Герасимов В.Г. (ред). - Электрические измерения и основы электроники (1998) (529641)
Текст из файла
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА В п1рех книгах Книга 3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Под редакцией доктора технических наук, профессора В.Г. Герасимова Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в качестве учебника для подготовки в высших учебных заведениях бакалавров и инженеров неэлектротехнических направлений и специальностей МОСКВА ЭН ЕРГОАТОМ ИЗДАТ 19 98 УДК 621.3 (075.8) ББК 31.21 Э 45 Выпуск издания в свет осуществлен при фффансовой поддержке АЭК «Динамо» и Издательства МЭИ Рецензенты: кафедра электротехники Московской государственной текстильной академии им. А.Н. Косыгина (зав. каф.
проф. Л.Е Смольников) и проф. А.Е. Краснопольский Авторы: Гаев Г.П., Герасимов В.Г., Князьков О.М., Кузнецов Э.В., Культнасов П.С., Сергеев В.Г., Соломенцев В.Е. Электротехника и электроника. Учебник для вузов.— В 3-х кн. Кн.З. Электрические измерения и основы электроники/ Г.П. Гаев, В.Г. Герасимов, О.М. Князьков и др.; Под ред. проф. В.Г. Герасимова.
— М.: Энергоатомиздат, 1998. — 432 с.: ил. 1ЯВ1ч 5-283-05004-1 Э45 ? ЯВИ 5-283-05007-6 (кн.З) 18В1Ч 5-283-05004-1 ,~ Ф Авторы, 199В Книга является третьей частью учебника «Электротехника и электроника», предназначенного для электротехнической подготовки бакалавров и инженеров нсэлсктротсхничсских направлений и специальностей Рассмотрены электрические измерения, полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы, электронные аналоговые и цифровые устройства, а также микропроцсссоры. ПРЕДИСЛОВИЕ Предлагаемая книга «Электрические измерения и основы электротехники» является третьей частью учебника «Электротехника и электроника», предназначенного для подготовки бакалавров неэлектротехнических направлений и инженеров неэлектротехнических специальностей. Содержание книги соответствуег типовым учебным программам по электротехническим дисциплинам указанных направлений подготовки бакалавров и соответствующих инженерных специальностей.
Авторский коллектив кафедры электротехники и интроскопии (ЭИ) МЭР при подготовке этой книги использовал многолетний опыт преподавания и методические !радиции кафедры ЭИ, заложенные в предыдущих учебниках и учебных пособиях авторов, в частности, в книгах «Основы промышленной электроники» (198б г.) и «Сборник задач по электротехнике и основам электроники» (!987 г.), выпущенных издательством «Высшая школа» под редакцией профессора В.Г.
Герасимова Данная книга отличается от предыдущих изданий новым ее построением. В ней объединены учебник и задачник, причем изложение теоретического материала сопровождается программированными задачами с альтернативными ответами. Такое построение книги должно способствовать более активному усвоению и закреплению теоретического учебного материала и привитию умении и !навыков р!!Счета и ш!ализа электронных устройств и измерительных цепей. В конце каждого параграфа приведены или программированные вопросы, или задачи по теме соответствующего параграфа.
Задачи, как правило, подобраны таким образом: вначале даны типовые задачи с решениями, затем многовариантные задачи (помечены звездочкой), которые могут быть использованы на практических занятиях для самостоятельного решения студентами, после этого — остальные задачи для решения на аудиторных занятиях или дома.
Альтернативные ответы на задачи приводятся сразу же после изложения условий соответствующих задач В конце глав даны комментарии к правильным ответам на программированные вопросы. В конце книги приведена специальная глава, посвященная моделированию и расчету электронных устройств на персональных ЭВМ.
Это позволяет использовать элементы компьютерного обучения электронике при подготовке бакалавров и инженеров неэлектротехнических направлений и специальностей. Главы написаны следующими авторами гл.1 — В Г Сергеевым, гл. 2 и приложение 2 — П.С. Культиасовым, гл. 3 и предисловие В.Г. Герасимовым, гл. 4, 5 и приложение! — О.М Князьковым, гл.
6— Г.П. Гаевым, гл.7 — Г.П. Гаевым и В.Г. Сергеевым, гл 8 — В Е. Соломенцевым, гл, 9 — Э.В. Кузнецовым Замечания и пожелания по книге просим направлять по адресу 113114, Москва, Шлюзовая наб, 10, Энергоатомиздат. .1втор! ! 3 Глава первая ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ !.1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ Измерительная техника, в том числе техника электрических измерений, играет чрезвычайно важную роль в научно-техническом прогрессе.
