Основные понятия и определения информационно-измерительной техники, страница 4

Например, показание приборов выпрямительной системы пропорционально среднему по модулю значению, а шкалы обычно градуируются в действующих значениях  синусоидальных сигналов. Поэтому возникает погрешность при измерении сигналов несинусоидальной формы. Погрешность будет тем больше, чем больше отличается коэффициент формы измеряемого сигнала от коэффициента формы синусоиды.

Однако, при любой форме кривой напряжения (тока) по показаниям прибора выпрямительной системы можно найти среднее по модулю значение напряжения (тока). Для этого достаточно показание прибора разделить на коэффициент формы синусоиды.

Приложение 1.1. Система единиц SI

Основные единицы в системе SI                                                                        Таблица 1.1

Величина	длина	масса	время	эл. ток	термодин. температура	сила света	Количество вещества
Наименование	метр	килограмм	секунда	ампер	кельвин	кандела	моль
обозначение, рус. международное	м	кг	с	А	К	св	моль
	m	kg	s	A	K	cd	mol

Приложение 1.2. Кратные и дольные единицы

Кратные  единицы                                                                                              Таблица 1.2

Множитель	1018	1015	1012	109	106	103	102	101
Наименование	экса	пета	тера	гига	мега	кило	гекто	дека
Обозначение, рус. международное	Э	П	Т	Г	М	к	г	да
	E	P	T	G	M	k	h	da

Дольные единицы                                                                                              Таблица 1.3

множитель	10-1	10-2	10-3	10-6	10-9	10-12	10-15	10-18
наименование	деци	санти	милли	микро	нано	пико	фемто	атто
Обозначение, рус. международное	д	с	м	мк	н	п	ф	а
	d	с	m	m	n	p	f	a

Приложение 1.3. Характеристики периодических сигналов

Действующее значение: среднее квадратичное за период значение ФВ:

.

Например, переменный ток i(t), периодически изменяясь, нагревает резистор так, как его нагревал постоянный ток i = 5 А за тоже время. Следовательно, действующее значение переменного тока I =5 А. Действие тока пропорционально его квадрату: выделение теплоты, взаимодействие проводов при прохождении через них тока и т.д.

При синусоидальном токе за период T в резисторе R выделяется тепловая энергия, Дж:                                                       ,

где i(t) – мгновенное значение синусоидального тока.

Согласно определению действующего значения синусоидального тока такое же количество тепловой энергии в том же резисторе должно выделиться при постоянном токе за тот же интервал времени T, Дж:  .

Следовательно, , откуда находим действующее значение I, используя амплитудноеI_m, А:

, и так как , а ,

то действующее значение, А:                      .

Для синусоидального напряжения значение U определяется аналогично из уравнения, Дж:                                                   .

Среднее значение: среднеарифметическое за период. Среднее значение u(t), В:

.

При симметричных относительно оси времени напряжениях , поэтому для характеристики таких сигналов используется:

Средневыпрямленное значение – среднее значение модуля электрического сигнала. Средневыпрямленное значение u(t), В: .

Для синусоидальной величины средневыпрямленное значение определяется как среднее значение за положительный полупериод (двухполупериодное выпрямление):

 

Приложение 1.4. Параметры электрических сигналов

Соотношения напряжений сигналов различной формы                                    Таблица 1.4

Форма сигнала	Параметры сигнала (значения)
	Амплитудное	Средневыпрямленное	Действующее	Коэффициент формы	Коэффициент амплитуды
				1,11	1,414
				1	1
				1,155	1,733
	, ;

Например, показание приборов выпрямительной системы пропорционально среднему по модулю значению, а шкалы обычно градуируются в действующих значениях. Поэтому возникает погрешность при измерении сигналов несинусоидальной формы. Погрешность будет тем больше, чем больше отличается коэффициент формы измеряемого сигнала от коэффициента формы синусоиды. Однако, при любой форме кривой напряжения (тока) по показаниям прибора выпрямительной системы можно найти среднее по модулю значение напряжения (тока). Для этого достаточно показание прибора разделить на коэффициент формы синусоиды.

Примеры возникновения единиц измерения

Метр появился в результате реформ, проведенных во время Французской  революции. Для его получения расстояние от экватора  до полюса было поделено на 10 миллионов  частей. Тысяча  метров  - километр, одна сотая метра - сантиметр. (Известны другие решения: например, короля, установившего расстояние от своего носа до кончика указательного пальца в качестве единицы длины, американцы до сих  пор пользуются этой системой). 

В кубический сосуд со стороной в один сантиметр помещается ровно один грамм воды. Тысяча  граммов - килограмм. Тысячу килограммов принято называть тонной  (слово  "тонна"  обозначает "бочка", поэтому  в  некоторых  устаревших системах мер есть свои  "тонны", не метрические). Большинство дробных или кратных единиц получились из базовых  умножением  на 10  в  разных  степенях.  

Градусные меры и единицы измерения времени остались от шумеров и античных  цивилизаций, или  родились  из  некоторых  астрономических соображений и практических нужд. Так, если поставить рядом Солнце и Луну, то они укладываются такой парой на небесном экваторе ровно 360  раз (градусы). У греков и римлян было принято менять стражу по 12 раз за ночь, так же и днем. Отсюда, видимо, произошли часы.