Mühazirə mətnləri GƏNCƏ 2012 Ekoloji proseslərdə elektrik ölçmələri haqqında ümumi məlumat

MURADLI C.Ə.
fənnindən
Mühazirə mətnləri
GƏNCƏ 2012
Ekoloji proseslərdə elektrik ölçmələri
haqqında ümumi məlumat
Elektrik ölçmələrinin vəzifəsi təcrübə yolu ilə xüsusi elektrotexniki vasitələrin köməyi ilə fiziki kəmiyyətlərin qiymətlərinin tapılması və onların qəbul olunmuş vahidlərlə ifadə edilməsindən ibarətdir. Fiziki kəmiyyət - əksər fiziki obyektlər və fiziki sistemlər, onların vəziyyəti və onlarda baş verən proseslər üçün miqyasca ümumi olan xassədir (məsələn, cismin elektrik müqaviməti, elektrik sahəsinin gərginliyi, zaman, temperatur-bunlar fiziki kəmiyyətlərdir).
Ölçmə nəticələrinin ümumi qəbul olunmuş vahidlərlə ifadə edilməsi üçün hər bir ölkədə beynəlxalq təşkilatların məsləhətləri nəzərə alınmaqla xüsusi qanunla vahidlər qəbul olunur. Keçmiş SSRİ ərazisində, o cümlədən Azərbaycanda 1 yanvar 1963-cü ildən Beynəlxalq Vahidlər Sistemi (Sİ sistemi – System İnternational) qəbul olunmuşdur. Yanvar (lot.; Jānuārius mēnsis 'Yanus oyi' rimliklar xudosi Yanus nomidan) - Grigoriy kalendari boʻyicha yilning birinchi oyi. Yanvar 31 kundan iborat (yana q. Kalendar). Sİ sisteminin vahidləri öz ölçülərinə görə praktiki tətbiq olunmaq üçün çox münasibdir və onlardan istifadə edilməsi ölçmələrin dəqiqliyinin artırılmasına, fiziki kəmiyyət vahidlərinin unifikasiyasına səbəb olmuşdur.
Ölçmə maddi aləmi öyrənməyə, təbii qanuna uyğunluqları mənimsəməyə kömək edir. Bu nəzəriyyə və təcrübəni birləşdirir və hər yerdə, hər sahədə istifadə olunur: elmdə, istehsalatda, materialların qiymətləndirilməsində, keyfiyyətin standart parametrlərinin təminində, texnoloji proseslərin təkmilləşdirilməsində, standartlaşdırmalarda və s.
Ölçmə -ölçüləcək fiziki kəmiyyətin təcrübi yolla xüsusi texniki vasitələrlə qiymətinin tapılmasına deyilir. Ölçmə - tədqiq olunan fiziki kəmiyyətin miqdarı qiymətinin tapılmasıdır.
Elektrik ölçü texnikası çox böyük müxtəlif arsenala malikdir. Bunların xüsusiyyətləri çoxlu faktorlarla təyin olunur. Məsələn: ölçüləcək kəmiyyət, ölçmə şəraiti, dəqiqlik, kəmiyyətin qiyməti və s. Müxtəlif şinlər, növlər hərəsi öz spesifik xüsusiyyətlərinə malikdir. Bunlara baxmayaraq onlar ümumi xassələrə malikdirlər.
Məlumdur ki, ölçü vasitələri ölçü çeviricilərinə malikdirlər. Ölçmə zamanı çeviricilər ( informasiya alınması) enerji sərfi nəticəsində yaranır. Bəzən bir enerji növü digərinə çevrilir, məsələn: istilik enerjisi elektrik enerjisinə - termocütlə temperaturun ölçülməsi – çevrilir. Burada elektrik xüsusiyyəti əsas təyinedici faktor olmur. İnformasiya siqnalları üçün əsas parametr; dəqiqlik, xəta, həssaslıq və s.
Cihaz və çeviricilərin statik və dinamik xarakteristikaları öyrənilir. Statik xarakteristika ölçü vasitələrinin elə iş rejimidir ki, burada ölçüləcək kəmiyyət determina olunur və ölçü müddətində qiymətcə dəyişmir. Dinamik rejimdə ölçü müddətində ölçüləcək kəmiyyət zamana görə dəyişir.
Ölçü siqnalı müəyyən zaman tələb edir. Çevrilən kəmiyyətin zaman xarakteristikası və çevrilmə zamanından asılı olaraq çeviricinin konstruktiv parametrləri təyin olunur, ölçü vasitələrinin dinamik parametrləri müəyyənləşdirilir.
Hər bir çevirici və cihazlarda giriş və çıxış parametrləri elektrik, maqnit və qeyri – elektrik kəmiyyət ola bilər. Çıxış kəmiyyəti əsasən mexaniki kəmiyyətlər olur.
Statistik xarakteristika.
Cihaz sabiti və həssaslıq həddi
Metroloji xarakteristikalar ölçmə vasitələrinin seçilməsi və ölçmə nəticələrinin dəqiqliyinin qiymətləndirilməsi üçündür.
Ölçmə nəticələrinin əsas metroloji xarakteristikalarından biri xətadır. Mühüm metroloji xarakteristikalardan biri cihazın (çeviricisinin) göstərişlərinin (çıxış siqnalının) variasiyasıdır. Ölçmə diapazonunun müəyyən nöqtəsinə yaxınlaşma prosesində cihazın (çeviricinin) giriş kəmiyyətinin eyni bir həqiqi qiymətinə uyğun olan göstərişləri (çıxış siqnalının qiymətləri) arasındakı fərq variasiya adlanır.
Metroloji xarakteristikalara ölçmə vasitələrinin dinamik xarakteristikaları (ətalətlilik xassələri xarakteristikaları) aiddir. Bunlar həm tam, həm də xüsusi dinamik xarakteristikalara bölünürlər. Tam xarakteristikalara diferensial tənlik, impuls xarakteristikası, keçid xarakteristikası, ötürmə funksiyası, amplituda və faza-tezlik xarakteristikaları cəmi (toplusu) aiddir.
Xüsusi dinamik xarakteristikalara tam dinamik xarakteristikaların ölçmə vasitələrinin dinamik xassələrini tam əks etdirməyən ayrı-ayrı parametrləri aiddir.
Göstərişlərin qərarlaşma müddəti xüsusi dinamik xarakteristikalardır. Hərəkət edən hissəsi olan cihazların əksəriyyəti üçün göstərişlərin qərarlaşma müddəti ən çox 4 san. olur.
Ölçmə vasitələrinin metroloji xarakteristikalarına giriş və çıxış müqavimətləri də aiddir. Giriş müqavimətinin böyük, çıxış müqavimətinin kiçik olması arzu olunandır.
Ölçülən x kəmiyyətinə elektrik ölçmə cihazının həssaslığı (S) əqrəbin (və ya göstəricinin) yerdəyişməsindən həmin kəmiyyətə görə alınmış törəməyə deyilir.
(1)
burada α - əqrəbin yerdəyişmə bucağıdır.
Əgər F(x) sabitdirsə, yəni cihazın şkalası müntəzəmdirsə, onda həssaslıq əqrəbin yerdəyişməsinin ölçülən kəmiyyətim dəyişməsinə olan nisbətinə və ya əqrəbin tam yerdəyişməsinin ölçülən kəmiyyətin ən böyük qiymətinə olan nisbətinə bərabərdir. Həssaslığın tərs qiymətinə cihazın sabiti deyilir.
(2)
Əgər cihazın həssaslığı sabit deyilsə, onda belə cihaz üçün ölçmə diapazonu adlanan ölçülən kəmiyyətin qiymətlərinin müəyyən sahəsində buraxıla bilən xəta normalaşdırıla bilər.
Cihazın göstərişini hiss edilə bilən qədər dəyişdirən giriş kəmiyyətinin ən kiçik qiymətinə həssaslıq həddi deyilir.
