Uvodno predavanje (pdf) - Katedra za električna merenja

Laboratorijskipraktikumiz električnih merenjadr Zoran Mitrović

Struktura predmeta• 1 semestar• 1 čas predavanja nedeljno• 12 laboratorijskih vežbi (3 časa).Laboratorijske vežbe se pojedinačno no ocenjuju;Posebno se daje ocena za izveštaji za zadatkekoji se rade tokom vežbe• Jedan ili dvakolokvijuma sa teoretskimpitanjima i zadacima• Moguć jedan ili više testova (“kviz(kviz”)• Pismeni ispit sa teoretskim pitanjima izadacima. Ispit nije obavezan ukoliko studentostvari dovoljan broj poena na laboratorijskimvežbama i kolokvijumima.• Ocena se daje na bazi 100 poena.20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 2

LPEM• www.kelm.ftn.ns.ac.yu• profesor dr Zoran Mitrovićzoranmit@uns.ns.ac.yu• asistenti Marjan Urekar(marjanurekar@gmail.com) iLjubica Župunski20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 3

Merenje20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 4

Šta je merenje?MERENJE je skup eksperimentalnihpostupaka sa ciljem da se odredi jedna veličinainaMERENJE je proces poređenja vrednostiilinepoznate veličine ine sa veličinom inom koja je uzetaza jedinicu mere20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 5

Merenje (nastavak) Merenje zahteva tačnost i preciznosttačnostponovljivost(preciznost)20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 6

Merenje (nastavak)tačno ipreciznonetačno ipreciznotačno inepreciznonetačno ineprecizno20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 7

Merenje (nastavak)20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 8

Metrologija• Metrologija je nauka koja se bavimerenjima prvenstveno fizičkih veličina,realizacijom i održavanjem etalonafizičkih veličina, razvojem i izradommernih sredstava i obradom i analizomizmerenih rezultata• Prisutna je u industrijskim, elektroenergetskim,telekomunikacionim, biomedicinskim i drugimoblastima• Osnova sistema politike kvaliteta u proizvodnimpostrojenjima• Pojmovi vezani za metrologiju:• merna nesigurnost• sledivost20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 9

Metrologija (nastavak)•Metrologija se deli na:•zakonsku zakonsku metrologiju(regulativu),•industrijskumetrologiju(standardizacija, kvalitet) i•naučnunu metrologiju20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 10

Veličine i jedinice• Egipatski kraljevski KUBIT predstavljao je prvi poznati zvaničnousvojeni etalon dužine. Njegova dužina bila je jednaka dužinipodlaktice plus širina dlana vladajućeg faraona. Bio je izrađen odcrnog granita da “izdrži sva vremena”…• Kubit u obliku štapa, napravljen od drveta ili običnog kamenapredstavljao je merilo koje su koristile hiljade radnika pri zidanjuhramova, grobova i kraljevskih spomenika kojima se danas svidivimo.• Prema odluci vladajućeg faraona morao se svaki taj štap poreditisa kraljevskim kubitom svakog punog meseca, a ako se to neuradi sledila je stravična kazna…20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 11

Sistemi veličina i jedinica• Decimalni merni sistem datira izvremena posle francuske revolucije,kad se javila potreba da sestandardizuje merenje dužine i mase,koje je do tada bilo antropometrijsko• 22. juna 1799. uvedeni su platinskietaloni kilograma i metra• 1832. Gaus je proširio sistem merasekundom da bi mogao da izvršiastronomska merenja20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 12

Sistemi veličina i jedinica (nastavak)• 1874. Britansko udruženje zaunapređenje nauke uvodi CGS sistem• 1939. preporuka za proširenje sistemana CGSA sistem• 1960. uveden MKS sistem• 1981. dodat mol i zaokružen SI sistemsa 7 jedinica20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 13

SI sistem• sistem jedinica definiše se pomoću sedamosnovnih jedinica (osnovne jedinice SIsistema): fundamentalnih fizičkih jedinicadefinisanih tako da mogu da se ponovljivoreprodukuju• Sve ostale fizičke jedinice mogu bitiizvedene iz ovih osnovnih jedinica: one supoznate kao izvedene jedinice SI sistema.• SI prefiksi se koriste da skrate dugačkebrojeve.20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 14

