Componenta si caracteristicile unei instalatii complexe de masurat

Componenta si caracteristicile unei instalatii complexe de masurat

Masurarea marimilor electrice sau a marimilor neelectrice prin mijloace electrice, presupune frecvent utilizarea unor instalatii de masurat complexe care au in structura lor, de cele mai multe ori, punti de masurat, amplificatoare , precum si aparate sau instrumente de masurat indicatoare sau inregistratoare, asa cum reiese din fig. 1.

In cele ce urmeaza vom detalia principalele elemente ale unei instalatii complexe de masurat .

fig.1Schema bloc a unei instalatii complexe de masurat

1. Traductorul pentru masurarea electrica a marimilor neelectrice

Convertoarele de marimi de masurat care permit sa se masoare marimile neelectrice cu ajutorul mijloacelor de masurat electrice, se numesc in majoritatea cazurilor traductoare.

Prin notiunea de convertor se intelege dispozitivul care genereaza sau comanda o marime la un semnal de intrare de o natura oarecare.

Pentru masurarea presiunilor de pilda, poate fi utilizat printre altele un traductor de tip inductiv, realizat dupa schema de principiu din fig.2.

fig.2 Traductor inductiv cu membrana

Caracteristicile traductorului sunt date in cartea sa tehnica cele mai importante fiind :

Domeniul de masurare : este intervalul de valori al marimii masurate pentru care eroarea se mentine in limite prescrise.

Sensibilitatea : este sintetizata cantitativ prin factorul se transfer, care reda variatia marimii de iesire din traductor la o variatie unitara a marimii de intrare. Sensibilitatea caracterizeaza in general comportarea statica a traductorului sau a elementului din schema la care se refera.

Variatia marimii de iesire pentru traductorul inductiv este data de inductanta relativa ajungandu-se spre exemplificare , la o sensibilitate :

Frecventa limita este frecventa pana la care semnalul este redat nealterat.

Eroarea este interpretata putin diferit in cazul de fata comparativ cu cele expuse in capitolul 2.

Astfel erorile sistematice si cele intamplatoare formeaza erorile de baza . Erorile de baza se determina in conditii stationare de incercare si reprezinta abaterea maxima a caracteristici reale a mijlocului de masurat fata de caracteristica sa teoretica din cadrul domeniului de masurare. In aceasta categorie intra erorile de liniaritate, erorile determinate de histereza etc.

Pe langa erorile de baza apar si erori suplimentare determinate de influenta perturbatoare proprii functionarii in conditii de exploatare diferite de conditiile standard, asigurate la calibrare. Pentru traductorul de presiune inductiv de pilda, variatia cu temperatura a rezistentei bobinei precum si variatia tensiunii de alimentare constituie surse de erori suplimentare.

De mentionat ca consideratiile de mai sus in legatura cu erorile sunt valabile nu numai pentru traductor in sine ci pentru intreaga instalatie de masurat.

2. Conexiuni de masurat

Conexiunile de masurare prelucreaza semnalul transmis de traductorul pentru masurarea electrica a marimilor neelectrice in vederea preluarii acestuia de catre aparatele de inregistrare. In cele ce urmeaza ne vom limita la prezentarea catorva notiuni in legatura cu puntile si amplificatoarele de masurat ca elemente ale conexiunilor de masurare.

2.1. Punti de masurat

Puntile de masurat se folosesc in general pentru transformarea variatiei de impedanta oferite de catre traductor in variatie de tensiune sau curent ( fig.3 )

fig.3 Puntea Wheatstone

Pentru tensiunea din diagonala avem ( 1 )

Puntea poate functiona in regim echilibrat ( masurand prin compensare, cu procedeul de nul ) sau in regim neechilibrat ( masurand prin indicare ).

Masurarea prin procedeul de nul, pentru care se modifica raportul pana cand , prezinta avantajul ca variatiile tensiunii de alimentare a puntii U nu au influenta asupra rezultatelor masurarii . In acelasi timp, schimbarea sensibilitatii precum si erorile de liniaritate nu alterneaza precizia de masurare ; pentru prelucrarea mai comoda a rezultatelor masurarii este indicat insa sa se asigure o scara liniara ; precizia este univoc determinata de erorile ce caracterizeaza raportul . Este de mentionat insa ca, in cazul masurarilor in regim dinamic, nu este posibila o modificare rapida a raportului , ceea ce conduce la calitati modeste ale puntii din acest punct de vedere.