Çeviricinin çevirmə əmsalı onun çıxışındakı siqnalın dəyişməsinin girişindəki siqnalın dəyişməsinə nisbətinə deyilir.
Ölçmə vasitələrinin əsas xarakteristikalarından biri onların etibarlılığıdır. Bu verilmiş xarakteristikanı müəyyən iş şəraitində verilmiş zaman ərzində saxlama qabiliyyətidir. Ölçmə vasitələrinin xarakteristikalarına həmçinin onun işçi rejimə qərarlaşma müddəti, elektriki davamlılığı, izolyasiya müqaviməti, mexaniki təsirlərə (vibrasiya və zərbəyə) dayanıqlığı və s. aiddir.
Ekoloji proseslərdə elektrik
ölçmələri vasitələri
Elektrik ölçmələrində istifadə edilən və normalaşdırılan metroloji xarakteristikaları olan texniki vasitələr elektrik ölçmələri vasitələri adlanır. Elektrik ölçmələri vasitələri növlərinin təsnifatı şəkil 1-də göstərilmişdir.
Elektrik ölçmələri vasitələri
Ölçülər
Elektrik ölçmə cihazları
Ölçmə çeviriciləri
Elektrik ölçmə qurğuları
İnformasiya ölçmə sistemləri
birqiymətli
Çoxqiymətli
Ölçülər dəsti
Elektrik kəmiyyətlərini elektrik kəmiyyətlərinə çevirən ölçmə çeviriciləri
Qeyri-elektrik kəmiyyətlərini elektrik kəmiyyətlərinə çevirən ölçmə çeviriciləri
Ölçmə sistemləri
Avtomatik nəzarət sistemləri
Texniki diaqnostika sistemləri
Təsvirləri tanıma sistemləri
ŞƏKIL 1.
Ölçülər – məlum fiziki kəmiyyəti özündə təcəssüm etdirən ölçmə vasitəsinə deyilir.
Ölçülər birqiymətli, çoxqiymətli və ölçülər dəstinə ayrılır. Birqiymətli ölçü- vahid ölçülü fiziki kəmiyyəti, çoxqiymətli ölçü isə eyni adlı müxtəlif ölçülü fiziki kəmiyyətləri təcəssüm etdirir. Çoxqiymətli ölçülərə dəyişən tutumlu kondensator misal ola bilər. Ölçülər dəsti bir sıra eyni adlı, müxtəlif ölçülü kəmiyyətləri təcəssüm etdirən xüsusi seçilmiş ölçülər komplektindən ibarətdir. Ölçülər dəstinə, müqavimətlər, tutumlar, induktivlər mağazası və s. misal ola bilər.
Elektrik ölçmə cihazları – müşahidəçinin bilavasitə qəbul edə bildiyi formada ölçmə informasiyası siqnalları, yəni ölçülən fiziki kəmiyyətlə funksional asılılığı olan siqnallar yaradan elektrik ölçmə vasitələrinə deyilir. Elektrik ölçmə cihazları iş prinsipinə və konstruktiv quruluşuna görə çox müxtəlifdir.
Göstərişləri ölçülən kəmiyyətin dəyişmələrinin kəsilməz funksiyası olan elektrik ölçmə cihazlarına analoq cihazları deyilir.
Göstərişləri rəqəm formasında təsvir olunan elektrik ölçmə cihazları rəqəm cihazları adlanır.
Elektrik ölçmə cihazları göstərişləri oxuma və qeydetmə imkanından asılı olaraq iki qrupa ayrılır: göstərici cihazlar və qeydedici cihazlar. Əgər qeydedici ölçmə cihazı göstərişləri diaqram formasında qeyd edirsə, belə cihazlara özüyazan cihazlar deyilir. Göstərişləri rəqəm formasında çap edən qeydedici cihazlar çapedici cihaz adlanır.
Göstərişi iki və daha çox kəmiyyətin cəmi ilə funksional əlaqədar olan elektrik ölçmə cihazları cəmləyici cihazlar adlanır. Belə cihazlara cəmləyici cihazlar adlanır. Belə cihazlara bir neçə generatorun cəm gücünü ölçən vattmetr misal ola bilər.
Göstərişləri ölçülən kəmiyyətin zamana görə və ya digər asılı olmayan dəyişənə görə inteqralı ilə müəyyən olunan cihazlar inteqrallayıcı cihazlar adlanır.
Bəzi cihazlarda ölçülən kəmiyyət qiyməti məlum olan kəmiyyətlə bilavasitə müqayisə olunur. Belə elektrik ölçmə cihazlarına müqayisə cihazları deyilir. Bunlara körpülər, kompensatorlar misal ola bilər.
Bundan başqa, cihazlar tətbiq olunma xarakterinə görə stasionar, qeyri-stasionar (gəzdirilən), ölçülən kəmiyyətin növünə görə ampermetr, voltmetr, ommetr və s. cihazlara ayırırlar.
Ölçmə çeviriciləri – ölçmə informasiyasını ötürmək, sonradan çevirmək, işləmək və ya yadda saxlamaq üçün münasib formada siqnallar yaradan elektrik ölçmə vasitəsidir. Lakin ölçmə çeviricilərinin yaratdığı siqnalları müşahidəçi bilavasitə qəbul edə bilmir.
Ölçülən kəmiyyətin növündən asılı olaraq ölçmə çeviricilərini iki qrupa ayırmaq olar:
1) elektrik kəmiyyətlərini elektrik kəmiyyətlərinə çevirənlər. Bunlara şuntlar, gərginlik bölücüləri, ölçmə transformatorları və s. aid ola bilər.
2) qeyri-elektrik kəmiyyətlərini elektrik kəmiyyətlərinə çevirənlər. Bunlara termorezistorlar, induktiv çeviricilər, pyezoelektrik çeviricilər və s. daxildir.
Elektrik ölçmə qurğuları – ölçmənin səmərəli təşkili üçün olan funksional və konstruktiv cəhətdən birləşmiş ölçmə vasitələri və köməkçi qurğular cəminə deyilir. Ölçmə qurğusu müəyyən ölçmə metodunun nəzərdə tutulmasına və əvvəlcədən ölçmə xətasının qiymətləndirilməsinə imkan verir.
İnformasiya – ölçmə sistemləri (İÖS) – bir sıra mənbələrdən ölçmə informasiyasını avtomatik olaraq toplayan, onu rabitə kanalı ilə məsafəyə ötürən və təsvir edən ölçmə vasitələri və köməkçi qurğular cəminə deyilir. İÖS-də ölçmə informasiyası daşıyan eyni siqnal çeviricilərindən dəfələrlə istifadə olunur.
İÖS dörd qrupa bölünə bilər:
1. Ölçmə sistemləri. Bunlar yuxarıda göstərilən funksiyaları yerinə yetirir və ölçmə informasiyasını müşahidə, yaxud qeyd etmək üçün müvafiq formada təsvir edir.
2. Avtomatika nəzarət sistemləri. Bunlar nəzarət olunan kəmiyyətlərin qiymətlərinin nominal qiymətlərdən kənara çıxması haqqında informasiya almaq üçündür.
3. Texniki diaqnostika sistemləri. Bu sistemlər nasazlığın səbəblərinin aydınlaşdırılmasına və onların lokallaşdırılmasına imkan verir.
4. Təsvirləri tanıma sistemləri. Bunlar obyektləri müəyyən təsvirə uyğun etmək üçündür.
DƏRS 4???
Ekoloji proseslərdə elektrik
ölçmələri metodları
Ölçmə vasitələri və ölçmə prinsiplərindən istifadə üsullarından asılı olaraq elektrik ölçmə metodları bilavasitə qiymətləndirmə metodunun və müqayisə metoduna bölünür.
1. Bilavasitə qiymətləndirmə metodu. Bu halda ölçmə nəticəsi birbaşa, heç bir əlavə əməliyyat yerinə yetirmədən, alınır: məsələn, gərginliyin voltmetrlə ölçülməsi nəticənin tez alınmasına və sadəliyinə görə bu metoddan geniş istifadə olunur.
