| Date post: | 02-Jun-2018 |
| Category: |
Documents |
| Upload: | antonia-mihaela |
| View: | 242 times |
| Download: | 0 times |
of 33
8/10/2019 ME_2014_Curs1
1/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
Masurarea
marimilor electrice
2 x 14 = 28 ore curs;2x 14 = 28 ore laborator;
curs: luni 12-14 EC003
laborator: EB109 joi 14-18 & vineri 08-16
consultatii: luni 14-16, EB129.
Nota finala (Examinare scrisa probleme!):0.5examen+0.3laborator + 0.2teme de casa (+ 0.1lucrari curs);Titular curs: Prof.dr.ing. Mihaela AlbuLaborator: Conf. dr. ing. Viorel Petre; S.l. dr. ing. Florin Argatu;
asist. dr. ing. Felix Adochiei
8/10/2019 ME_2014_Curs1
2/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
[email protected] 2/50
Bibliografie minimala Note de curs; Platforme laborator
Fisiere (prezentare curs; teme; probleme) accesibile la:
http://www.vlab.pub.ro/courses/MME/ Golovanov, Carmen, Albu, Mihaela (coord): Probleme actuale de masurare inelectroenergetica, Ed. Tehnica 2002 SERITAN,G, CEPISCA,C, Masurari electrice si electronice , Ed. Politehnica Press, 2013 Elmar Schrfer, Elektrische Metechnik , Hanser Verlag, 1992. Antoniu, M.: Msurri electrice, vol. 1-3, Satya, Iai, 1999
International Vocabulary of Metrology Basic and General Concepts and AssociatedTerms, JCGM 200:2012, disponibil la http://www.bipm.org/en/publications/guides/vim.html
http://www.vlab.pub.ro/courses/MME/http://www.vlab.pub.ro/courses/MME/http://www.vlab.pub.ro/courses/MME/http://www.vlab.pub.ro/courses/MME/8/10/2019 ME_2014_Curs1
3/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
Obiective: Plasarea corect a disciplinei n cmpul tehnicilor utilizabile n ingineria electric. Formarea unui limbaj stiintific si tehnic adecvat, in coordonatele trasate de SR GHIDISO/CEI 99:2010, Vocabular internaional de metrologie. Concepte fundamentale i generalei termeni asociai (VIM) Cunoaterea tehnicilor de interpretare si prelucrare numeric a informatiei de masurare. Stpnirea tehnicilor de proiectare a circuitelor de masurare a marimilor electrice Posibilitatea de a observa fenomene prin intermediul mrimilor electrice uzuale, de a leevalua cantitativ i de a interpreta rezultatele din perspectiv sistemic. Formarea unui mod de gndire ingineresc care urmrete gasirea elementelor unui lant demasurare adecvat solutionarii unei probleme concrete. Prezentarea bazelor teoretice ale tehnicilor si sistemelor de masurare - semnale, metode demasurare, surse de erori si prelucrarea statistica a rezultatelor astfel incit sa devina o baza decunostinte apelabila de urmatoarele discipline; Familiarizarea cu metodele riguroase de formulare a problemelor in sfera inginerieielectrice, inclusiv analiza acestora in interiorul unui sistem coerent de unitati de masura. Prezentarea, din perspectiva utilizatorului , a principalelor clase de aparate de masurare analogice (electromecanice, electronice) si numerice.
Cunotine anterioare necesare: bazele electrotehnicii I si II, notiuni de algebra si statistica
matematica; bazele circuitelor electronice
8/10/2019 ME_2014_Curs1
4/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
[email protected] 4/50
Programa cursului:
1. Introducere: Repere temporale eseniale n domeniul stiintei masurarii. Unitati demasura. Elemente de metrologie. Incertitudinea de masurare.
2. Breviar matematic. Semnale i sisteme analogice si numerice. Semnale periodice siconcentratori de informatie; Convolutie; Transformate uzuale: Analiza Fourier;Transformate Fourier. Caracterizarea mijloacelor de masurare in regim static si in
regim dinamic.3. Aparate analogice de masurare. Principii. Exemple.4. Convertoare de intrare. Divizorul de tensiune. Suntul. Transformatoare de
masurare. Circuite de amplificare.5. Masurarea puterilor si energiilor in sisteme trifazate . Definitii. Principii de
masurare directa si indirecta.
