merni instrumenti

43
VRSTE ANALOGNIH INSTRUMENATA Sa kretnim kalemom Logometarski sa kretnim kalemom Sa kretnim gvožđem • Elektrodinami čki • Indukcioni • Termi čki • Vibracioni

Upload: cedomir-milovanovic

Post on 15-Feb-2015

347 views

Category:

Documents


14 download

TRANSCRIPT

Page 1: MERNI INSTRUMENTI

VRSTE ANALOGNIH INSTRUMENATA

• Sa kretnim kalemom• Logometarski sa kretnim kalemom• Sa kretnim gvožđem• Elektrodinamički• Indukcioni• Termički• Vibracioni

Page 2: MERNI INSTRUMENTI

Instrumenti sa kretnim kalemom

1 - stalni magnet2 - polni nastavci3 - valjak od mekog gvožđa4 - kretni kalem5 - spiralne elastične opruge

6 - kazaljka7 - tegovi za uravnoteženje8 - aluminijumski ram9 - namotana žica10 - skala

Page 3: MERNI INSTRUMENTI

Ovi instrumenti rade na principu delovanja elektromagnetne sile na provodnik kroz koji protiče električna struja, a koji se nalazi u magnetnom polju. Provodnik je u obliku pravougaonog kalemskog namotaja, pa se pri proticanju struje kroz njega javlja obrtni moment, proporcionalan jačini struje (aktivni obrtni moment). Magnetno polje stvara jak trajni magnet. U sredini otvora između polova nalazi se valjak od mekog gvožđa oko koga se može slobodno obrtati kretni kalem. Kretni kalem se sastoji od pravougaonog aluminijumskog rama na kome je namotana tanka izolovana žica.

Instrumenti sa kretnim kalemom

Page 4: MERNI INSTRUMENTI

Cilindrično obrađene površine polova obuhvataju valjak od mekog gvožđa i sa njim obrazuju vazdušni procep u kome postoji radijalno, praktično homogeno magnetno polje. Iako je polje radijalno, zbog male širine vazdušnog procepa u odnosu na poluprečnik gvozdenog valjka, linije polja međusobno su praktično paralelne.

Ukupne sile F koje deluju na strane kretnog kalema su:F = N · I · l · B

N – broj navojaka kalema, I – struja kroz kalem, l – dužine aktivnih strana kalema, B – magnetna indukcija

Instrumenti sa kretnim kalemom

Page 5: MERNI INSTRUMENTI

Instrumenti sa kretnim kalemom su izrazito kvalitetni instrumenti jednosmerne struje, veoma pogodni za laboratorijsku primenu. Iako nisu direktno upotrebljivi za merenja naizmeničnih struja, to ne predstavlja nedostatak, s obzirom da postoje merni ispravljači koji omogućavaju indirektno merenje naizmeničnih struja.

Struja koja se može direktno meriti je mala, pošto ona prolazi kroz kretni kalem (namotan vrlo tankom žicom).

Granice opsega mernja napona i struje mogu se po potrebi lako proširiti, rednim ili paralelnim vezivanjem otpornika sa instrumentom.

Instrumenti sa kretnim kalemom

Page 6: MERNI INSTRUMENTI

Prednosti:

• Velika tačnost (prikladni za najpreciznije laboratorijske instrumenate),

• Velika osetljivost, • Mala sopstvena potrošnja, • Linearnost skale, • Veliki aktivni obrtni moment

pokretnog organa, • Vrlo mali uticaj stranih

magnetnih polja.

Nedostaci:

• Skuplja konstrukcija, • Manje robustna konstrukcija

u odnosu na druge instrumente (osetljivi na udare i potrese),

• Jako osetljivi na preopterećenja.

Instrumenti sa kretnim kalemom

Page 7: MERNI INSTRUMENTI

Logometarski instrumenti sa kretnim kalemom

Kod logometarskih instrumenata magnetno polje deluje na dva kretna kalema. Oni su unakrsno postavljeni jedan prema drugom (pod uglom od 90° ili manjim) i čvrsto fiksirani.

