1

Električni mjerni instrumenti

Električna mjerenja

02 Električni mjerni uređaji

Uvod: Karakteristike mjernih uređaja

Dr. Tanasko Tasić

Univerzitet u Banjoj Luci, Elektrotehnički fakultet

2

Električni mjerni instrumenti

Zapis mjernih jedinica: prefiksi

yjokto (yocto)10-24Yjota (yotta)1024

zzepto (zepto)10-21Zzeta (zetta)1021

aato (atto)10-18Eeksa (exa)1018

ffemto (femto)10-15Ppeta (peta)1015

ppiko (pico)10-12Ttera (tera)1012

nnano (nano)10-9Ggiga (giga)109

μmikro (micro)10-6Mmega (mega)106

mmili (milli)10-3kkilo (kilo)103

10-2

10-1

Faktor

ccenti (centi)hhekto (hecto)102

ddeci (deci)dadeka (deca)101

SimbolNazivSimbolNazivFaktor

3

Električni mjerni instrumenti

greške

neke specifike električnih mjernih uređaja

kalibracija

ovjeravanje

etaloni

karakteristike

–mjerno područje

–tačnost, klasa tačnosti

–preopterećenje

–temperaturno područje djelovanaj

–ulazna otpornosts

–unutrašnja otpornost

–frekventno područje djelocvanja

–referentni uslovi

–ispitni naponi

Sadržaj: 02 Karakteristike mjernih uređaja

4

Električni mjerni instrumenti

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

Metrološke karakteristike:

• Greške

• Preciznost

• Tačnost, klasa tačnosti

• Stabilnost

• Dinamička karakteristika

5

Električni mjerni instrumenti

slučajna greškakomponenta greške mjerenja koja se u ponovljenim mjerenjima mijenja na nepredvidljiv način

sistematska greškakomponenta greške mjerenja koja se u ponovljenim mjerenjima ostaje konstantna ili se mijenja na predvidljiv način

greška (error) –razlika između izmjerene in prave vrijednosti

statička, dinamička greška

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

6

Električni mjerni instrumenti

preciznostbliskost slaganja između prikaza vrijednosti mjerene veličine dobijenih višestrukimmjerenjima istog ili sličnih objekata pod specificiranim uslovima

tačnost mjerenjabliskost slaganja između vrijednosti mjerene veličine i prave vrijednosti mjereneveličine

preciznost ≠ tačnost

± 5 %± 2.5 %± 1.5 %± 1 %± 0.5 %± 0.2 %± 0.1 %± 0.05 %Granice greške

52.51.510.50.20.10.05Klasa tačnosti

Granice grešaka mjernih instrumenata u zavisnosti od klase tačnosti

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

7

Električni mjerni instrumenti

stabilnostvremenska zavisnost slučajne komponente greške

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

8

Električni mjerni instrumenti

02 Električni mjerni uređaji: Kalibracija – ovjeravanje. kalibracije na različitim nivoima

kalibracija (etaloniranje)skup postupaka kojima se, u određenim uslovima, uspostavlja odnos između vrijednosti veličina sa mjernim nesigurnostima koje daje etalon ili ovjereni referentni materijal i odgovarajućeg pokazivanja mjernog instrumenta (sa odgovarajućim mjernim nesigurnostima mjerila, mjernog sistema ili referentnog materijala koji se ispituje)

9

Električni mjerni instrumenti

e1

k1

e3

e2

k3

k2

Realizacije jedinice(primarni etalon)

Kalibracija (referentni etalon)

kalibracija (radni etalon)

kalibracija (proizvodni proces, kontrola)

02 Električni mjerni uređaji: Kalibracija – ovjeravanje. kalibracije na različitim nivoima

A

B

C

D

10

Električni mjerni instrumenti

ovjeravanjePridobivanje objektivnog dokaza da su ispunjeni zahtevi za specifičnu predviđenu upotrebu ili primenu.

Npr. potvrđivanje da su mjerni rezultat zakonskog mjerila u određenim uslovnima ispunjava zakonski postavljene uslove (npr. najveću dozvoljenu grešku: NDP)

U zakonskoj metrologiji se dodatno na mjerilo postavlja oznaka i zaštitni elementi.