2. Müqayisə metodu. Bu metodda ölçülən kəmiyyət nümunəvi ölçü kimi götürülmüş kəmiyyətlə müqayisə edilir. Müqayisə metoduna öz növbəsində aşağıdakılar aiddir: a) sıfır metodu; b) diferensial metod; c) əvəzetmə metodu; d) üst-üstə düşmə metodu.
a) sıfır metodu. Bu metoda geniş məlum olan kompensasiya və körpü metodları aiddir. Həmin metodda nümunəvi UN kəmiyyəti ilə ölçülən Ux kəmiyyətinin fərqi ∆U sıfır gətirilir, yəni ; əgər olarsa, . Bu halda həmin fərqi ölçən deyil, onun olmadığını göstərən “sıfır-indikator” lazım olur. Belə cihazlardan yüksək dəqiqlik deyil, yüksək həssaslıq tələb olunur.
V
∆U
Ux
UN
Yüksək həssaslığı olan cihaz yaradılması, yüksək dəqiqlikli cihaz yaradılmasından asandır. Maqnitoelektrik qalvanometrin həssaslığı 10-9...10-12 A-dır və elektron texnikası həssaslığı xeyli yüksəltməyə imkan verir.
ŞƏKIL 2
b) diferensial metod (fərq metodu). Bu halda ölçülən Ux kəmiyyəti ilə nümunəvi UN kəmiyyəti arasındakı fərq ölçülür, yəni burada və ya .
c) əvəzetmə metodu. Bu metodla ölçmə belə aparılır: ölçülən kəmiyyət uyğun cihazları (məsələn, voltmetri) olan hər hansı ölçmə dövrəsinə qoşularaq ya müvazinətlənir, ya da dövrədə müəyyən rejim yaradılır. Sonra ölçülən kəmiyyət əvəzinə uyğun nümunəvi ölçü qoşulur və o, dövrədə əvvəlki rejim yaranana qədər tənzim edilir. Bu iki ölçmənin nəticəsində görə ölçülən kəmiyyətin qiyməti müəyyən oluna bilir.
d) üst-üstə düşmə metodu. Bu metodda şkalanın müəyyən bölgülərinin və ya siqnalların üst-üstə düşməsindən istifadə edilir və o, ölçmə dəqiqliyini artırmaq üçün işlədilən cihazlarda geniş tətbiq olunur.
KORRELYASİYA FUNKSİYASININ TƏCRÜBİ
HESABLANMASI QAYDASI
Əvvəl qeyd edək ki, spectral sıxlıq siqnalın tezliyə görə tərkibini aşkarlayırsa, korrelyasiya funksiyası siqnalın zamana görə özünə bağlılığını göstərir. Korrelyasiya ümumiyyətlə əlaqə deməkdir. Korrelyasiya funksiyasının qrafiki nümunələrinə baxaq.
1
1
1
1
1
K(τ)
K(τ)
K(τ)
K(τ)
K(τ)
τ
τ
τ
τ
τ
Dövrü proses üçün
Sabit kəmiyyət üçün
Sıfır təsadüfi funksiya üçün
Sürüşmə prosesi üçün
Normal təsadüfi proses üçün
ŞƏKIL 3
Sonuncu qrafikdə siqnalın tərkibində τs sürüşmə müddəti özünü göstərir. Bu o deməkdir ki, siqnalda periodiklik var və o τs qədər müddətdən sonra təkrarlanır. Belə qiymətli informasiyanı yalnız korrelyasiya funksiyasının köməkliyi ilə əldə etmək olar.
Indi korrelyasiya funksiyasının indeksləşmə sxeminə baxaq. Qeyd edək ki, korrelyasiya funksiyası avto korrelyasiya və qarşılıqlı korrelyasiya kimi növlərə malikdir.
Qarşılıqlı korrelyasiya fuksiyası 2 siqnal arasındakı əlaqəni əks etdirir. Əgər korrelyasiya funksiyasını hesablamaq üçün siqnal gecikmiş qiymətinə vurulub inteqrallanırsa, qarşılıqlı korrelyasiya funksiyası da bir siqnal zaman sürüşməsinə məruz qalmış digər bir siqnala vurularaq inteqrallanır. Bu iki funksiyanın təcrübi yolla təyin olunma qaydası ilə tanış olaq.
Aşağıda korrelyasiya funksiyasının riyazi ifadəsi və strukturu göstərilmişdir.
(3)
X(t-τ)
K(τ)
X
τ
τ
X(t)
K(t)
τ
ŞƏKIL 4
Idarə qurğusu τ gecikməsini və registratorun üfüqi ox boyunca mövqeyini müəyyən edir. X(t) funksiyası τ gecikdirmə qurğusundan keçərək müəyyən gecikmə ilə hasil qurğusuna daxil olur. Sonrakı qurğuda hasil inteqrallanır.
(4)
X
τ
K(t)
X(t)
Y(t)
ŞƏKIL 5
Qarşılıqlı korrelyasiya funksiyasından istifadə edərək hansı məsələlərin həll edilməsinə baxaq. əgər avtokorrelyasiya funksiyasının τ=0 anında K(τ)=1 olması mütləqdirsə, qarşılıqlı korrelyasiya funksiyasında bu belə deyil. Məs: burada τi 2 proses arasında əlaqənin zaman sürüşməsidir. Bu əlaqəni yalnız korrelyasiya funksiyasının köməyilə aşkarlamaq mümkündür.
τi
Kxy(t)
τ
ŞƏKIL 6
Əsas elektrik kəmiyyətlərinin ölçülməsi.
Körpü üsulu ilə ölçmələr
Körpü sxemləri vasitəsilə müqaviməti, tutumu, induktivliyi, itgi bucağını, qarşılıqlı induktivliyi və tezliyi ölçmək mümkündür. Onlardan həmçinin qeyri-elektrik kəmiyyətlərini də ölçmək olur.
Körpü üsulunun əsas üstünlükləri onun, ölçülən kəmiyyətin qiyməti qabaqcadan yüksək dəqiqliklə məlum olan etalonla müqayisə etdiyi üçün, yüksək həssaslığa və dəqiqliyə malik olmasıdır.
ŞƏKIL 7. Sabit cərəyan körpüsünün struktur sxemi.
(Uqida-körpünü qidalandıran gərginlik; R1 və R4-qollardakı müqavimətlər; Sİ-sıfır indikatoru və ya qalvanometr ).
Şəkildə a, b, v, q nöqtələri körpünün təpələri, ab, bv, vq, qa budaqları körpünün qolları, av-qidalandırma dioqanalı, bq-indikator (çıxış) dioqanalı, U-qidalandırma mənbəyi (sabit və ya dəyişən), Sİ-sıfır indikatorudur. Sİ kimi körpülərdə sabit cərəyanda həssas maqnitoelektrik qalvanometrləri və ya mikroampermetrləri, dəyişən cərəyanda isə vibrasiyalı qalvanometrlər, elektron göstəriciləri və s. istifadə olunur. Körpülər tezlikdən asılı və tezlikdən asılı olmayan olurlar. Nəticəsinin alınmasına görə isə körpülər tarazlaşmış və tarazlaşmamış olurlar.
Qalvanometr dövrəsinin açıq halında b və q nöqtələri arasındakı gərginlik aşağıdakı şəkildə olur:
(5)
Körpünün tarazlaşması üçün Ubq=0 olmalıdır. Bunun üçün aşağıdakı şərt yerinə yetirilməlidir:
R1R4=R2R3 (6)
Dəyişən cərəyan körpüləri üçün (bu zaman qollardakı aktiv müqavimətlər R kompleks müqavimətlər ilə əvəz olunmalıdır) oxşar hesablamalar aparmaqla aşağıdakı şərti tapmaq olar:
Z1Z4=Z2Z3 (7)
Kompleks ifadələri açılış formasında yazdıqda aşağıdakı şərtləri almaq olar:
Z1Z4=Z2Z3 (8)
φ1 φ4= φ2 φ3 (9)
Burada Z1, Z2, Z3, və Z4 körpünün qollarındakı kompleks müqavimətlərin modulları; φ1, φ 2, φ3 və φ4 uyğun qollardakı cərəyanın gərginliyə görə sürüşmə bucağıdır.