Zajedno se obrću na istoj osovini u nehomogenom magnetnom polju, stvorenom naročitim oblikom površine polova. Ovi se instrumenti razlikuju Struja se u kalemove dovodi preko uskih metalnih traka bez torzije, tako da se kretni sistem nalazi u indiferentnoj ravnoteži kada kroz kalemove ne prolaze struje.

Page 8: MERNI INSTRUMENTI

Struje u kalemima teku tako, da momenti zakretanja na njih deluju u suprotnom smislu. Zbog toga pokazivanje kazaljke zavisi od odnosa struja u kalemima. Ugao skretanja kazaljke je:

2

1 K

Itg

Iα = ⋅

Logometarski instrumenti mere odnos struja, a posredno i odnose drugih veličina proporcionalnih tim strujama. Na primer, ovi se instrumenti upotrebljavaju za merenje otpora kao "ommetri" i "megometri" (jer je otpor određen odnosom napona i struje), za merenje temperature (meri se odnos struje kroz stalni otpor i struje kroz neki otpor koji se menja sa temperaturom na mestu merenja), itd.

Logometarski instrumenti sa kretnim kalemom

Page 9: MERNI INSTRUMENTI

Instrumenti sa kretnim gvožđem

Veoma su rasprostranjeni u praktičnoj upotrebi. Po principu rada su elektromagnetni instrumenti.

Princip merenja zasniva se na dejstvu magnetnog polja merene struje na pokretnu pločicu od mekog gvožđa. Magnetno polje se dobija propuštanjem struje kroz čvrsti, nepomični kalem, zbog čega njegovi namotaji mogu biti izrađeni od deblje žice. Robustnost nepokretnog kalema dozvoljava merenje većih struja, kao i znatna preopterećenja, što u nekim primenama može biti od velikog značaja. Kod ovih instrumenata ne postoji ni problem dovođenja struje u kalem.

Page 10: MERNI INSTRUMENTI

1. Nepokretno gvožđe 2. Pokretno gvožđe 3. Osovina 4. Kazaljka 5. Nepokretni kalem6. Tegovi za

uravnoteženje 7. Krilce prigušivača

oscilacija (komora nije prikazana,kao ni spiralna opruga za stvaranje reaktivnog momenta

Instrumenti sa kretnim gvožđem

Page 11: MERNI INSTRUMENTI

U unutrašnjosti kalema nalaze se dva komadića lima od mekog gvožđa, jedan fiksiran, a drugi pokretan i vezan sa osovinom pokretnog organa. Kada se propusti struja kroz kalem, oba komadića lima namagnetišu se u istom smislu, tako da dolazi do njihovog međusobnog odbijanja. Pokretno gvozđe pomera se zajedno sa osovinom i dolazi do zakretanja pokretnog organa, a kazaljka pokazuje na skali određeno skretanje.

Odbijanje istoimeno namagnetisanih komadića gvožđa proizvodi aktivni obrtni moment. Sila, pa i aktivni obrtni moment, zavisi od kvadrata struje koja se propušta kroz nepokretni kalem.

Instrumenti sa kretnim gvožđem

Page 12: MERNI INSTRUMENTI

Listići od mekog gvožđa lako menjaju namagnetisanje kada se menja magnetno polje kalema, pa obrtni moment ne promeni smisao delovanja kada se promeni smer struje. Zato se instrumenti sa kretnim gvožđem mogu upotrebiti za merenje naizmeničnih struja, a svakako i jednosmernih, pri čemu polaritet priključaka nema značaja. Pri merenju naizmeničnih struja pokazuju efektivne vrednosti. Skretanje a kazaljke srazmerno je kvadratu merene struje.

Prigušivanje oscilacija je na principu sabijanja vazduha.