Masurarea in regim neechilibrat presupune realizarea tensiunii la inceputul experimentului, orice modificare a raportului are ca efect modificarea tensiunii din diagonala U_{D ,} Astfel tensiunea U_D este legata univoc de parametrul ce prezinta interes.

Daca din punct de vedere dinamic comportarea puntii este mai buna, montajele de acest tip au dezavantajul alterarii rezultatului masurarii de catre eventualele variatii ale tensiunii de alimentare U precum si de prezenta rezistentei instrumentului din diagonala.

Puntea de masurat se combina de obicei cu un amplificator, care va fi ulterior tratat. In montaje complexe, puntile se mai pot cupla cu calculatoare, modulatoare, transformatoare analog-digital etc.

Daca avem in vedere puntile cu reostat calibrat, in cazul masurarii rezistentelor pure, in regim echilibrat, de o deosebita importanta trebuie sa se bucure problema obtinerii liniaritatii functiei unde este rezistenta reostatului cu fir calibrat masurata de la unul din capetele acestuia, ( adoptat drept zero al scarii ) iar este variatia rezistentei traductorului conectat intr-una din ramurile puntii.

Conectarea reostatului poate fi facuta in doua variante.

a) intre 2 ramuri din care in una este conectat traductorul

b) intre 2 ramuri care nu contin traductoare.

Un exemplu din primul caz este circuitul reprezentat in ( fig.4.a. ).

fig.4.a Puntea cu traductor si reostat in ramura comuna

a) Sa presupunem ca atunci cand circuitul se afla in echilibru, curentul reostatului cu fir calibrat se gaseste in punctul c si rezistenta a traductorului corespunde valorii initiale a marimii neelectrice masurate. Ecuatia de echilibru este

( 2. )

unde este rezistenta reostatului.

Daca, de pilda, in cazul unei variatii a marimii electrice masurate rezistenta creste cu , puntea iese din echilibru si dispozitivul de urmarire deplaseaza cursorul pana la restabilirea acestuia cand :

Tinand seama de relatia ( 2. ) obtinem :

de unde rezulta ca :

( 3 )

circuitul asigurand o scara uniforma pentru reostatul cu fir calibrat, gradata in unitati de rezistenta .

fig.4.b Puntea cu trd. si reostat in ramuri diferite

b) In ( fig.4.b ) este redata schema de conectare a reostatului intre 2 ramuri care nu contin traductoare.

Reprezentand rationamentele expuse mai sus se obtin relatiile :

( 4 )

( 5 )

Scazand ecuatia ( 4 ) din ( 5 ) de unde rezulta ca :

( 6 )

Din ecuatia ( 6 ) reiese ca scara reostatului cu fir calibrat gradata in unitati ale rezistentei , nu va fi liniara in cazul schematizat prin fig.4.b. Pentru obtinerea unei scari apropiata de una uniforma este necesar ca :

<<

Adeseori reostatul cu fir calibrat este de o rezistenta care serveste la reglarea limitei de masurare a aparatului, rezistenta ce nu influenteaza insa caracterul scarii.

In privinta dispozitivelor de urmarire care asigura deplasarea curentului cu fir calibrat trebuie spus ca, dispozitivul electromecanic reprezinta un circuit cinematic destul de complex compus din parghiile, rotile dintate si excentricele unui mecanism reversibil care deplaseaza curentul reostatului cu fir calibrat si este comandat de acul indicatorului de echilibru.

In cazul dispozitivelor electronice de urmarire celor mai uzuale, impulsurile primite de la traductor prin diagonala puntii sunt amplificate, intai intr-un amplificator de tensiune, apoi in unul de putere care alimenteaza infasurarile unui motor electric reversibil. Motorul are arborele cuplat printr-un reductor cu cursorul reostatului cu fir calibrat si cu acul sau penita instalatiei de inregistrare, deplasarea hartiei fiind realizata separat cu ajutorul unui motor electric sincron.

2.2. Amplificatoare de masurat

Daca curentul sau tensiunea transmise de traductor sau punte sunt prea mici este necesara utilizarea amplificatoarelor de masurat, asadar amplificatorul electronic impreuna cu instrumentul de masurat permite sa se mareasca simtitor sensibilitatea instalatiei, ceea ce conduce implicit la un regim echilibrat al circuitului de masurat, la cresterea preciziei masurarii. De regula amplificatoarele au o caracteristica liniara de functionare.

