A токни ўлчаш учун ўлчагичдан фойдаланилади.

 

Жавоб:  RШ=0,00753 Ом;   JШ=9,95 А.

 

2.3.3 Ўлчаш чегараси UV = 3 В бўлган доимий кучланиш вольтметри:

RV=RU+Rd ички қаршиликка эга.

Ўлчаш чегарасини 15 ва 75 В гача кенгайтириш учун вольтметрга улаш зарур бўлган қўшимча резисторлар қаршилигини аниқланг (2.7-расм).

 

Кўрсаткичнинг тўла оғиш токини аниқланг.

 

    +                      3B                    15B                         75 B

 

 


         V        Rқ               Rқ1                     Rқ2   

 

 


                Rv

2.7- расм.

 

Ечилиши.

Резисторнинг қўшимча қаршилиги:

бу ерда,  - кучланишлар нисбатлари орқали аниқланадиган коэффициент.

Вольтметрда кўрсаткич тўла оғганда ток қуйидагича:

 

 

 

бўлади. Энди резисторларнинг қўшимча қаршилигини топишимиз керак. Резисторларнинг қўшимча қаршиликлари қуйидагича аниқланади:

RK2=8000 Ом.

2.3.4 Юқоридаги масалага тегишли ҳолда резисторнинг қўшимча  қаршилигини аниқланг, агар кучланиш 150 В бўлса.

Қувват ҳамма ўлчаш чегараларида:

PV=UJV  асосланиб топилади.

 

Жавоб:       Rd3 = 10 кОм,  Pv = 22.5 мВт;  Pv1 = 0,11 Вт;

                   Pv2 = 0,56 Вт; Pv3 = 1,12 Вт.

 

2.3.5 Номинал токи JНОМ=5А га тенг бўлган магнитоэлектрик системадаги амперметрнинг ички қаршилиги RA=0.015 Ом га тенг. Асбобнинг ўлчаш чегарасини 15 А гача ошириш керак бўлган шунт қаршилигининг қиймати аниқлансин.

Жавоб:

 

2.3.6 Ички қаршилиги RB = 30 кОм бўлган вольтметрга қаршилиги Rg = 90 кОм бўлган резистор уланган. Бунда асбобнинг юқори ўлчаш чегараси 600В. Вольтметр билан қўшимча резисторсиз кучланишнинг қандай қийматини ўлчаш мумкин.

 

Жавоб: 150 В.

 

2.4. Қаршиликни ўлчашнинг кўприк усуллари

 

Актив қаршиликларни ўлчаш учун ўзгармас ток кўприкларидан фойдаланилади, чунки ўзгармас токда реактив параметрлар занжирнинг ишига таъсир кўрсатмайди, шунга кўра 2.7 – расмда келтирилган кўприк схемасидаги Z1, Z2, Z3, Z4 – комплекс қаршиликлари R1, R2, R3, R4 – актив қаршиликлари билан алмаштириш мумкин (2.8 - расм).

 

 

г    

Овал: г                            Z1                                 Z2

 

 

 

 


                           Z3                                           Z4     

                                                             

                                           U

 

2.8 – расм. Якка тўрт елкали кўприк чизмаси.

 

 

 


                     R1                                             R2

 


                                               Jr     

 

                            R3                                         R4

        

                                                

                                               Е

 

2.9 – расм. Якка тўрт елкали ўзгармас ток кўпригининг чизмаси.

 

2.9 – расмда келтирилган чизма учун гальвонометр орқали ўтган Jr – токни эквивалент генератор усули ёки контур токлари усули билан ҳисоблаш мумкин.

 

                                                       ,

 

бу ерда a = R1 * R4 - R2 * R3  ;

 

           b=Rr(R1+R2)(R3+R4)+R1R2(R3+R4)+R3R4(R1+R2);

 

UМАНБА - таъминлаш манбаининг кучланиши.

Rr- Гальванометр занжирининг қаршилиги.