Instrumenti sa kretnim gvožđem

Page 13: MERNI INSTRUMENTI

Nedostatak instrumenata sa kretnim gvožđem je što aktivni obrtni moment zavisi od kvadrata merene struje, pa im je zbog toga imajui kvadratični karakter skale.

Strana magnetna polja mogu dosta poremetiti pokazivanje instrumenta sa kretnim gvožđem, s obzirom da je magnetno polje njegovog kalema prilično slabo. Strana magnetnih polja najčešće potiču od susednih provodnika ili namotaja kroz koje protiču jače struje, od transformatorskih rasipnih polja i sličnog.

Instrumenti sa kretnim gvožđem

Page 14: MERNI INSTRUMENTI

Dobre osobine:

ü Jednostavnost konstrukcije i niska cena: ü Robustna konstrukcija (nisu osetljivi na udare i vibracije; ü Podnose velika preopterećenja (lako podnose 2-3 puta veće struje

od nominalne); ü Sa kvalitetnim materijalom može se postići i klasa 0,1.

Nedostaci:

ü Prosečno, ipak manja preciznost u odnosu na neke druge vrste instrumenata;

ü Nelinearnost skale; ü Slaba osetljivost za male struje; ü Relativno velika sopstvena potrošnja; ü Osetljivost na strana polja.

Instrumenti sa kretnim gvožđem

Page 15: MERNI INSTRUMENTI

Elektrodinamički instrumenti

Rade na principu koji je sličan principu instrumenata sa kretnim kalemom. Razlika je u stvaranju magnetnog polja. Kod elektrodinamičkih instrumenata proizvodi ga nepomičan kalem, kroz koje protiče struja.

Elektrodinamički instrumenti sastoje se iz nepokretnog kalema i pokretnog, na kome je učvršćena kazaljka. U polju nepokretnog, nalazi se pokretni kalem. Na njegove strane deluju elektromagnetne sile (aktivni obrtni moment).

Reaktivni moment stvaraju dve spiralne opruge, koje služe i za dovođenje struje u pokretni kalem.

Page 16: MERNI INSTRUMENTI

1. Nepokretni kalemi za stvaranje magnetnog polja (strujni kalemi)

2. Pokretni kalem (naponski kalem) 3. Gvozdeno jezgro 4. Gvozdeni deo magnetnog kola 5. Kazaljka

Zbog bolje konfiguracije polja i manjeg magnetnog rasipanja, nepokretni kalem podeljen je u dva odvojena namotaja, koja u električnom pogledu predstavljaju jednu celinu.

Elektrodinamički instrumenti

Page 17: MERNI INSTRUMENTI

Jednosmerna struja I1 kroz zavojke nepokretnog kalema stvara približno homogeno magnetno polje indukcije B na mestu gde se nalazi pokretni kalem. Kada kroz zavojke pokretnog kalema protiče struja I2, javljaju se elektromagnetne sile F koje deluju na njegove dve vertikalne strane. Ove sile stvaraju dinamički obrtni moment Ma koji teži da zakrene pokretni kalem.

Aktivnom momentu Ma suprotstavlja se reaktivni moment Mr, koji potiče od spiralnih opruga kojima se dovodi struja u pokretni kalem.

Elektrodinamički instrumenti

Page 18: MERNI INSTRUMENTI

Skretanje elektrodinamičkog instrumenta srazmerno je proizvodu struja kroz nepokretni i pokretni kalem:

1 1 2 K I Iα = ⋅ ⋅

gde je K1 odgovarajuća konstanta.

Ako se smerovi struja promene istovremeno u oba kalema, smer obrtanja pokretnog kalema se ne menja, pa ovi instrumenti mogu meriti i jednosmerne i naizmenične struje.

Kada se vrši merenje u kolima naizmenične struje, skretanje je:

1 1 2 K cosI Iα = ⋅ ⋅ ⋅ ϕ

ϕ – ugao faznog pomeraja između ove dve struje.