Axırıncı ifadədən görünür ki, körpünün tarazlaşması üçün onun qollarındakı yüklərin xarakterinə fikir vermək lazımdır. Aktiv müqavimətlərdə φ=0, induktivliklərdə φ=900, tutumlarda isə φ=-900 olduğunu nəzərə almaqla qollardakı yükün xarakterini seçmək olar. Məs., 1-ci və 4-cü qollara aktiv müqavimətlər qoşulubsa, onda digər 2 əks qollardan birinə induktivlik, digərinə isə tutum qoşulmalıdır.
Körpülərin xətaları qollardakı müqavimətlərin hazırlanma dəqiqliyindən və sıfır indikatorunun həssaslığından asılıdır. DÜİST-ə görə körpülər aşağıdakı dəqiqlik siniflərinə malik ola bilərlər: 0.005; 0.01; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 2.0.
Körpü ilə ölçü apardıqda onun 3 qoluna məlum yüklər, bir qoluna isə parametri ölçülən element qoşulur. Tarazlaşma alındıqdan sonra (8) və ya (9) şərtlərindən istifadə etməklə axtarılan kəmiyyət tapılır.
KOMPENSASIYA ÜSULU İLƏ ÖLÇMƏ
Kompensasiya ölçmə üsulunun mahiyyəti elektrik vasitəsilə əlaqəsi olmayan iki gərginliyin və ya EHQ-nin və ya ayrı-ayrılıqda tənzimlənən cərəyanların tarazlayıcı indikatora əks istiqamətdə qoşulmasından ibarətdir.
Şəkil 1 də ən geniş yayılmış kompensatorun sxemi verilmişdir. Bu sxemdə ölçülən Ux gərginliyi ona qiymətcə bərabər və işarəcə əks olan Uk gərginliyi ilə kompensasiya edilir. Uk gərginlik düşgüsü İ cərəyanı vasitəsilə Rk kompensasiyaedici nümunəvi müqavimətində yaradılır. Rk müqavimətinin dəyişməsi o vaxta qədər davam etdirilir ki, Uk=Ux olsun (maqnitoelektrik sistemli qalvanometrin göstərişi sıfra bərabər olsun). Bu zaman sxemin ölçmə obyektində güc sərfi sıfra bərabər olur.
Bu ölçmə üsulu yüksək dəqiqlik təmin edir və üsulu reallaşdıran qurğulara kompensatorlar və ya potensiometrlər deyilir. Kompensatorlarda yüksək dəqiqliyi normal elementin EHQ-si vasitəsilə əldə edirlər. Normal elementlər zaman ərzində sabit və 20 0S temperaturda qiyməti 1.01865 V olan EHQ istehsal edirlər. Onların daxili müqaviməti 500-1000 Om və dolub daşma cərəyanı 1mkA-dir. Otaq temperaturunun dəyişməsi ilə normal elementin də EHQ-si (Et) aşağıdakı düsturla dəyişir.
Et=E20 - 0.00004(t-20) - 0.000001(t-20)2 (10)
Normal elementin EHQ-sinin yüksək dəqiqliklə təyin olunması və maqnitoelektrik sistemli qalvanometrlərin yüksək dəqiqliyi sayəsində kompensatorlar sabit cərəyan dövrələrində çox yüksək ölçmə dəqiqliyi təmin edirlər.
Dəyişən cərəyan dövrələrində yüksək dəqiqlik təmin edən gərginlik mənbəyi və ölçmə mexanizmi olmadığından dəyişən cərəyan kompensarorları adi ölçmə cihazlarından fərqlənmirlər.
Kompensatorlar böyük və kiçik müqavimətli olurlar. Böyük müqavimətli kompensatorlarda mənbə gərginliyinin hər V-na 1000 Om müqavimət düşür. Həm-çinin böyük kritik müqavimətli qalvanometrlərdən də geniş istifadə olunur. Böyük kritik müqavimətli qalvanometrlər U=1,2-2,5V diapazonunda olan gərginlikləri ölçmək üçün istifadə olunur.
Böyük müqavimətli kompensatorla kiçik EHQ və gərginlikləri ölçmək əlverişli deyil. Bu zaman xəta çox olur. Kiçik EHQ (məs. termocütün EHQ) ölçmək üçün kiçik müqavimətli kompensatorlar istifadə olunur. Bu zaman işçi cərəyan I =1-25 mA olur. Qalvanometr –kiçik kritik müqavimətli götürülür.
Une
MQ
Rk
İ
Ux
ŞƏKIL 8. Sabit cərəyan kompensatorunun sadələşdirilmiş sxemi.
Ekoloji proseslərdə ölçmə xətaları
Ölçmə xətası ölçülən kəmiyyətin həqiqi qiyməti ilə alınan nəticə arasındakı fərqə deyilir. Ölçmə xətalarını bir neçə cür təsnifata ayırmaq olar:
1. Alət xətası.
2. Üsul xətası.
3. Təsadüfi xətalar (insan faktoru və s.)
Alət xətası alətlərin hazırlanması, düzgün istifadə olunması və onlara təsir edən kənar faktorlardan (temperatur, təzyiq, rütubət və s.) asılıdır.
Üsul xətası dedikdə ölçmədə qabaqcadan nəzərdə tutulmuş elə xətaya aiddir ki, orada ölçmə nəticəsinin müəyyən fərqlə qeydə alıması qabaqcadan buraxıla bilən hesab edilmişdir. Məs: Ampermetrlə ölçmə apararkən onun daxili müqavimətinin cərəyana təsiri qabaqcadan məlum olduğu halda onu nəzərdən atırlar.
Təsadüfi xəta ətraf mühit parametrlərinin dəyişməsi hansısa dövrə elementinin sıradan çıxması və s. səbəbdən baş verə bilər.
Ölçmə nəticəsini götürərkən yanlışlıq halları da baş verə bilər. Yəni rəqəmlərin təsadüfən başqa cür oxunması əqrəbli cihaza başqa bucaq altında baxmaq və s. səbəbdən baş verə bilər. Alət xətasını 3 yerə bölürlər:
1. Mütləq xəta.
2. Nisbi xəta.
3. Gətirlimiş xəta.
Mütləq xəta fiziki kəmiyyətin əsl qiyməti ilə ölçmə nəticəsi arasındakı fərqə deyilir.
Δ=Aölç-Ahəq
Ölçü vahidi ölçülən kəmiyyətin vahidi ilə eynidir.
Nisbi xəta mütləq xətanın ölçülən kəmiyyətə nəzərən neçə faiz təşkil etməsini göstərir.
Burada Aölç-ölçülən fiziki kəmiyyətdir.
Məs: 10 mV gərginliyi ölçərkən 5 mV xəta edilibsə, onun mütləq və nisbi xətasını belə təyin edirlər.
Δ=5 mV=0.005 V
Gətirilmiş xəta adına görə xətanın harasa gətirilməsini ifadə etməlidir. Bu baxımdan gətirilmiş xətanın məqsədi ölçmə xətasının həmin cihazın ölçmə həddinin yuxarı qiymətinə nəzərən neçə faiz təşkil etməsini göstərir.
Burada Aölçmax-ölçülə bilən kəmiyyətin ölçmə cihazlarındakı maksimal həddidir. Yuxarıdakı misalı gətirilmiş xəta üçün istifadə etsək yazarıq,
Burada 100 V cihazın ölçmə həddidir.