         Агар номаълум қаршилик биринчи елкага уланган бўлса, кўприкнинг баланс шарти бажарилганда  Jr=0,  R1R4-R2R3=0,

унинг қиймати қуйидаги ифода билан аниқланади R1 = RX = R2 R3 / R4

             RX - ни аниқлаш учун солиштириш елкаси деб номланган R2 елканинг қаршилигини ва нисбатлар елкалари R3 ва R4 қаршиликларининг нисбатини билиш зарур. Шунга кўра RX қаршилиги R2, R3, R4  намуна қаршиликлари билан солиштириш усулида ўлчанади. Улардан биттаси ёки бир нечтаси мувозанатни сақлаш учун ростланувчи бўлиши керак. Агар ўлчанаётган катталик токнинг Jr = 0 қийматида аниқланса, кўприк мувозанатланувчи дейилади. Ўзгармас ток кўприклари 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 1 ва 5 аниқлик классларига бўлинади. Якка тўрт елкали ўзгармас ток кўприклари билан 1÷100000 Ом гача бўлган қаршиликларни ўлчаш учун ишлатилади. Бундай кўприклар билан кичик қаршиликларни ўлчаш катта хатоликларга олиб келади. Бу хатоликлар ўлчанадиган қаршиликни кўприкка уловни туташтирувчи симлар ва контактлар ҳисобига ҳосил бўлади. Ўлчанадиган қаршиликнинг сон қиймати туташтирувни симларнинг ва контактларнинг қаршиликларига қанча яқин бўлса, ўлчанадиган хатолик шунча катта бўлади. Ўлчашнинг нисбий хатолиги елкалардаги қаршиликларнинг хатоликларига боғлиқ ва қуйидаги ифода билан аниқланади:

 

    .

 

Гальванометрнинг ток бўйича сезгирлиги Sr :

  ,

 

Δα - ўлчагич кўрсаткичининг оғиши;

ΔJr - токнинг ўзгариши.

 

Кўприк схемасининг сезгирлиги SCX: 

                                                   .

 

         Кўприк сезгирлиги SK гальвонометр сезгирлиги ва кўприк схемасининг сезгирлиги кўпайтмасига тенг:

 

    .

 

Кўприкнинг тўлиқ мувозанатланганлиги ҳисобига юқоридаги ифодага асосан  ўлчашнинг нисбий хатолигини аниқлаш мумкин:

    .

 

Кичик қаршиликларни ўлчаш учун икки ёқлама кўприклар деб аталувчи махсус кўприклар ишлатилади.

2.4.1 Доимий ток кўприги мувозанат ҳолатига келтирилган (2.10 - расм)

Ноль индикаторда Jин =0 га тенг. Резисторлар кўприкнинг 3 та қисмида:

R2=20 Ом, R3=75 Ом, R4=100 Ом.

Қуйидаги:

а) Rх ўлчанаётган қаршилик қийматини;

б) Е=7 Волт бўлганида Rх ўлчашда объектдаги токни;

в) кўприкнинг мувозанат режимида R1х=11,13 Ом бўлса НИ ички қаршиликни;

г) НИ (ноль индикатор) режимидаги токнинг қиймати ва йўналишни аниқланг.

                                       с

 


                            Rх                                         R2

 

                  а                           Ни              в

 

 

                            R3                         R4

                                            d

 

 


                                       Е

 

2.10 - расм

Ечилиши:

а) кўприкнинг мувозанат ҳолатидан фойдаланиб, қуйидагини топамиз:

 

Rх= R2 ×R3 / R4=15 Ом

 

б) Jни =0 бўлганда Rх ва R2 қаршиликли резисторлар а ва в буғинлар орасида кетма -кет уланган бўлади. Шунинг учун:

 

Jни =Е /( Rх + R2)=0,2 А,

 

в) НИ учун келишилган режим шартини топиш мақсадида кўприкни актив икки қутблик билан алмаштирамиз, яъни с ва d нуқталарга нисбатан кўприкнинг кириш қаршилиги:

 

 
 
         Бундан, ноль индикатор ички қаршилигининг келишилган режимда таъминлаш учун  RHU = 50
Ом  деб олинади.

 

2.4.2 Агар ўзгарувчан ток кўприги 50 Гц частотада ишласа, елкаларининг қаршилиги 200 Ом бўлганда кўприк мувозанатда бўлади.

 
 
Г' Г'' қисқичларда R1 кучланиш 6 мВ га тенг бўлса, Г' Г'' диагоналда пайдо бўлган қаршиликни кичик бир ўзгаришида  токни ёзиб олиш учун осциллографик гальванометрнинг типини танланг. Ёзиб олинган эгрилик амплитудаси 15 мм дан кичик бўлмаслиги керак.