Elektrodinamički instrumenti

Page 19: MERNI INSTRUMENTI

Umirivanje oscilacija kod elektrodinamičkih instrumenata vršise ili sabijanjem vazduha ili dejstvom elektromagnetne sile.

Elektrodinamički instrumenti mogu se koristiti u kolimajednosmerne i naizmenične struje.

Posebno značajno kod ovih instrumenata je njihova mogućnostdirektnog merenja snage, a ne samo struje i napona, tako dase oni skoro isključivo grade kao vatmetri.

Elektrodinamički instrumenti

Page 20: MERNI INSTRUMENTI

Merenje snage je moguće zbog postojanja dva namotaja(pokretnog i nepokretnog kalema). Nepokretni kalemvezuje se na red (kao ampermetar) sa potrošačem čijase snaga treba da meri, dok se pokretni kalem vezujeparalelno, kao voltmetar.

Struja potrošačateče kroznepokretni kalem. Pokretni kalem se preko predotporavezuje na naponpotrošača.

Elektrodinamički instrumenti

Page 21: MERNI INSTRUMENTI

Kada se vatmetar koristi za merenje snage potrošačajednosmerne struje, skretanje je srazmerno proizvodustruja u nepokretnom i pokretnom kalemu :

α = K1 I1 I2

Struja u pokretnom kalemu je I2 = U/(R2 + Rp), pa jepokazivanje instrumenta:

11 W

2 p

KK

R RU I Pα = ⋅ ⋅ = ⋅

+

gde je KW = K1/(R2 + Rp) konstanta vatmetra.

Merenje snage

Elektrodinamički instrumenti

Page 22: MERNI INSTRUMENTI

Kada se vatmetar koristi za merenje snage potrošača naizmenične struje, skretanje je srazmerno proizvodu struja u nepokretnom i pokretnom kalemu i faktora snage:

α= K1 I1 I2 cos ϕ

Struja u pokretnom kalemu sada je I2 = U/Z2, gde je Z2impedansa kola pokretnog kalema. Kada je induktivnostpokretnog kalema zanemarljivo mala, Z2 ~ R2, pa je pokazivanje instrumenta:

PIU ⋅=ϕ⋅⋅⋅+

=α W1p2

1 KcosRR

K(P je aktivna snaga)

Elektrodinamički instrumenti

Merenje snage

Page 23: MERNI INSTRUMENTI

Indukcioni instrumenti

Rad indukcionih instrumenata zasniva se na dejstvuobrtnog magnetnog polja. To znači da oni reaguju samo nanaizmenične struje (za formiranje obrtnog magnetnogpolja potrebne su najmanje dve naizmenične struje koje se međusobno fazno razlikuju).

Instrument ima dva namotaja. Na jednom je namotanomalo zavojaka deblje žice, a oko drugog mnogo zavojakatanke žice, tako da sa struje u ova dva namotajameđusobno znatno fazno razlikuju. Tako se formira obrtnomagnetno polje.

Indukcioni instrumenti se vrlo retko sreću kao ampermetrii voltmetri, mnogo češće kao vatmetri, a najširu primenuimaju kao brojila električne energije

Page 24: MERNI INSTRUMENTI

Termički instrumenti

Rad termičkih instrumenata zasniva se na zagrevanjuprovodnika kada kroz njega protiče električna struja.Razvijena toplota srazmerna je kvadratu struje i možese iskoristiti za merenje njehe veličine. Koriste se tripojave:

§ Linearno izduživanje provodnika (dilatacija), § Termoelektrični efekt (pojava elektromotorne sile na

mestu dodira dva metala), § Deformisanje bimetalne trake kada se ona zagreva.

Na principu izduživanja provodnika izrađuju seinstrumenti sa zagrevnom žicom. Termoelektrični efektse koristi kod termospregova (termopretvarača). Trećapojava iskorišćena je kod bimetalnih instrumenata.