Daca instrumentul de masurat care lucreaza intr-un circuit echilibrat este un indicator de zero, amplificatorului i se impune numai o conditie fundamentala : un zgomot de fond minim adica un prag de sensibilitate cat mai mic pentru semnalul de intrare. Conditia ca valoarea factorului de amplificare sa fie constanta nu are importanta practica in acest caz.

Dimpotriva, daca instrumentul de masurat lucreaza intr-un circuit neechilibrat si scara lui este gradata in unitati ale marimii masurate, conditia principala impusa fata de amplificator este aceea ca amplificarea sa fie constanta. Conditia ca zgomotele sa fie minime, desi trecuta pe planul al doilea ramane totusi in vigoare deoarece prezenta zgomotelor poate avea drept consecinta o deplasare a punctului de zero.

Amplificatorul cu tuburi electronice, folosit la inceput in mod aproape general, a fost inlocuit cu amplificatorul tranzistorizat, tuburile folosindu-se numai in cazuri speciale. Fiecare amplificator reprezinta un cuadripol daca nu tinem seama de racordarea la o sursa exterioara de putere, care exista in toate cazurile ( fig.5 ).

fig.5 Amplificatorul co si cuadripal

Functiile de felul partii de intrare a cuadripolului si de proprietatile elementului montat in serie inaintea acestuia, de obicei un traductor, sau trebuiesc considerate ca semnal de intrare. Este obligatorie acordarea reciproca a traductorului, sau in general a elementului ce precede amplificatorul, cu cuadripolul de impedanta de intrare. respectiv a cuadripolului cu instrumentul de masurat, impedanta de iesire fiind si marimea de iesire ( tensiune sau curent ) fiind functie de felul partii de iesire a cuadripolului si de specificul instrumentului de masurat sau al blocului ce urmeaza.

Acordarea sau adaptarea este operatia de ajustare a unui element ce compune instalatia de masurat din punct de vedere al optimizarii sale functionale. Adaptarea poate fi efectuata ca adaptare de putere, tensiune sau curent.

Adaptarea de putere in cazul circuitelor de curent continuu de pilda presupune ca pentru o sursa de tensiune cu rezistenta interioara si un receptor de rezistenta sa dispunem de o putere maxima la receptor ( vezi fig.6 ) .

fig.6 Circuit pentru studiul adoptarii elementelor componente

Teoretic si experimental se demonstreaza ca aceasta conditie este satisfacuta daca sau in general daca impedantele sunt egale.

Rezulta conditia :

Daca rezistenta receptorului este impusa, atunci adaptarea poate fi efectuata introducand un transformator de adaptare care aduce pe in jurul valorii .

Adaptarea de putere este necesara mai cu seama cand receptorul ( sau in general etajul urmator al schemei ) este un consumator de putere sau cand semnalul trebuie transmis la distante mari.

Adaptarea de tensiune presupune ca situatia ideala fiind proprie mersului in gol cand si tensiunea de mers in gol (intre a si b). Spre acest gen de adaptare se tinde de regula la acordarea diferitelor etaje ale amplificatoarelor.

daca

In tehnica de masurat, adaptarea de tensiune inseamna de obicei functionarea cu o tensiune mare, impusa. Schema de principiu din figura cu rezistenta interioara constanta si tensiunea de mers in gol constanta nu este proprie conditiilor de exploatare, deoarece tensiunea impusa este furnizata de catre un circuit de compensare inchis, cu si variabile, valorile lor schimbandu-se cu incarcarea.

Adaptarea de curent este asigurata cand . Cazul ideal de adaptare d.p.d.v.. al curentului se obtine la scurt-circuit cand . Curentul este limitat in acest caz doar de rezistenta interioara, masurandu-se aceasta rezistenta :

La adaptarea de curent I este foarte mare.

Cum pentru foarte mic I va deveni foarte mare.

Este de observat ca in tehnica de masurat se obisnuieste sa se modifice, daca e cazul, factorul de amplificare in trepte sau continuu. Practic aceasta se realizeaza prin diminuarea raportului de transfer incepand de la valoarea sa maxima, raportul de transfer dintre marimea de iesire si cea de intrare. Daca acestea sunt de aceiasi natura, amplificatorul este un convertor de valori masurate, raportul de transfer fiind denumit factor de amplificare k.