02 Električni mjerni uređaji: Kalibracija – ovjeravanje.

11

Električni mjerni instrumenti

Imin Imax

%%

2

-2

02 Električni mjerni uređaji: NDG: brojilo električne energije

12

Električni mjerni instrumenti

Imin Imax

%%

2

-2

02 Električni mjerni uređaji: NDG: brojilo električne energije

13

Električni mjerni instrumenti

02 Električni mjerni uređaji: Kalibracija – ovjeravanje. rezultat (proizvod)

kalibracija: kalibracijski certifikat ovjeravanje: oznaka / certifikat

svinčeni žig

zaščitna nalepkazaštitna naljepnica

olovna plomba

Greška mjerenja u mjernom opsegu je unutargreške dozvoljene pravilnikom (NDG):

Pri brzinama ≤ 100 km/h: e ≤ 3 km/hPri brzinama nad 100 km/h: e ≤ 3 %

Mjerilo je skladno sa zahtjevima pravilnika o metrološkim zahtjevima

14

Električni mjerni instrumenti

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

Eksplotacione karakteristike:

• Osjetljivost

• Rezolucija

• Mjerni opseg• frekventni opseg• Temperaturni opseg djelovanja

• Ulazna in izlazna impedansa

• Vrijeme obezbjeđenja radnog režima

• Brzina mjerenja

• Imunost na smetnje

• Pouzdanost

• Osjetljivost na prenapone, prepterećenja

15

Električni mjerni instrumenti

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

osjetljivostprvi izvod izlazne po ulaznoj veličini (npr. otklon kazaljke po promjeni ulaznogsignala)prag osjetljivosti je majmanja vrijednot mjerene veliline koja izaziva pokazivanjerazličito od nule

rezolucijanajmanja razlika prikaza koju možemo smisleno primijetiti

mjerni opsegskup vrijednosti mjerene veličine za koje greška mjerila po pretpostavce leži unutarodređenih granica

frekventni opsegskup frekvencija mjerene veličine za koje greška mjerila po pretpostavce leži unutar određenih granica

temperaturni opsegpodručje temperature okoline u kojem greška mjerila po pretpostavce leži unutarodređenih granica

16

Električni mjerni instrumenti

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

ulazna impedanca (otpornost)

za voltmetre što veća (savremeni voltmetri 10 MΩ do 10 PΩ (1016 Ω)) za ampermetre što manja (vezuju se u seriju)

izlazna impedanca (otpornost)

što manja (0)

vrijeme zagrijavanja (warm-up time)vrijeme potrebno da se komponente instrumenta zagriju na radnu temperaturu na kojoj dostižu nominalne uslove tehničke specifikacije

17

Električni mjerni instrumenti

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

brzina mjerenja

imunost na smetnjelogaritamski odnos korisnog signala i signala smetnje

pouzdanostsposobnost izvršavanja mjerne funkcije u deklarisanim uslovima sa deklarisanomtačnošću u određenom vremenu

osjetljivost na prenapone, preopterećenja, mehaničke udare, potrese, vibracije, strana polja, …

18

Električni mjerni instrumenti

02 Električni mjerni uređaji: karakteristike mjernih sredstava

referentni uslovi

temperatura okoline

položaj instrumenta

strana polja (električo, magnetno, radioaktivno)

protok vazduha

vibracije

vazdušni pritisak

vlažnost vazduha

19

Električni mjerni instrumenti

Literatura:

Univerza v Ljubljani, fakulteta za elektrotehniko, Laboratorij za metrologijo in kakovostMeritve: Uvod v MeritveMerilna negotovost za začetnike

Vojislav Bego:Mjerenja u elektrotehnici; deveto dopunjeno izdanje, 2003.GRAPHIS Zagreb

Lj. R. Golubović:Električna merenja, 2005. TF Čačak – ETF Banja Luka

GUM - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, ISO, 1993

International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM). BIPM JCGM 200:2008

Metrologija – ukratko, 3. izdanjeEURAMET project 2011, lokalizacija DMDM Beograd 2008

20

Električni mjerni instrumenti

Hvala na pažnji!