Page 25: MERNI INSTRUMENTI

Kod termičkih instrumenata sa zagrevnom žicom merenastruja propušta se kroz tanku razapetu zagrevnu žicu. Usled prolaska struje žica se zagreva i izdužuje. Elastičnaopruga preko pogodnog sistema zateže zagrevnu žicu, tako da se njena mala dilatacija prenosi i uvećanapokazuje kazaljkom na skali instrumenta.

Rad termospregova, odnosno termopretvarača, zasniva se na efektu direktnog pretvaranja toplotne energije u električnu. Kada se zagreva mesto dodira dva različitametala, između njihovih slobodnih krajeva javlja se termoelektrični napon.

Mesto dodira dva metala može se zagrevati strujom, pa se tako termoelement koristi za merenje jačine te struje.

Termički instrumenti

Page 26: MERNI INSTRUMENTI

Rad bimetalnih instrumenata zasniva se na deformaciji bimetalne trake kada se ona zagreva. U osnovi se sastoje od bimetalne spirale, kroz koju protiče merena struja. Ona se zagreva, a njene deformacije se prenose direktno na osovinu sa kazaljkom.

Da bi se kompenzovale promene temperature okoline, na istu osovinu pričvršćen je kraj još jedne bimetalne spirale. Ona je ista kao i prva, ali kroz nju ne protiče struja i deluje u suprotno od aktivne spirale. Deformacije spirale za kompenzaciju potiču samo od promene temperature.

Termički instrumenti

Page 27: MERNI INSTRUMENTI

Vibracioni instrumenti

Rad vibracionih instrumenatazasniva se na mehaničkojrezonanci čeličnih lamela, kojesu na slobodnim krajevimasavijene i obojene belo, tako dase vide kroz prorez na pločiskale. Frekvencije mehaničkerezonance različite su za svaku lamelu.

Lamele se pobuđuju na oscilovanje elektromagnetom, koji se vezuje na mrežu struje čiju frekvenciju treba izmeriti. Lamelačija rezonantna frekvencija odgovara dvostrukoj frekvencijinaizmenične struje osciluje naročito jako, dok susedneosciluju sa manjim amplitudama.

Page 28: MERNI INSTRUMENTI

Oscilacije lamela koje su dalje odrezonance toliko su male, da se i neprimećuju. Savijeni deo lamele kojavibrira vidi se kao beli pravougaonik, štoomogućava lako i jasno očitavanje.

Vibracioni instrumenti se upotrebljavaju za merenje niskihfrekvencija oko 50 ili 60 perioda u sekundi, a mogu se načiniti za merenje frekvencija od nekoliko stotina herca.

Rade isključivo sa naizmeničnom strujom. Sopstvenapotrošnja im je vrlo mala. Priključuju se, kao i voltmetri, paralelno na napon mreže. Frekvencmetri su jednostavne i jake konstrukcije.

Vibracioni instrumenti

Page 29: MERNI INSTRUMENTI

DIGITALNI MERNI INSTRUMENTI

Uvod

Za razliku od analognih, digitalni instrumenti u opštemslučaju pokazuju merene vrednosti neposredno kaodecimalne brojeve. Oni se očitavaju sa cifarskihindikatora ili dobijaju na papiru pomoću štampača. Ne postoji greška očitavanja, a samo očitavanje je brže i udobnije. Rezultat merenja u digitalnom obliku može se lako memorisati ili obrađivati pomoću računara.

Digitalni instrumenti primaju na svom ulazu analognuveličinu (merenu veličinu), prerađuju je, odnosno vršenjenu konverziju u digitalnu i kao takvu je daju na svomizlazu. U takvom obliku ona je pogodna za pobuđivanjecifarskog indikatora, štampača i svaku drugu vrstuobrade.