Cihazların gətirilmiş xətaların çoxlu müşahidələr arasında müəyyən edilmiş maksimal qiymətinə görə dəqiqlik sinfi tələb olunur. Standarta görə 0.01, 0.02, ... 4 rəqəmləri ilə müəyyən olunan dəqiqlik sinifləri vardır. Bu müxtəlif ölçmələrdə və zamanlarda fərqli ola bilər.
Bu rəqəm əksər cihazların üzərində yazılır. Məs: Üzərində yazılmış dəqiqlik sinfi onu göstərir ki, bu cihazın gətirilmiş xətası həmin rəqəmdən yüksək ola bilməz. Əlavə edək ki, gətirilmiş xətanın qiyməti dəqiqlik sinfindən çox ola bilməz.
Ölçmə prosesi zamanı ölçmə cihazının dəqiqliyindən və metodikanın düzgünlüyündən asılı olmayaraq ölçülən kəmiyyət həqiqi qiymətdən fərqli olur. Ölçmənin xətası xarici faktorların təsirindən (temperaturun dəyişməsindən, titrəyişdən, xarici elektrik və maqnit sahələrindən), metodik və alət xətalarından, hesabatın qeyri-dəqiqliyindən və s. yaranır.
Mütləq xətanın əks işarə ilə götürülmüş qiymətinə düzəliş deyilir.
Onu ölçülən kəmiyyətin üstünə əlavə etməklə kəmiyyətin daha dəqiq qiymətini tapmaq olar.
Ölçmə nəticəsi həqiqi qiymətdən böyük olarsa xəta müsbət, əksd halda isə mənfi olur.
Nisbi xəta ölçünü xarakterizə etdiyi üçün ölçmə cihazını xarakterizə etmir. Odur ki, ölçmə cihazlarını xarakterizə etmək üçün gətirilmiş xəta anlayışından istifadə edilir.
Gətirilmiş xəta mütləq xətanın ən böyük qiymətinin cihazın normallaşdırılmış qiymətinə olan nisbətinin faizlərlə ifadə olunmuş qiymətinə deyilir.
Burada - cihazın şkalasının işçi hissəsinin ən böyük qiyməti götürülür.
Normal iş şəraitində təyin olunmuş ən böyük gətirilmiş xəta cihazın əsas xətası adlanır. Normal şərait dedikdə ətraf mühitin temperaturası 20 0S və ya cihazın sənədlərində göstərilmiş temperatura, xarici elektrik və maqnit sahələrinin olmaması, gərginliyin və tezliyin nominal qiymətləri, cihazı qidalandıran dəyişən cərəyanın əyrisinin sinusoidal forması və s. nəzərdə tutulur.
Ekoloji proseslərdə istifadə olunan
elektron ölçmə cihazları
Elektron ölçmə qurğuları çoxlu sayda çeviricidən ibarət olan mürəkkəb qurğudur. Onlar müəyyən formalı elektrik rəqslərinin generasiyası, bir növ cərəyanın başqa növ cərəyana çevrilməsi, güclənmə və s. funksiyaları yerinə yetirir. Elektron ölçmə cihazlarının elektromexaniki ölçmə cihazlarından fərqi ondan idarətdir ki, onların giriş dövrəsinə müxtəlif elektron ölçmə çeviriciləri qoşulur (məsələn zəif giriş siqnallarını gücləndirmək üçün gücləndiricilər, dəyişən gərginliyin amplitud qiymətini ayırmaq üçün amplitud
detektorları, dəyişən gərginliyin orta qiymətini ölçmək üçün düzləndirici körpülər, böyük tezlik diapazonunda stabil və dəqiq ölçmələr aparmaq üçün düzləndirici sxemlər və s.).
Bir-birindən konstuksiyaları, xarakteristikaları, parametrləri və s. ilə fərqlənməsinə baxmayaraq, müasir elektron cihazlarının iş prinsipi eyni bir hadisəyə-bərk cisimlərin səthində yaranan emissiyası hadisəsinə əsaslanır. Bu hadisənin mahiyyəti aşağıdakı kimidir.
Məlumdur ki, bərk cisimlərin atomları kristallik qəfəs quruluşu təşkil edir. Naqillərdə, kristallik qəfəsin atomları arasında bu atomları tərk etmiş bir çox sərbəst hərəkət edən elektronlar mövcuddur. Naqildə elektrik sahəsi olduqda bu elektronlar cərəyan əmələ gətirir, sahə olmadıqda isə müxtəlif istiqamətdə xaotik hərəkət edir. Naqilin səthinə doğru hərəkətdə olan elektronlar onu tərk edə bilmir, çünki naqilin səthində yaranan ikiqat elektrik təbəqəsi və elektronların öz daxilindəki müsbət yüklərin cazibə qüvvəsi onların naqil səthindən xaricə çıxmasına maneçilik törədir. Deməli, elektronun naqili tərk etməsi, yəni elektron emissiyasının alınması üçün elektronlara xaricdən əlavə enerji vermək lazımdır. Elektron, naqilin səthidən çıxarkən onu saxlayan ikiqat elektrik təbəqəsinə üstün gələn iş görmüş olur. Bu çıxış işi adlanır və Açıx kimi işarə olunur. Elektron emissiyasının əsas xarakteristikasından biri onun çıxış işidir. Açıx nə qədər kiçikdirsə, materialın elektron emissiyası bir o qədər böyük olur. Xaricdən verilən enerjinin növündən asılı olaraq termoelektron, avtoelektron, fotoelektron və s. elektron emissiyaları mövcuddur.
Ölçmə texnikasının mükəmməlləşməsinin istiqamətlərindən biri elektronikanın element bazasının istifadə edilməsi ilə cihazların işlənməsidir. Əsas funksional bəndləri elektron çeviriciləri və qurğuları olan ölçmə cihazları elektron ölçmə cihazları adını almışdır. elektron cihazların çıxış çeviriciləri maqnitoelektrik cihazlar, osilloqraflarda isə elektron – şüa borularıdır.
Elektron cihazları da elektromexaniklər kimi analoq cihazlarıdır. Belə ki, onların göstərişləri də özlüyündə ölçülən kəmiyyətlərin arasıkəsilməyən funksiyasıdır. Lakin elektron cihazlar elektromexaniklərlə müqayisədə yüksək tez təsirliliyə, ölçülən kəmiyyətlərin geniş diapazonuna və yüksək dəqiqliyə malikdirlər.
Elektron ölçmə cihazları 4 əsas qrupa bölünürlər: siqnalların parametrlərini və xarakteristikalarını ölçən cihazlar (elektron voltmetrləri, tezlikölçənlər, ossiloqraflar, spektr analizatorları və s ); elektrik və elektron sxemlərinin parametrlərini və xassələrini, həmçinin aktiv və passiv ikiqütblü və dördqütblülərin xarakteristikalarını ölçən cihazlar (məsələn, müqavimət, lampaları və tranzistorların parametrlərini ölçən cihazlar), müxtəlif səviyyəli, formalı və tezlikli siqnallar mənbəyi olan ölçmə generatorları; ölçmə sxemlərinin elementləri (məsələn, fazafırladıcıları, attenyuatorlar-siqnal zəiflədiciləri və s.).
Elektron ölçmə cihazlarının elektromexaniki cihazlara nisbətən aşağıdakı üstünlükləri var: giriş müqaviməti çox böyük olduğu üçün ölçülən dövrədən az enerji sərf edir, daha geniş tezlik dapazonuna malikdirlər; daha yüksək cəldişləməyə malikdirlər; həssaslığı daha yüksəkdir. İnteqral sxemlərin texnologiyası inkişaf etdikcə onların dəqiqliyi, stabilliyi və etibarlılığı daha da artır və ölçüləri, çəkisi və enerji sərfi daha da azalır.
Elektron ölçmə cihazlarının nöqsanları göstərişlərin ölçülən cərəyanın və ya gərginliyin formasından asılılığı, qida mənbəyinə olan tələbat və nisbətən baha olmalarıdır.