Daca marimile de intrare si iesire sunt de naturi diferite, amplificatorul este un convertor de marimi masurate, raportul de transfer fiind panta S care nu trebuie confundata cu panta unui tub electronic individual.

Indicarea unui factor de amplificare a curentului sau tensiunii poate intr-o anumita masura sa induca in eroare deoarece scopul propriu-zis al aparatului este in general amplificarea de putere; de exemplu, un amplificator cu toate ca are ca semnal de intrare si iesire o tensiune care nu creste nici de 2 ori, curentul ar putea creste de ori, fiind improprie denumirea sa ca amplificator de tensiune. Asa dar, pentru caracterizarea completa a unui amplificator ar fi necesara indicarea unui factor de amplificare a puterilor; aceasta se loveste insa de dificultati insemnate dat fiind ca acest factor cu greu poate fi determinat corect, el putand suferi la diferite regimuri de functionare variatii importante.

Amplificatorul de masurat, spre deosebire de alte tipuri de amplificatoare , in cazurile semnalate mai sus, trebuie sa asigure un raport de transfer ( o amplificare ) constanta. Aceasta se obtine prin procedee de stabilizare cum sunt reactia sau compensarea.

Reactia, preluata din tehnica telecomunicatiilor, consta in faptul ca o parte din valoarea de iesire este conectata in opozitie cu valoarea de intrare; daca aceasta valoare este relativ mare, factorul de amplificare scade insa marimea sa nu mai este influentata de fluctuatiile tensiunii auxiliare ( de alimentare ), imbatranirea tranzistoarelor sau a tuburilor, variatia frecventei de masurat.

Compensarea se bazeaza pe principiul de montaj al compensatorului Lindeck-Rothe, trebuind sa existe egalitate intre marimea de masurat si marimea de compensatie, principiu descris in paragraful 2.8.2.

Trebuie remarcat faptul ca amplificatorul cu compensatie este foarte sensibil la vibratii din cauza aparatului sau de comanda; de aceea el este tot mai mult inlocuit de amplificatorul cu reactie.

In instalatiile de masurat se folosesc amplificatoare fie de curent continuu, fie de curent alternativ.

a) In amplificatorul de curent continuu parazitii care se manifesta atat sub forma unor variatii de scurta durata ale curentului anodic ( fluctuatii, zgomote ) cat si sub forma unor variatii de lunga durata ale curentului anodic ( alunecare, deplasarea nivelului ) si care determina pragul inferior de sensibilitate, joaca un rol deosebit de important, deoarece combaterea lor este extrem de dificila. De aceea la masurarea unor tensiuni continui mici se procedeaza la transformarea acestora in tensiuni alternative, pentru a se putea utiliza un amplificator de curent alternativ.

Cele mai des utilizate sunt amplificatorul cu compensatie de tipul Lindeck-Rothe si amplificatoarele de tensiune alternativa cu ondulator preconectat a carui schema este data in fig.7; semnificatia notatiilor este urmatoarea:

fig.7 Schema bloc a amplificatorului de CC

1.Filtru de intrare; 2-ondulator; 3-amplificator de c.a. ; 4-redresor cu comanda independenta; 5-rezistenta legaturii de reactie; 6-instrument de masurat; 7-generator de tensiune alternativa; 8-bloc de alimentare de la retea; I-intrare; E- iesire.

In cazul in care rezistenta electrica a traductorului este foarte mare (Ω in cazul traductoarelor piezoelectrice si de ionizare ) este necesar ca amplificatorul sa aiba si el o rezistenta de intrare foarte mare, pentru aceasta folosindu-se tuburile electrometrice sau pendotele miniaturale de tip "ghinda" care lucreaza in regim electrometric.

Constructiv, tuburile electrometrice se caracterizeaza prin faptul ca grila are borna asezata separat la partea superioara a balonului tubului, ceea ce micsoreaza simtitor curentul de grila care circula prin izolatia grila-catod.