Page 30: MERNI INSTRUMENTI

Analogno-digitalna konverzija

A/D konverzija je transformacija analognog električnogsignala u njegov digitalni ekvivalent. Informacije kojetreba obraditi digitalnim uređajima često su analognogkaraktera. Većina veličina može se transformisati u analogni jednosmerni napon. Da bi se taj napon mogaodigitalno da meri, mora se prvo prevesti u digitalni oblik. Proces A/D konverzije sastoji se iz tri postupka:qvremenskog kvantovanja, qamplitudnog kvantovanja, qkodovanja signala.

Page 31: MERNI INSTRUMENTI

Digitalni instrumenti ne pokazuju kontinualne, već samodiskretne vrednosti merene veličine. Potrebno je da merenaveličina naraste za određenu vrednost pa da pokazivačdigitalnog instrumenta načini skok na veću susednuvrednost.Uzorci merene veličine se uzimaju u ođređenim vremenskimintervalima. Ovakav postupak je nazvan kvantizacija, a veličina skokova je najmanja promena merene veličine(merni kvant) koju je datim instrumentom mogućeregistrovati. Od veličine mernog kvanta neposredno zavisitačnost instrumenta - što je merni kvant manji, tačnost jeveća i obrnuto.A/D konverzija daje ulazne podatke digitalnom uređaju, paod nje direktno zavise dobijeni rezultati. Greške učinjene pripretvaranju analogne u digitalnu informaciju ne mogu se kasnije popraviti u toku obrade digitalnog signala.

Page 32: MERNI INSTRUMENTI

Greška koja nastaje prilikom konverzije javlja se iz dvarazloga. Prvi je nesavršenost izrade pojedinih delovakonvertora. Ova komponenta greške naziva se instrumentalnom greškom. Druga komponenta greške, takozvana kvantizacionagreška, javlja se zato što nije moguće svaku analognuvrednost predstaviti odgovarajućom digitalnomprotivvrednošću. Zbog toga, pri A/D konverziji mora nastatigreška, jer samo ograničen broj analognih vrednosti možebiti tačno preveden u digitalni oblik, dok ostale samopribližno. Ova greška zavisi od rezolucije konvertora, odnosno najmanje promene napona na koju on uopštemože da reaguje. Rezolucija se izražava brojem bita. Bit je naziv za binarnucifru. Najmanja moguća promena diskretnog signala jejedan kvant, a njega predstavlja binarna cifra najnižepozicione vrednosti.

Page 33: MERNI INSTRUMENTI

Za digitalno merenje potrebno je kvantovanje mereneveličine (analogne), odnosno njena deoba na najmanjejedinice (merne kvante). Digitalni instrument treba da zasvaku vrednost merene veličine odredi (izbroji) tačan brojmernih kvanta i da ih na odgovarajući način pokaže. Time se merenje svodi na proces brojanja. Nesigurnostpokazivanja kreće se u granicama ±1 kvantne jedinice(greška kvantizacije). Greška kvantizacije može se smanjiti, a tačnostočitavanja proizvoljno povećati dovoljno finom deobomvrednosti merene veličine (smanjivanjem mernih kvanta). Tačnost merenja ne povećava se konverzijom merenevrednosti u digitalni oblik!

Kvantovanje

Page 34: MERNI INSTRUMENTI

Vremensko kvantovanje ili odmeravanje je uzimanjeuzoraka, odnosno izdvajanje trenutnih vrednostianalognog signala u diskretnim vremenskim intervalima. Svaki takav uzeti uzorak analogne vrednosti naziva se odmerkom. Da bi dobijeni digitalni signal što boljeodgovarao analognom, učestanost odmeravanja treba daje što veća. Amplitudno kvantovanje je iznalaženje diskretneveličine koja je po vrednosti najpribližnija određenomanalognom odmerku. Ovu diskretn veličinu je potrebnoizraziti u digitalnom obliku, a da bi se to moglo da ostvariona mora biti kodovana.Za proces kvantovanja mogu se primeniti dva postupka:Ø kvantovanje trenutne vrednostiØ kvantovanje utvrđene veličine.