Osnovne SI veličineOsnovna veličinadužina (l)masa (m)vreme (t)električna struja (I)termodinamička temperatura (T)količina supstance (n)intenzitet svetlosti (I)nazivmetarkilogramsekundaamperkelvinmolkandelasimbolmkgsAKmolcd20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 15

Osnovne SI veličine (nastavak)• Dužina (l) Jedinica: metar (m)Jedan metar je definisan kao razdaljina koju svetlost pređe u vakuumu za 1/299792458deo sekunde. Ovaj standard je usvojen 1983. godine, kad je brzina svetlostiodređena kao 299792458 m/s.• Masa (m) Jedinica: kilogram (kg)Jedan kilogram je definisan kao masa posebnog cilindra od legure iridijuma i platine, kojise čuva u Međunarodnom muzeju mera i tegova (blizu Pariza). Traju napori da seuvede definicija putem neke fundamentalne ili atomske konstante.• Vreme (t) Jedinica: sekund (s)Jedan sekund je definisan kao vreme potrebno za 9192631770 prelaza između dvahiprefina nivoa osnovnog stanja cezijuma 133. Ova definicija je usvojena 1967.godine.• Jačina struje (I) Jedinica: amper (A)• Jedan amper je konstantna jačinastrujekojaće, ako se održava u dva pravaparalelna provodnika, beskonačne dužine, zanemarljivog poluprečnika,postavljena na međusobnoj udaljenosti od 1 metra u vakuumu, stvaratiizmeđu ta dva provodnika silu privlačenja/odbijanjaod 2 x 10 -7 njutna po metru dužine.20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 16

Osnovne SI veličine (nastavak)• Termodinamička temperatura (T) Jedinica: kelvin (K)• Jedan kelvin je jedinica termodinamičke temperature, jednaka 1/273.16 delutermodinamičke temperature trojnog stanja vode (to je temperatura i pritisak pri kojimvoda može biti u tri agregatna stanja - čvrstom, tečnom i gasovitom).• Količina supstance (n) Jedinica: mol (mol)• Jedan mol je količina supstance koja sadrži broj elementarnih entiteta jednak brojuatoma u 0.012 kilograma ugljenikovog izotopa, C12; njen simbol je "mol".• Kad se mol koristi, mora biti specifikovano o kojim se elementarnim entitetima radi ito mogu biti atomi, molekuli, joni, elektroni, ostale čestice, ili specifikovane grupetakvih čestica.• Intenzitet svetlosti (I) Jedinica: kandela (cd)• Kandela je intenzitet svetlosti, u datom smeru, izvora koji emituje monohromatskozračenje, frekvencije 540 x 1012 herca i koje ima radijanski intenzitetod 1/683 vata po steradijanu u tom smeru .20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 17

Izvedene SI veličine20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 18

SI prefiksi20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 19

Etaloni i merila• Materijalizovane osnovne i izvedene jedinice mera savrhunskim metrološkimkarakteristikama dele se na:• etalone (mere ili standarde)• referentna i• radna sredstva merenja (uzorci(ili kalibri)• Prenos (sledivost(sledivost) ) dimenzije djedinice sa etalona na radnemere i merne uređaje ostvaruje se pomoću u referentnihsredstava merenja (mere, standardi, etaloni).• Primarni standardi osnovnih i nekih izvedenih jedinica čuvajuse u priznatim metrološkimlaboratorijama• Međunarodnom konvencijom je predviđena obavezameđusobne saradnje i poređenja standarda (zakonskametrologija)20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 20

Etalonii merila20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 21

Merni instrumentiMerni instrumenti treba da zadovoljekriterijume:• osetljivost ili rezolucija – grubo govoregrubo govoreći,osetljivost instrumenta treba da bude 10 puta veća a odtačnosti koja je definisana• ponovljivost – instrument mora da obezbediponovljivo očitavanje rezultata• stabilnost – otpornost na promenu parametarausled starenja, temperature i drugih faktora• brzina odziva• lakoća a rada20.2.2009 Praktikum iz električnih merenja 22