Она используется почти во всех областях народного хозяйства. Уровнем ее развития во многом определяются совершенство технологических процессов, качество изделий и достижения в научных исследованиях. В электроизмерительных устройствах используются новейшие достижения электротехники, электроники, автоматики и вычислительной техники. Это способствует повышению быстродействия, чувствительности, точности и других показателей электроизмеригельных приборов, требования к которым непрерывно возрастают.
Электрические методы применяются для измерения как электрических, так и неэлектрических величин. Большую роль играют измерения таких электрических величин, как ток, напряжение, мощность. Эти измерения особенно важны в системах распределения электроэнергии, на электростанциях, в автоматических системах управления производством. Электроизмерительныс приборы и устройства широко используют в промышленности непосредственно для контроля и управления производственными процессами. Это стало возможным и необходимым вследствие того, что электрические методы измерений позволяют проводить измерения на обьектах, находящихся в экстремальных условиях (агрессивные среды, высокие и низкие температуры, давления), измерять крайне малые и очень высокие скорости протекания процессов, исследовать объекты, удаленные на большие расстояния и др. При этом измерению подлежат различные тепловые, механические, оптические и другие неэлектрические величины.
В 30-х г г. Х1Х в. были разработаны гальванометры — приборы для измерения электрического тока (Ь.С. Якоби, !839) — и баллистические гальваномезры для измерения магнигного потока (Э.Х. Ленц, 1832). В 50-е годы были разработаны применяемые до сих пор методы измерений — компенсационный (И. Поггендорф, 1841) и мостовой (Ч.
Уинстон, 1843). В соответствии с требованиями научных исследований, а также практического использования и распределения электрической энергии в 40 — 60-х гг. были разработаны первые конструкции необходи- мых для измерений сопротивлений реостатов (Б.С. Якоби), реохордов (И.Поггендорф) и магазинов сопротивлений. Во второй половине Х1Х в. и в начале ХХ в. выдающийся русский электротехник М.О.Доливо-Добровольский разработал конструкции электромагнитных амперметров и вольтметров, индукционного измерительного механизма, ферродинамического измерительных механизмов. Накопление большого количества новых фактов и закономерностей привело к необходимости введения единых систем электрических единиц и мер.
К 1880 г. на практике использовалось 15 различных единиц электрического сопротивления, восемь единиц ЭДС, пять единиц электрического тока. Это затрудняло общение между учеными и исследователями разных стран и школ, сравнение полученных результатов расчетов и экспериментов. В 1893 г.
на Чикагском электротехническом конгрессе были утверждены международные электрические единицы и эталоны. Много сделали в отношении стандартизации и метрологии Б.С. Якоби и Д.И. Менделеев. По инициативе Д.И. Менделеева впервые в Петербурге при Главной палате мер и весов было организовано отделение для поверки электротехнических приборов. В 30 — 40-х гг. ХХ в. были созданы крупнейшие электроприборостроительные заводы в Ленинграде, Москве, Краснодаре и других городах. С 1948 по 1967 г. объем продукции приборостроения возрос по сравнению с довоенным в 200 раз.
Новые требования, предъявляемые к средствам электроизмерительной техники, обусловливают совершенствование классических типов электроизмерительных приборов и создание новых. Часто электроизмерительные приборы выполняют функции не только измерения, но также сигнализации, контроля и управления. Такое расширение функций средств измерения вызывает увеличение их номенклатуры, возрастание метрологических требований к электроизмерительным приборам, совершенствование стандартов и эталонов Выпускается агрегатированный комплекс средств электроизмерительной техники (АСЭТ), входящий в государственную систему приборов (ГСП).
Дальнейшее развитие получают электронные (аналоговые и цифровые) измерительные приборы, отличающиеся высокой точностью, помехоустойчивостью, быстродействием и удобством отсчета. Здесь ярко выражено сочетание последних достижений теории электрических измерений с современной микроэлектронной элементной базой.
Разрабатываются измерительные следящие системы, обеспечивающие возможность осуществления массовых измерений и получения потоков измерительной информации, обработки результатов измерений на электронных вычислительных машинах. (Более подробно электронные измерительные приборы рассмотрены в гл.8.) Основные понятия метрологии Измерение — познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем эксперимента измеряемой физической величины с некоторым ее значением, принятым за единицу. Поэтому измерением называют нахождение значений физических величин опытным путем с помощью специальных технических средств. СреДства электрических измерений — технические средства, используемые при электрических измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. К средствам электрических измерений относятся меры, электроизмерительные приборы, измерительные преобразователи, электроизмсритсльные установки и измерительные информационные системы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.