Ölçülən kəmiyyətlərin növündən asılı olaraq elektron ölçmə cihazlarını aşağıdakı siniflərə bölürlər: B – gərginlikləri ölçmək üçün cihazlar; Γ – ölçmə gücləndiriciləri və generatorları; E – elektrik dövrələrinin paylanmış parametrlərini ölçmək üçün cihazlar; C – siqnalların formasını izləmək və onu tədqiq etmək üçün cihazlar; Ч – tezlikölçənlər və s.
Ekologiyanın müxtəlif sahələrində elektron voltmetrlər, ommetrlər, tezlikölçənlər, osillaqraflar, ölçmə gücləndiriciləri və generatorları istifadə olunur.
Yağıntının ölçülməsi – atmosfer yığıntılarını ölçmək üçün Tretyakov yağıntı ölçənindən, tarla yağışölçənindən, sıxlığını və qalınlığını ölçən BS-43, M-78 cihazlarından, radioelektronlu qar ölçəndən istifadə edilir.
Elektron voltmetrlər
Elektron voltmetrlər – sabit və dəyişən cərəyan dövrələrində gərginliyi ölçmək üçün ən geniş yayılmış elektron cihazlardır. Elektron voltmetrlər giriş gərginlik bölücüsündən, gücləndiricidən və maqnitoelektrik ölçmə mexanizmindən ibarətdir. Təyinatından asılı olaraq voltmetrləri sabit cərəyan, dəyişən cərəyan və universal (sabit və dəyişən cərəyan) cihazlara ayırırlar.
a). sabit cərəyan voltmetrləri
Sabit cərəyan voltmetrlərində (şək.9) ölçülən gərginlik bölücüdən B sabit cərəyan gücləndiricisinin GCG girişinə daxil olur ki, onun da çıxışına maqnitoelektrik mikroampermetr C qoşulmuşdur.
ŞƏKIL 9. Sabit cərəyan elektron voltmetrinin struktur sxemi
Gərginlik bölücüsü voltmetrin ölçmə diapazonunu seçmək üçün xidmət edir. Onu ardıcıl birləşdirilmiş rezistorlar qrupundan yığırlar. Onların hər biri müəyyən gərginlik düşgüsünə hesablanmışdır. Ölçmə diapazonunu uyğun rezistorlar qrupunun kommutasiyası vasitəsilə seçirlər.
ŞƏKIL 10. Sabit cərəyan elektron voltmetrin prinsipal sxemi.
Elektron voltmetrin sabit cərəyan gücləndiricisi elektrovakuum və ya yarımkeçirici cihazlar əsasında körpü sxemi üzrə yerinə yetirilmişdir. Nümunə kimi şək.10-də voltmetrin tranzistorlu sadə sxemi verilmişdir. Belə cihazda körpü sxemi R1, R2, R3 rezistorları və tranzistorun VT kollektor-emitter keçidinin müqaviməti ilə yaradılmışdır. Dəyişən R1 rezistoru ilə cihazın sıfrını quraşdırırlar. Belə voltmetrin çatışmazlığı – sxemin parametrlərinin qeyri – stabilliyidir, bu da əslində onun xətasını yaradır. Qeyri – stabilliyi azaltmaq üçün gücləndiricini simmetrik sxem üzrə iki tranzistorda yerinə yetirirlər.
b). dəyişən cərəyan voltmetrləri
Dəyişən cərəyan voltmetrlərində ölçüləcək gərginlik, gərginlik bölücüsü vasitəsilə dəyişən cərəyan gücləndiricisinə daxil olur. Gücləndirdikdən sonra gərginlik orta, təsiredici və ya amplituda qiymətləri çeviricilərinə (cihazın təyinatından asılı olaraq) daxil olur.
Dəyişən cərəyan voltmetrlərində gərginlik bölücüləri sabit cərəyan voltmetrlərinin giriş dövrələri kimi analoji birləşdirilmiş dövrələrdir. Voltmetrlərin bəzi tiplərində ölçmə diapazonunu əks rabitəsindəki müqaviməti dəyişməklə seçirlər.
Gərginliyin orta və təsiredici qiymətlərinin, elektron voltmetrlərdə istifadə olunan çeviricilərini gücləndiricinin çıxışına qoşurlar. Gərginliyin amplitud qiymətinin çeviricisini adətən sabit cərəyan gücləndiricisinin girişinə qoşurlar.
Dəyişən cərəyanın orta və təsiredici qiymətlərini ölçən voltmetrlərin struktur sxemləri analojidir (şək.11 və şək.12).
VD1...VD4
ŞƏKIL 11 ŞƏKIL 12
Bölücü ilə məhdudlaşdırılmış giriş gərginliyi dəyişən cərəyan gücləndiricisinə daxil olur, ondan isə orta və ya təsiredici qiymət çeviricisinə daxil olur. Çeviricinin çıxışında isə göstərici cihaz P qoşulmuşdur. Həmin cihaz vasitəsi ilə dəyişən cərəyanın orta və ya təsiredici qiyməti göstərilir.
Dəyişən cərəyanın amplitud qiymətlərinin voltmetrləri (şək.13) gərginlik bölücüsündən sonra qoşulmuş amplitud qiymətləri çeviricisindən AQÇ ibarətdir. Çeviricinin çıxışında sabit cərəyan gücləndiricisi istifadə olunur. Voltmetrlərin belə qurulma prinsipi sadə çevirmə ilə (SA çevirgəci) sabit cərəyanın gərginliyini ölçməyə imkan verir, yəni universal voltmetr yaranır.
ŞƏKIL 13. Gərginliyin amplitud qiymətlər çeviricisinin sxemi.
Sənayenin buraxdığı B3 tipli elektron voltmetrlər gərginliyin orta (B3-38, B3-39 və B3-48) və təsiredici (B3-42, B3-45 və B3-48) qiymətlərini ölçmək üçün nəzərdə tutulmuşlar. Onların tezlik diapazonu 10Hs-dən 50MHs-ə qədərdir. Ölçüləcək gərginliklər diapazonunun başlanğıc qiyməti 1mV-dur. Cihazların əsas gətirilmiş xətası 4...10%-dir.
c). Elektron ommetrləri
Müqavimətlərin bir başa ölçülməsi üçün istifadə olunan elektron cihazlar elektron ommetrlər adlanırlar. Belə cihazların iş prinsipi stabilləşdirilmiş qida zamanı cihaza ölçüləcək və nümunəvi rezistorlardakı gərginlik düşgülərinin müqayisəsinə əsaslanır. Belə cihazların struktur sxemi şək.6-da göstərilmişdir. Sxem nümunəvi Rn və naməlum Rx rezistorlarından ibarət olan gərginlik bölücüsündən, sabit cərəyan gücləndiricisindən və göstərici cihazdan P ibarətdir.
ŞƏKIL 14. Elektron ommetrin sxemi.
Nümunəvi rezistordakı gərginlik düşküsü cərəyana görə gücləndirilir və göstərici cihaza, maqnitoelektrik mikroampermetrə daxil olur. Mikroampermetrin hərəkətli hissəsinin yerdəyişməsi Rx-ə mütənasib olduğundan onu müqavimət vahidlərinə görə bölgüləyirlər.
Elektron ampermetrlərlə ölçmələrin xətası nümunəvi rezistorun hazırlanma keyfiyyətindən, qida mənbəyinin və sabit cərəyan gücləndiricisinin stabilliyindən asılıdır.
Müasir elektron ommetrlərin ölçmə diapazonu 10-4-dən 1012Om-a qədərdir. Cihazların gətirilmiş xətası 1,5...2,5%-dir.
Kənd təsərrüfatı istehsalatında elektron ommetrləri əsasən elektrik qurğularının izolyasiyasının ölçülməsi üçün, elektrik verilişi xətlərində zədə yerlərinin təyin edilməsi üçün və s. istifadə edirlər.