Page 35: MERNI INSTRUMENTI

Kvantovanje trenutnih vrednosti jeuzimanje uzoraka merene veličine u jednakim vremenskim intervalima ∆t. Pri tom se izbroji koliko mernih kvantasadrži svaki uzorak.

Izmerena vrednost pojavljuje se na izlazu (na primer, nacifarskom indikatoru) i ostaje na njemu sve do uzimanjanovog uzorka i pojave sledeće izmerene vrednosti.

Kod kvantovanja utvrđene veličinenova merena vrednost pokazuje se kada se merena veličina promeni zajedan kvant. Ovo je pogodno zamerenje integralnih veličina (zabrojila električne energije, meračeproteklih količina tečnosti i slično.

Page 36: MERNI INSTRUMENTI

Kodovanje je predstavljanje informacija pomoću simbolaneke azbuke. Digitalne informacije mogu se kodovanjempredstaviti u numeričkom obliku. Za realizaciju digitalnihsistema povoljni su numerički sistemi sa manjomosnovom brojanja. Najjednostavniju realizacijuomogućava binarni sistem, čija je vrednost osnovebrojanja 2.U binarnom sistemu postoje samo cifre 0 i 1, od kojih se mogu sastaviti svi brojevi prema utvrđenom propisu(binarnom kôdu). Ovakav sistem ima velikih praktičnih prednosti, jer se u uređaju mogu koristiti elementi koji imaju samo dvaradna stanja (uključeno - isključeno), kao što su, naprimer, razne vrste prekidača.

Kodovanje

Page 37: MERNI INSTRUMENTI

Binarni sistem najpovoljniji je za konstruktivno izvođenjedigitalnih kola, ali je za obavljanje numeričkih operecijanajpogodniji decimalni sistem. Zbog toga se koriste i mešoviti sistemi. Oni se sastoje iz binarno kodovanihdecimalnih cifara (BCD kodovi). Postoji više vrsta ovakvihkodova, a njihova primena je uslovljena određenimtehničkim zahtevima. Zajedničko za sve binarno kodovane decimalne sisteme jeda se decimalni brojevi predstavljaju binarnim, tako štose svaka cifra decimalnog broja zamenjuje određenomgrupom binarnih cifara. One su u ovim grupamaraspoređene prema utvrđenoj šifri (kôdu). Postupakprevođenja decimalnih brojeva u binarno kodovanedecimalne brojeve naziva se kodovanje, a obrnutpostupak dekodovanje.

Page 38: MERNI INSTRUMENTI

Elektronski brojači služe za odbrojavanje električnihimpulsa u nekom određenom vremenskom intervalu. To su digitalni uređaji koj proizvode kombinacije binarnihsignala po određenom redosledu. Njihova primena jeveoma raznovrsna. Brojački uređaji, pored brojanja, imaju i mogućnostmemorisanja - zadržavanja (“pamćenja”) rezultatabrojanja u binarnom obliku. Najčešće je potrebno da se rezultat brojanja na neki način prikaže i vizuelno. Kao uređaji elektronski brojači se sastoje iz tri osnovnafunkcionalna dela: kodera, dekodera i indikatora zaprikazivanje rezultata.

Elektronski brojači

Page 39: MERNI INSTRUMENTI

Koderi Æ Koderi pretvaraju povorku određenog brojaelektričnih impulsa, u kombinaciju nekoliko impulsa. Koderi neposredno vrše brojanje, a na izlazima dajurezultat tog brojanja u obliku binarno kodovanihbrojeva.

Dekoderi Æ Dekoderi prevode binarno kodovane informacije u oblike pogodne za upotrebu. To je inverzan postupak u odnosu na kodovanje.