 

Ечилиши:

М 1012 – 150 типидаги осциллографик гальванометрдан фойдаланамиз.

Гальванометрдаги токнинг таъсир этувчи қиймати қуйидагига тенг:

    .

 

Токнинг амплитуда қиймати:

 

 

 

 

 

                                             Г1

                           

                            Rх                        R2

 

 


                            R3                            R4

 

                                             Г11

 

 


2.11 -  расм.

 

 

Ёзиб олинган эгрилик амплитудаси:

 

яъни, 15 мм дан катта.

 

 

 
 

 
 

 
 

 
 
2.4.3. Температурани ўлчаш учун ўзгартгичли номувозанат кўприкдан фойдаланилади (кўприк елкаларидаги қаршилик термометри - Rr ). Чиқиш асбоби сифатида ички қаршилиги Rmv = 100 Ом бўлган mv милливольтметр уланган. Электр манбаи ишлаб чиқараётган ЭЮК  Е = 6В, кўприкнинг иккала елкасидаги резистор қаршиликлари:

 

R3=10 Om,  R4=100 Om

 

га тенг.

Расмда ҳар хил сезгир металлардан ташкил топган (терморезисторлари билан) қаршилик термометрларининг тавсифи келтирилган.

 

 

R Т/RТ0

 


5

4

3                        CU                 Pt

2

1                                                                 

0

-200        200                400   600               Æ0с          

2.12- расм

 

 

Улар элемент қаршилигининг нисбий ўзгариши температурага боғланишини қуйидаги формула орқали ифодалайди:

 

Берилган ҳолда платина элементидан фойдаланилади,  Q=0ºC да қаршилиги RT(0) = 100 Ом бўлсин. Q=0ºC да резистор қаршилиги R2 ўзгариши билан кўприк мувозанат ҳолатга келади. Температура ўзгарганда кўприк мувозанат ҳолатдан чиқади ва милливольтметр - Umv  кўприкнинг нобаланслигини кўрсатади.

 
 
   R2 қаршиликнинг қайси қийматида мувозанат ҳолат таъминланишини аниқланг, шунингдек мана шу режим учун терморезистордаги JT  токни аниқланг.

-100; +100; +400 температураларда милливольтметр кўрсаткичларини топинг.

 

Ечилиши.

Кўприкнинг мувозанат шартига асосан, RT(0) * R4 = R3  дан қуйидагини топамиз:

 

 

Температуранинг турли қийматларида милливольтметр кўрсаткичларини аниқлаш учун эквивалент генератор усулидан фойдаланамиз. Rx ни RT га айлантириб, Q=0ºC да

 

 

                 

 

Ө=-100° С,            RT=0,7 ,     RT(0)=70 Ом,

 

,

 

,

 

,

 

 

Жадвал 2.1

 ºС

0

-100

+100

+400

 RT(0) Ом

100

70

140

250

 UКИР

0

-0,15

0,19

0,65

 UКИРcd Ом

-

64,5

131,9

209,1

 J, мА

0

-0,912

0,819

2,1

 U, мВ

0

-91,2

81,9

210

 

 

2.5. Электрон осциллографларнинг қўлланилиши

 

Электрон осциллографлар ёрдамида турли даврий ва импульсли жараёнларни визуал кузатиш ва кучланишнинг оний қийматини, турли шаклдаги сигналларнинг амплитуда ва вақт параметрларини ўлчаш мумкин. Кучланишнинг оний қийматини

U(t) = Um sin ω t

ўлчашда хатоликнинг асосий манбалари бўлиб қуйидагилар ҳисобланади:

- оғдириш коэффициентининг хатолиги бўлиб, у амплитуда калибраторининг аниқлигига, кузатилаётган кучланиш спектрига, тасвирнинг экранда жойлашишига ва бошқа қатор омилларга боғлиқ;

- электрон нурли трубка экранидаги кесмаларни ноаниқ ўлчаш билан боғлиқ бўлган визуал хатолик. Визуал хатоликни камайтириш учун етарли узунликда бўлган кесмаларни ўлчаш бу кесмалар экраннинг ишчи қисмидан ташқарига чиқмаслиги керак.