In privinta regimului de lucru, tuburile electrometrice se caracterizeaza printr-o tensiune de incalzire si anodica de valoare redusa ceea ce duce la micsorarea curentului de grila cauzat de efectul fotoelectric ( provocat de iluminarea grilei de catre filamentul incandescent ) si de efectul de ionizare ( tensiunea anodica este mai mica decat potentialul de ionizare ).

b) Amplificatorul de curent alternativ se utilizeaza atunci cand cerintele impuse sensibilitatii unui aparat de masurat care lucreaza ca indicator de zero nu sunt prea severe; in acest caz nu trebuie luate masuri speciale pentru reducerea parazitilor, amplificatorul putand fi utilizate impreuna cu instrumentul de masurat aferent.

Se foloseste pe scara larga un amplificator de tensiune alternativa care serveste impreuna cu punti de deviere la masurari statice si dinamice, numindu-se in general amplificator de frecventa purtatoare ( fig.8 ). Frecventa purtatoare a puntii se moduleaza cu frecventa marimii de masurat; aceasta este data prin variatiile marimii de masurat. Daca frecventa limita inferioara este nula, marimea de masurat este constanta, masurarea avand caracter static. Frecventa limita superioara reprezinta cca. 30% din frecventa purtatoare. In caz ca puntea poate fi dezechilibrata in 2 sensuri, curentul de iesire trebuie redresat functie de faza.

fig.8 Schema bloc a amplificatorului de ca

Necesitatea amplificarii este nemijlocit legata de puterea traductorului utilizat.

Printre traductoarele cu putere cea mai mare trebuie mentionata traductoarele inductive, cu contacte, cu reostat si termorezistentele. Daca se iau in considerare circuitele de masurare obisnuite cu care lucreaza traductoarele mentionate, puterea pe care o poate primi instrumentul de masurat va fi de ordinul unitatilor pana la zecimile de miliwatti. Cu exceptia cazurilor cand se utilizeaza traductoare cu dimensiuni deosebit de mici, se poate admite ca aparatele care folosesc traductoarele enumerate pot functiona fara amplificatoare, cu instrumente de masurat cu citire directa in regim static si cu instrumente de vibratii in regim dinamic.

In a 2-a grupa de traductoare pot fi incluse traductoarele fotoelectrice, capacitive si cele tensometrice. In aparatele cu aceste traductoare, ceea ce face necesara utilizarea amplificatoarelor. Numai in regim static de functionare a traductoarelor tensometrice si a celulelor fotoelectrice cu strat de baraj este posibila utilizarea si a celulelor unor microamperimetre magnetoelectrice.

In grupa a treia pot fi incluse traductoarele piezoelectrice si cu ionizare care lucreaza cu instrumente de masurat cu rezistenta de intrare foarte mare si pentru care este indispensabila amplificarea.

3. Aparate inregistratoare

Functie de necesitati, la amplificatoarele de masurat pot fi legate diferite instrumente indicatoare ( voltmetre, ampermetre etc. pentru fenomene stationare, oscilografe pentru fenomene cu caracter nestationar ) sau mijloace de inregistrare.

Aparatele inregistratoare inscriu automat valoarea marimii masurate, de obicei in functie de timp, avand avantajul ca dau o diagrama in timp fara lacune, exclud erorile de observatie si in acelasi timp inregistreaza si fenomene care au loc repede, pe neasteptate.

Alegerea unui aparat inregistrator se face avand in vedere urmatoarele criterii :

- puterea de masurare care sta la dispozitie

- precizia care se urmareste

- numarul de marimi ce acela citite simultan

- frecventa maxima a marimii de masurat, aceasta din urma conditie avand o importanta deosebita. Pentru a reda corect un fenomen trebuie folosit un aparat a carui frecventa limita superioara sa fie cel putin la fel de mare ca cea mai inalta frecventa de masurat; prin frecventa limita superioara intelegem frecventa sinusoidala cea mai mare pe care o poate reda inca nedeformata un aparat inregistrator. De mentionat ca pentru instalatiile de masurat, de acela mai multe ori calitatile dinamice sunt limitate de frecventa relativ redusa a inregistratoarelor.