Indikatori Æ Rezultat brojanja impulsa treba da se vizuelno prikaže. To se ostvaruje pomoću indikatora, odnosno prikazivača. Oni omogućavaju vizuelno praćenje procesa pri digitalnoj obradi podataka i prikazivanje dobijenih rezultata. Po principu rada, konstrukciji i načinu prikazivanja, postoji više vrsta indikatora. Najčešće se ipak koriste svetlosni pokazivači.

è

Page 40: MERNI INSTRUMENTI

Kao svetlosni indikator može da se upotrebi bilo kakav pretvarač električne u svetlosnu energiju. Najviše korišćeni prikazivači su segmetni indikatori. Oni cifre ili slova predstavijaju pomoću pogodno raspoređenih svetlećih segmenata. Broj predviđenih segmenata zavisi od toga šta se na indikatoru želi da pokazuje. Najčešće se koriste indikatori sa sedam segmenata, a pored njih i sa 14 ili 16 segmenata. Aktivirani segmenti svetle, a kao svetleća tela koriste se LED-diode (LED = Light Emitting Diodes), specijalne cevi sa svetlećim segmentima, male sijalice, fluorescentne cevi (za velike prikazivače) i slično. Pored toga, mnogo se koriste i segmentni pokazivači sa tečnim kristalom. Tečni kristali su organske jedinjenja, koja imaju osobine tečnosti, ali i neka optička svojstva, koja se sreću samo kod kristala.

è

è

Page 41: MERNI INSTRUMENTI

Tečni kristali imaju ovakve osobine jer molekuli u tečnošti imaju izvestan poredak, odnosno orijentaciju. Kao posledica orijentacije molekula, svi važni fizički parametri pokazuju zavisnost od pravca.Pod dejstvom električnog polja javlja se moment koji deluje na molekule težeći da ih orijentiše u pravcu polja. Ova promena odražava se i na optičke osobine.Ako se ispred i iza ćelije postave ukršteni polarizovani filtri, svetlost koja ulazi u nju biće polarizovana i moći će da prođe samo ako nema električnog polja. Ako se polje uspostavi, dolazi do orijentisanja molekula i ona prestaje da propušta svetlost. Na ovaj način mogu se realizovati transparentni ili reflektujući prikazivači. Indikatori sa tečnim kristalom su pasivni prikazivači bez sopstvene emisije svetlostl. Imaju visok kontrast, mali napon napajanja, a za upravijanje praktično nije potrebna nikakva snaga.

è

è

Page 42: MERNI INSTRUMENTI

Segmentni indikatori koji se koriste za cifarsku indikaciju najčešće imaju sedam segmenata. Uključivanjem određenih kombinacija ovih segmenata mogu se dobiti svi cifarski znaci od 0 do 9.Za ovakav indikator potreban je specijalan dekoder, koji za svaku decimalnu cifru aktivira određene elemente pokazivača.

è

Indikator sa 16 segmenata sasvim je sličansedmosegmentnom. Njegove mogućnostiprikazivanja su znatno veće. Može daprikaže ne samo cifre već i slova, a i mnogedruge znake. Za upravljanje ovakvimindikatorima koriste se posebni logičkisklopovi. Ako su sa pokazivačem izrađenikao celina, za takav indikator se kaže da je"inteligentan".

è

Page 43: MERNI INSTRUMENTI

Osim segmentnih, koriste se i takozvani tačkasti ili mozaik indikatori. Njihove svetlosne tačke su poređane u obliku matrice najčešće 5x7. Ukupan broj tačaka je 35 po jednom indikatorskom mestu. Mozaik indikatori sastoje se od velikog broja malih površina koje su preko vlakana od pleksiglasa vezane na izvore svetlosti ili su te površine zamenjene malim sijalicama ili LED diodama, a mogu se koristiti i tečni kristali. Ovakvim pokazivačima, pored cifara i slova, mogu da se ostvare i različiti drugi znaci i simboli. Na slici je prikazan primer predstavljanja pomoću matrice 5x7.

è