Generator
Generator - elektrik maşını olub mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirir və quruluşca elektrik mühərriki ilə oxşardır. Generatorlar Maykl Faradeyın 1831-ci ildə elektromaqnetik induksiya prinsipini kəşf etdikdən sonra düzəldilməyə başlanılmışdır.
Generatorların hamısının işləmə prinsipi eynidir. Mexaniki enerji generatorun valını fırlatmağa sərf olunur.
Çevrilmə Lorens qüvvəsinə əsaslanır. Lorens qüvvəsi elektrik yükünün maqnit sahəsində hərəkəti zamanı ona təsir edən qüvvəni nümayiş edir. Əgər keçirici maqnit sahəsində eninə hərəkət edərsə, onda Lorens qüvvəsi keçiricidə olan yükləri bu keçirici boyunca hərəkətə gətirir. Yükün hərəkəti keçiricinin uclarında gərginlik fərqinin yaranmasına səbəb olur. Gərginliyi artırmaq üçün dolaq şəklində olan keçiricilərdən istifadə edirlər. Generatorda rotor gövdəyə nisbətən fırlanır. Üzərində maqnit olan stator maqnit sahəsində fırlanan zaman Lorens qüvvəsi elektrik cərəyanı yaradır.
Əldə edilmiş elektrik gücü mexaniki gücə bərabər olur, əlbəttə ki, müəyyən itkilər istisna olmaqla. Beləki, elektrik generatorun gücü
Pgen = Pmex − Pitki (11)
Pgen yaradılmış elektrik gücü, Pmex tətbiq olunmuş mexaniki güc. Pitki isə itkiyə sərf olunan gücdür.
Generatorun ixtiraçısı Verner Fon Simens sayılır. O 1866-cı ildə dinamoelektrik prinsipini kəşf etmiş və ilk dinamo maşınını düzəltmişdir. Bundan sonra əlavə cərəyan mənbəyinə ehtiyac olmadan bir başa mexaniki enerjidən elektrik enerjisinin alınması mümkün olmuşdur.
Elektrik mühərriki - elektromexaniki çevrici olub elektrik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirir. Elektrik mühərriklərində (EM) valda oturdulmuş dolaqlarda maqnit sahəsinin yaratdığı qüvvə nəticəsində hərəkət yaranır və beləliklə val fırlanır. Buna görə də, elektrik mühərrikləri həm də generatorun əks tərəfi kimi qəbul edilir. EM-lərində çox vaxt fırlanma, bəzi hallarda isə xətti hərəkət almaq mümkündür. Bu mühərriklər müxtəlif iş maşınlarını hərəkət etdirmək üçün tətbiq olunur.
EM-nin 2 növü məlumdur:
Sabit elektrik cərəyanla işləyən EM,
Dəyişən elektrik cərəyanla işləyən EM.
Bundan əlavə elektrik mühərriklərinin sinxron və asinxron kimi növləri də məlumdur.
-Sinxron EM-lərinin rotoru maqnit sahəsi ilə sinxron hərkət edir.
-Asinxron EM-lərdə cərəyan mənbəsindən yaradılan maqnit sahəsinin fırlanma tezliyi ilə rotorun fırlanma tezliyi üst-üstə düşmür.
Addım mühərrikləri – bunlarda rotorun vəziyyəti addımlarla təyin olunur. Rotoru istənilən vəziyyətə döndərmək üçün lazımi dolağa cərəyan impulsu vermək lazımdır. Vəziyyəti dəyişmək üçün başqa dolağa impuls ötürülür.
Ventil mühərriklər – EM-i olub qapalı sistemdən ibarətdir. Bu sistemə rotorun vəziyyətini təyin edən datçik, idarə sistemi və güc çeviricisi daxildir.
ŞƏKİL 15.
Elektrik mühərrikinin quruluşu.
ŞƏKİL 16
Elektron – şüa osilloqrafları
Elektron – şüa osilloqrafları – zamana görə dəyişən prosesləri vizual izləmək və onları qeyd etmək üçün nəzərdə tutulmuş cihazlardır.
Təyinatından və hazırlanması zamanı istifadə olunan elementlərdən asılı olaraq elektron osilloqrafların konstruksiyaları və sxemləri müxtəlifdir. Şəkil 17-də ümumi təyinatlı osilloqrafın sadələşdirilmiş struktur sxemi göstərilmişdir.
ŞƏKIL 17. Elektron-şüa osilloqrafının struktur sxemi:
1- qızdırıcı tel; 2- katod; 3- modulyator; 4,5,8- anodlar; 6 və 7 - üfüqi və şaquli meylləndirmə elektrodları.
Elektron – şüa osilloqrafının əsas elementi elektron – şüa borusudur EŞB. Elektron – şüa borusu EŞB – osilloqrafın ölçmə elementidir. Ölçüləcək siqnalları gözlə görünən təsvirə çevirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Boru konusvari və ya düzbucaqlı şəkilli hermetik, dərin vakuum altında olan şüşə borudan ibarətdir. Borunun daxili təpə səthi lüminofor qatı-elektron selinin təsiri altında işıqlanma qabiliyyəti olan maddə ilə örtülmüşdür. Borunun boğazlığında metallik elektrodlar sistemi-yüksək temperaturun təsiri altında sərbəst yüklər (elektronlar) daşıyıcıları mənbəyi olan qızdırıcı tel (sim)1 və katod 2 yerləşdirilmişdir. Katod, mənfi potensial altında olan, silindrik modulyatorla 3 əhatə olunmuşdur. Katod və modulyator arasındakı potensiallar fərqini dəyişməklə elektronlar selini nizamlayaraq, onları nazik bir dəstə halına gətirmək olar. Elektron şüasının sonrakı konsentrasiyası anod 4 (fokuslayıcı elektrod) ilə həyata keçirilir. Bu anod katoda nəzərən müsbət potensiala malikdir. Həmçinin, katoda nəzərən müsbət potensial altında olan anod 5 elektronları sürətləndirən elektrik sahəsi yaradır. Bu sahənin təsiri altında elektronlara lüminofor qatının həyəcanlanması və onun işıqlanması üçün vacib olan kinetik enerji ötürülür.
Elektron şüasının üfüqi və şaquli müstəvi üzrə idarə sistemi iki cüt meyletdirici elektrodlardan ibarətdir: üfüqi elektrodlar 6 şüanı şaquli idarə etmək üçün istifadə edirlər, şaquli elektrodlar 7 isə şüanı üfüqi idarə etmək üçün istifadə edirlər. Elektron şüasını borunun ekranında meylləndirilməsi onun konstruktiv parametrlərindən asılıdır: meylləndirici elektrodların ölçülərindən (uzunluğundan),onlar arasındakı məsafədən, ekrandan aralanmasından və ikinci anoddakı gərginlikdən. Borunun ekranında şüanın vəziyyətinin dəyişməsinin h bu dəyişməsini yaradan gərginliyə U nisbəti borunun gərginliyə görə həssaslığını müəyyən edir:
(12)
Müasir elektron – şüa borularının həssaslığı 0,1mm/V-a çatır.
Rəqəm ölçmə cihazları
Rəqəm ölçmə texnikası nisbətən yeni və sürətlə inkişaf edən sahədir. İlk rəqəm ölçmə qurğuları (RÖQ) elektromexaniki tipli idilər, yəni onların qurulmasında elektron lampalarından və elektromaqnit relelərdən istifadə olunurdu. Sonralar tranzistor və diod əsaslı elementlərdən, daha sonra isə inteqral sxemlərdən daha çox istifadə edilməyə başlandı. Diod (du... va (elektr)od) - ikki elektrodli elektron lampa. Bir tomonlama oʻtkazuvchanlik xususiyatiga ega. Vakuum va yarimoʻtkazgich D.lar boʻladi. Vakuum D. anod va katoddan iborat. Tok berilib, katod qizdirilsa, elektronlar oqimi anodga qarab yoʻnaladi va anod toki hosil boʻladi. Bu da RÖQ –in etibarlığını, işləmə sürətini və dəqiqliyini artırmağa, güc sərfini və azaltmağa imkan vermişdir.