In continuare vom trece in revista cateva dintre cele mai uzuale aparate inregistratoare utilizate in practica :

3.1. Inregistratoare prin linii

Constructia lor corespunde schemei din fig.9. Deviatia produsa in dispozitivul de masurat 1 este transmisa de transmitatorul de valori masurate 2 la organul de inregistrare 3 care inscrie valoarea masurata pe suprafata unei hartii de diagrama 4. Aceasta este miscata cu viteza constanta de catre mecanismul motor 5 care poate fi construit in formula cu mecanism de ceasornic ( tras mecanic sau electric ), motor sincron, in cazul in care exista o retea cu frecventa reglata, sau cu motor pas cu pas construit ca un ceasornic secundar, conectat la o instalatie centrala de ceasornice.

fig.9 Inregistratori prin linii

Organul de inregistrare si hartia de diagrama reprezinta mecanismele de inregistrat propriu-zise.

Inregistrarea se face cu ajutorul unui ac comandat printr-un sistem de parghii prin unul din procedeele :

- cu cerneala pe hartie

- pe hartie cerata cu ac rece din aliaje de tipul alama

- electric, cu ac de wolfram aplicat pe o hartie cu strat de Zn - Cd pulverizat, ansamblul punandu-se sub o tensiune continua de cca. 20 V.

- optic, pe hartie fotosensibila.

La inregistratorul prin linii obisnuit, energia necesara inregistrarii are ca sursa marimea de masurat; de aceea chiar si atunci cand dimensionarea este cat se poate de favorabila, puterea necesara este de peste 10 mw. Majoritatea traductoarelor nu pot furniza aceasta putere, intercalandu-se inaintea inregistratoarelor cu linii, amplificatoare corespunzatoare.

3.2. Inregistratoare prin puncte

Constau in principiu dintr-un jug care sustine un cutit legat de dispozitivul de comanda al aparatului de masurat; prin coborarea jugului la intervale de timp bine stabilite, cutitul se aplica pe banda de hartie pe care o perforeaza, rezultand variatia parametrului studiat trasata prin puncte. Se utilizeaza in general la procese cu variatia foarte lenta, cand diagrama prin puncte are aproape un spectru continuu ( masurarea de temperaturi in regim cuasiconstant ).

In ultimul timp se utilizeaza frecvent inregistratoare prin linii sau puncte cu motor de zero, aplicabile pentru puntile cu autocompensatie. Motorul de zero este in general un motor sincron bifazat cu un bobinaj de retea si altul de comanda; pentru actionarea motorului este necesara rotirea tensiunii de comanda in mod artificial cu 90°.

3.3. Inregistratoare rapide :

Prin micsorarea momentului de inertie, marirea cuplului si folosirea unui sistem rigid de transfer a valorii masurate, s-au putut realiza dispozitive de masurat si inregistrat foarte rapide.

fig.10 Inregistrator rapid

Aparatul inregistrator " oscilo - script " de fabricatie Philips, contine un aparat de masurat electromagnetic special, inaintea caruia se leaga in serie un aparat de c.c. Din fig.10 se vede ca hartia de inregistrare este trasa peste un cutit mobil.

In sens contrar trece peste acelasi cutit o banda de hartie carbon. Imprimarea se obtine prin convertorul marimilor masurate e care, prevazut cu un cutit, apasa cu o forta de cateva grame forta atat hartia de inregistrare cat si hartia carbon pe cutitul b, folosindu-se deci un sistem de transformare in miscare rectilinie dupa coarda.

3.4. Oscilografe cu fascicul luminos

Oscilografele sunt dispozitive care fac vizibile sau inregistreaza fenomene variabile, in general periodice.

fig.11 Oscilograf cu fascicol luminos

In fig.11 se reda schema unui oscilograf cu fascicol luminos. Lentila condensatoare 2 concentreaza o parte cat mai mare din fascicolul de raze emis de sursa luminoasa 1 pe oglinda Fascicolul luminos cade in continuare pe lentila cilindrica 6, care il lasa sa treaca nestingherit in directia orizontala dar il condenseaza in directia verticala astfel ca pe geamul mat 8 pe care este reflectat fascicolul de catre oglinda poligonala 7, in loc de o imagine a fantei 3 apare un punct luminos. Cand oglinda dispozitivului de masurat oscileaza iar oglinda poligonala este in repaus, pe geamul mat apare o linie dreapta; prin rotirea uniforma a oglinzii poligonale aceasta linie descrie o curba.

Pentru ca marimea de masurat sa nu fie redata deformata, este necesara evitarea fenomenelor de rezonanta, frecventa procesului studiat trebuind orientativ sa nu depaseasca eee din frecventa proprie a echipamentului mobil al aparatului.