Тўғри бурчакли импульслар амплитудасини ўлчаш хатоликларининг ҳисобида қуйидаги ифодадан фойдаланиш тавсия қилинади:

 ,

бу ерда:  - тўғри бурчакли импульслар амплитудасини ўлчашда йўл қўйиладиган нисбий хатолик чегараси;

 - ўтиш характеристикаси нотекислигининг йўл қўйиладиган чегараси;

 - кучланишни ўлчашдаги визуал нисбий хатоликнинг йўл қўйиладиган ва қуйидаги ифода билан аниқланадиган чегараси:

,

 

b - нур чизиғининг кенглиги, мм;

h - кесма узунлиги, импульс амплитудасига мос, мм;

  - қийматлари осциллографлар учун меъёрланади.

 

2.5.1 Осциллограф экранда тармоқдан синхронизациялаб 2.13 – расмда келтирилган осциллограмма олинди. Масштаблари my = 2 В/см ва  mx = 5 мс/см га тенг.   кучланишлар ва  вақтли интервалларни ўлчашда осциллографнинг келтирилган нисбий хатоликлари 5% ни ташкил этади. Экраннинг ишчи қисми: maxY × maxX = 6,0 × 8,0 см. Оний кучланиш учун тенглама ёзилсин, амплитуда, частота ва бошлангич фаза учун ўлчашнинг нисбий хатоликлари аниқлансин.

 

Ечилиши.

 

1. Кучланиш амплитудаси

 

2. Кучланиш амплитудасини ўлчашнинг нисбий хатолиги:

 

3. Кучланиш даври:

,

 

Частота:

 

4. Даврни ўлчашдаги нисбий хатолик:

,

 

Частота ўлчашдаги нисбий хатолик:

 

5. Кучланишнинг бошланғич фазаси:

 

 

6. Бошланғич фазанинг нисбий хатолиги:

 

7. Оний кучланиш:

 

 

2.5.2 Осциллограф экранида текширилаётган сигналнинг бир даври олинади. Агар К0 – оғдириш коэффициенти ва Кё – ёйма коэффициенти 1 В/см ва 10 мс/см бўлса Ш – кучланишнинг даври ва оний қиймати нимага тенг?

 

 


     1   U1

                                                      x, см

              1            2     3          

 

2.13-расм.

 

Жавоб: 1 В; 35 мс.

 

2.5.3 Агар нурнинг ишчи йўли 100 МКС га тенг бўлса тадқиқот қилинаётган кучланишнинг U1 ва U2 оний қийматлари орасидаги вақт интервали нимага тенг?

 


   y

         U1        U2

                                                        x

 

 

2.14-расм.

Жавоб: 25 МКС.

 

2.5.4 Осциллограф ёрдамида қандай қилиб пульсацияланган кучланишнинг доимий ташкил этувчисини ўлчаш мумкин?

 

2.5.5 Текширилаётган кучланишнинг амплитуда қийматига осциллограф экранида 45 мм узунликдаги кесма мос келди. Калибрлаш учун осциллографнинг “Y” киришига 10 В синуссимон кучланиш берилди. Агар калибрловчи кучланишнинг икқиланган амплитудасига 50 мм узунликдаги кесма тўғри келса, текширилаётган кучланишнинг амплитудаси нимага тенг?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фойдаланилган адабиётлар рўйхати

 

 

         1. Каримов А.С., Мирхайдаров М.М., Блейхман С.Г., Попов В.А. “Электротехника ва электроника асослари” Т. Ўқитувчи: 1989. 245б.

 

         2. Сигов А.С., Белик Ю.Д., Верба В.С. и др. “Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах”, М. Высшая школа, 2005  536с.

 

         3. Хакимов О.Ш., Аъзамов А.А. “Сборник задач и упражнений по теоретической метрологии” Ташкент - 2001. 94б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИЛОВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Услубий қўлланма “ОТЛ ва ЎТ” кафедраси йиғилишида муҳокама қилинди ва нашр этиш учун  “ Телекоммуникация техналогиялари ” факультети илмий – услубий кенгашига  тавсия этилсин.

 

Тузувчилар:

доцент Парпиев М. П.

катта ўқитувчи: Рахмонова Г. С.

 

Масъул муҳаррир:

доцент Парсиев С.С.

 

Мусаҳҳих:

Хамдамзода Л.Х