RÖQ –in üstünliklərinə nəticənin qeyd olunmasının əlverişli və obyektiv olması, yüksək həlletmə qabiliyyəti zamanı ölçmənin diapazon genişliyi, mexaniki keçid elementlərinin olmaması hesabına yüksək işləmə sürəti (adi əqrəbli cihazlardan fərqli olaraq) və başqa xüsusiyyətlər daxildir. Mənfi cəhətləri isə onların istehsal texnologiyasının nisbətən mürəkkəbliyi və baha olmasıdır.
RÖQ müasir ölçmə texnikasına qoyulan tələblərə, yəni ölçmə prosesinin avtomatlaşdırılması və zəruri dəqiqliyi saxlamaqla ölçmə sürətinin artırılmasına tam cavab verir.
Hal- hazırda geniş diapazonlu texniki xarakteristikalara malik olan RÖQ buraxılır (voltmetrlər, ampermetrlər, aktiv müqavimətləri, tutumları və induktivlikləri ölçənlər, tezlikölçənlər, fazaölçənlər, sayğaclar, saatlar və s.). Onlardan ən çox yayılmışı rəqəm voltmetrləridir və onlar bəzi hallarda 0,0013% -dən də az gətirilmiş xətaya malik olurlar. Rəqəm çevricilərinin isə işləmə sürəti saniyədə bir neçə milyon çevirməyə çatır.
RÖQ –lərin girişindəki kəmiyyətlər zamana və qiymətinə görə fasiləsiz ola bilərlər. Odur ki, fasiləsiz siqnalları rəqəm formasına çevirmək üçün analoq-rəqəm çevricilərindən (ARÇ) istifadə edilir.
ARÇ-nin girişində ölçülən analoq kəmiyyəti, çıxışında isə rəqəm kodu olur. Bu rəqəm kodu (adətən ikilik kod) kompüterə emal üçün daxil olur. Texnoloji obyektlərin idarəedilməsinin həyata keçirmək üçün kompüterin çıxışına rəqəm- analoq çevricisi (RAÇ) qoşulur. Bu çevrici girişinə verilən rəqəm analoq siqnalına çevirərək texnoloji obyektin idarəetmə orqanlarına təsir edir.ARÇ-nin çıxışına rəqəm indikatorları qoymaqla hesabatı əlverişli şəkildə aparmaq olur. Hal- hazırda ARÇ-lər ayrıca blok şəklində (bir kristalda) hazırlanır.
RÖQ daxilində qida mənbəyi, çıxışında isə rəqəm indikatoru olan bir cihazdır və rəqəm qeydedicisinin qoşulması üçün xüsusi çıxışa malikdirlər.
Rəqəm-analoq çevriciləri rəqəm idarəli sistemlər şəklində müstəqil əhəmiyyətə malikdirlər (məs, proqramla idarə olunan dəzgahlar).
Dəqiqliyinə, işləmə sürətinə və etibarlığına görə RÖQ analoq ölçmə cihazlarından çox üstündürlər ( cədv.1).
Dəqiqlik
Dəqiqlik sinfi
|
Analoq ölçmə qurğuları
|
Rəqəm ölçmə qurğuları
|
Aşağı
|
1,5-2,5
|
0,5-0,2
|
Orta
|
0,5-1,0
|
0,1-0,06
|
Yüksək
|
0,1-0,2
|
0,01-0,005
|
RÖQ dəqiqlik sinfi 0,001-0,005 olan yoxlayıcı qurğuların yaradılması üçün istifadə olunur.
İşləmə sürəti. RÖQ işləmə sürətinə görə geniş spektrə malikdirlər. Qeydedici cihazların işləmə sürəti saniyədə bir neçə min ölçməyə çatır və qeydedicinin sürəti ilə məhdudlaşır. Ölçmə fasiləsiz deyil nöqtələr üzrə aparılarsa, onda işləmə sürəti saniyədə yüzlərlə ölçmə əməliyyatına çatır. Orta işləmə sürəti RÖQ-də saniyədə on minlərlə, yüksək işləmə sürəti RÖQ-də saniyədə milyonlarla və çox yüksək işləmə sürəti RÖQ-də saniyədə yüzlərlə milyon ölçmə əməliyyatları aparılır.
Ölçmə prosesinin avtomatlaşdırılması. Bu zaman avtomatik olaraq ölçmənin diapazonu və işarə seçilir. Cihaz sıfır gətirilir və kalibrlənir.
RÖQ-in daha bir üstün cəhəti parallaks xətasının olmaması və miniatürləşməyə daha qabiliyyətli ( yəni inteqral sxemlərin tətbiqinə) olmasıdır. Bu zaman onların etibarlığı artır, çəkisi və güc sərfi azalır.
Ekoloji proseslərdə ölçmə qurğularında
maneələrlə mübarizə
Ümumi növlü maneələrlə mübarizə aşağıdakı üsullarla aparılır: cihazın giriş hissəsinin düzgün qurulması yolu ilə; ekranlama; qalvanik ayrılma; yerlə birləşdirmə nöqtələrinin düzgün seçilməsi.
Ümumi növlü maneələri ləğv etmək dərəcəsi aşağıdakı kimi təyin olunur:
(13)
Normal növlü maneələrlə mübarizə üçün 4 üsul mövcuddur.
1. SÜZMƏ ÜSULU. Cihazın girişində maneələri ləğv etmək üçün süzgəclər (adətən RC) qoyulur. Bu, cihazın işləmə sürətini azaldır. Şəbəkə maneələrini (50 Hs) süzmək üçün passiv süzgəclər çox böyük olduğundan adətən, aktiv süzgəclərdən istifadə edirlər. Bu üsuldan digərləri ilə yanaşı istifadə edirlər.
2. KOMPENSASİYA ÜSULU. Bu üsulda cihaz üçün maneəni ayırma kanalı (MAK) (şəkil 18) yaradılır. Bu kanalda maneə işarəsini dəyişərək giriş siqnalı ilə toplanır. Nəticədə ideal halda, maneə tamamilə kompensasiya olunur. Real halda isə qismən kompensasiya gedir. Bu üsul cihazın işləmə sürətini azaltmır. Adətən, bu üsul birinci üsulla birgə istifadə olunur.
3. ÖLÇMƏ NƏTİCƏLƏRİNİN STATİSTİK EMALI. Giriş kəmiyyətini n dəfə ölçərək onların riyazi gözləməsini və digər statistik momentlərini tapırlar. Bunun nəticəsində maneələr qismən ləğv olunur. Özü də təkrar ölçmələrin sayı n nə qədər çox olarsa, maneələrin ləğv olunması o qədər yaxşı olur.
Əvvəllər, hesablama qurğusunun tətbiq olunması zərurətinə görə bu üsul mürəkkəb hesab olunurdu. Mikroprosessora qoşulmuş ölçmə cihazlarının inkişafı ilə əlaqədar bu üsul geniş tətbiq olunmağa başlamışdır.
4. MANEƏLƏRİN İNTEQRALLANMASI. Bu cür cihazlara inteqrallayan cihazlar deyilir. Ölçmənin nəticəsi çevirmə vaxtı ərzində siqnalın orta qiymətinə (inteqral qiymətinə) mütənasib olur. Fərz edək ki, cihazın girişinə ölçülən siqnal və sinusoidal maneə təsir edir. Cihazda bu siqnalın ölçmə müddəti ərzində inteqrallanması gedir:
Maneə gərginliyinin orta qiyməti (Um.orta) aşağıdakı düsturla hesablanır:
(16)
Maneənin ləğv olunması dərəcəsi aşağıdakı kimi tapılır:
(17)
Ux ln
MAK
-ln'
Ux (ln-ln')
ŞƏKIL 18. Maneəvi ayırma kanalı vasitəsilə maneənin kompensasiya edilməsi.
|