Dispozitivele de masurat folosite in practica, denumite si oscilatoare, functioneaza pe principiul cadrului mobil, cea mai raspandita fiind bucla bifilara proprie oscilatoarelor cu bucla ( fig.12 ).

fig.12 Bucla bifilara

Bucla 2 mentinuta de bridele1 si care poarta mica oglinda 3 se gaseste in campul unui magnet permanent 5 fiind intinsa de arcul 4. Desi sistemul nu are miez, din cauza unghiului de deviere foarte mic exista totusi proportionalitate intre curentul de masurat si deviatie. Buclele pot fi confectionate cu frecvente proprii pana la cca 20 kHz.

Daca in oscilograful cu fascicol luminos se urmareste inregistrarea de diagrame, fascicolul se dirijeaza asupra unei hartii din bromura de argint care se deplaseaza perpendicular pe directia de deviere a echipamentului mobil.

3. Oscilograful cu fascicol electronic denumit si oscilograf catodic se foloseste cu precadere in laboratoare sau la platforme de incercari, inregistrarea facandu-se cu aparate fotografice. Acestea sunt adesea construite ca aparate anexe care se monteaza in fata ecranului permitand inregistrarea fenomenului fie pe film, fie direct pe hartie fotografica.

In domeniul aparaturii de inregistrare, FEA - Bucuresti, produce inregistratoare pentru semnale neunificate, respectiv unificate care lucreaza pe principiul compensarii automate, semnalul primar putand fi preluat de la o mare diversitate de traductoare pentru masurarea electrica a marimilor neelectrice. In aceasta categorie intra inregistratoarele seria E 35, ELR 35, ELR 45, E 36, E 36 a, ELR 36, ELR 36 A, E 46, ELR 46.

4. Calculul erorilor proprii masurarii cu instalatii de masurat

Pentru instalatia de masurat a carei schema bloc a fost schitata in fig. 1, in cazul masurarilor de presiuni, vom prezenta in cele ce urmeaza felul in care pot fi evaluate erorile.

Consideram ca masurandul evolueaza la o frecventa sub 20 Hz astfel incat nu se inregistreaza erori dinamice.

a) Erorile de baza :

Pentru erorile intamplatoare ale unei unitati din schema in ipoteza ca captarea si inregistrarea semnalului s-a facut deosebit de ingrijit avem :

( 7 )

unde reprezinta eroarea globala proprie unui element al schemei ( de ex. traductorul ) si erorile unitare ale respectivului element.

In aceasta situatie vom avea, cu valorile erorilor specificate in cartile aparatelor :

Pentru traductor :

Eroare de liniaritate :

Eroare de histereza :

Eroare pentru readucere :

Pentru amplificator :

Eroarea de liniaritate :

Eroarea datorita influentei perturbatiilor exterioare :

Pentru inregistrator :

Eroare de liniaritate :

Eroarea datorita impreciziei de nul ( referinta ):

Eroarea datorata variatiei factorului de amplificare :

Asa dar eroarea de baza a instalatiei este :

b) Erorile suplimentare

Pentru calculul erorilor suplimentare se considera ca instalatia functioneaza la o temperatura cu 10s mai mare decat temperatura proprie conditiilor de calibrare, respectiv de functionare normala ( inscrisa in cartile tehnice ale mijloacelor de masurat ). Se accepta ca nu avem abateri ale tensiunii de alimentare.

In aceasta situatie avem, dupa datele din pasaportul mijloacelor de masurat, erorile:

Pentru traductor :

- datorita deplasarii punctului de zero cu temperatura :

- datorita variatiei sensibilitatii cu temperatura :

Pentru amplificator :

- datorita deplasarii punctului de zero si modificarii sensibilitatii cu temperatura:

Pentru inregistrator :

- datorita deplasarii punctului de zero cu temperatura :

- datorita variatiei factorului de amplificare cu temperatura :

In aceasta situatie eroarea suplimentara va fi :

Se constata ca inregistratorul are o comportare necorespunzatoare la variatii de temperatura, fiind necesara reducerea acestei variatii cel putin pentru mijlocul de inregistrare.

Eroarea totala ce se poate astepta de la instalatie se obtine prin insumarea celor doua erori pentru cazul cel mai defavorabil, adica cand au acelasi semn :