6. Metode de masurare de precizie si sisteme de masurare cu urmarire in timp.Punti de masurare. Osciloscopul
7. Aparate numerice de masurare. Teorema esantionarii. Achizitia de date.Convertoare A/D si D/A. Bus-uri de comunicatie.
8. Masurari sincronizate. Unitati de masurare fazoriala. Sisteme moderne de masuraresi monitorizare in energetica .
8/10/2019 ME_2014_Curs1
5/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
Prin masurare se intelege evaluarea cantitativa a unei marimi, asa-numita marime masurata . A masura inseamna, de fapt, sa sedetermine o marime ca multiplu (nu neaparat intreg) al unei unitati
de masura recunoscute, de aceeasi natura cu marimea de masurat, prin compararea exper imentala cu o reprezentare fizica a acesteiunitati de masura.
Procesul de masurare presupune existenta:mijloacelor de masurareunui sistem de masuraredefinirea unei marimi de masuratstabilirea unitatii de masura
I. Introducere. Procesul de masurare.
8/10/2019 ME_2014_Curs1
6/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
[email protected] 6/50
Capitolul masurarilor electrice se ocupa de masurarea marimilor purelectrice (tensiune, curent, impedante, putere etc.) si poatereprezenta unul sau mai multe dintre procesele de:
compensare amplificare transfer liniarizare numerizare / digitizareurmind ca apoi rezultatul masurarii sa fie:afisat (in mod analog sau numeric)inregistrat (pe suport magnetic sau hirtie/imprimanta, inregistrator)utilizat pentru reglarea unui proces.
I. Introducere. Procesul de masurare.
Sentec Coracle Intelligenter Energiezhler
8/10/2019 ME_2014_Curs1
7/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
O alta functie a masurarii electrice este aceea de a masura marimineelectrice; pentru aceasta se utilizeaza senzori (traductoare) caretransforma marimea de masurat in semnal de natura electrica, acestafiind apoi mai comod de prelucrat .
prelucarea semnalelor electrice prezinta urmatoarele avantaje:
- evaluarea marimii de masurat cu un consum redus de energiesi, deci, o perturbare redusa a procesului masurat.
- dinamica inalta- versatilitate in prelucrarea semnalelor cu ajutorul circuitelor
electrice si electronice.- transfer si memorare a rezultatelor masurarii cu ajutorul
metodelor standardizate ale transmisiei de date.
I. Introducere. Procesul de masurare.
8/10/2019 ME_2014_Curs1
8/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
[email protected] 8/50
Metrologia (Stiinta masurarii) este definita ca domeniul decunostinte referitoare la masurari, cuprinzind toate aspectele, atitteoretice cit si practice, oricare ar fi nivelul de exactitate, marimeamasurata, modalitatea si scopul efectuarii masurarii. Metrologiaopereaza cu notiuni pe care le vom explicita in continuare:
a masura // marime de masurat (masurand)rezultatul masurarii // unitate de masura //principii de masurareeroare si incertitudine de masuraremetode (procese) de masurare
aparat, instalatie de masurarelant de masurare
Metrologia=stiinta masurarii si aplicatiile acesteia (Internationalvocabulary of metrology - VIM)
I. Introducere. Procesul de masurare.
VIM 3, ed. 2012: http://www.bipm.org/en/publications/guides/vim.html ;
Vocabular international de termeni utiizati in metrologie:http://www.simarmetrologie.ro/wp-content/uploads/2011/06/Vocabular_International_de_termeni_fundamentali_in_metrologie.pdf
http://www.bipm.org/en/publications/guides/vim.htmlhttp://www.bipm.org/en/publications/guides/vim.html8/10/2019 ME_2014_Curs1
9/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
Platon (427-347 ie.n.) enunta ca
a masura, a numara si a cintariapar ca ajutoare de nepretuit, astfel incit aparentul
mai mare
,
mai mic
,
mai numeros
,
mai greu
sa fie evaluat prin numaratul , masuratul , cintaritul [...] .
If someone separated the art of counting and measuring and weighting from all the other arts, what was left of each (of the others) would be, soto speak, insignificant .
Unul din cele mai vechi sisteme de masurare a fost elaborat inBabylon si cuprindea unitati de masura pentru marimile
lungime
,
suprafata
,
volum
si
greutate
.
I. Introducere: Repere temporale n domeniul
stiintei masurarii.
8/10/2019 ME_2014_Curs1
10/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
O prima incercare de a conveni asupra diverselor unitati de masura afost facuta in timpul Revolutiei Franceze, in 1799: definirea unitatiide masura de lungime
metrul
ca fiind a 40-a milioana parte acircumferintei Pamintului la Ecuator. aceasta definitie s-a impus, maiintii, in Franta, apoi si in Prusia si Sachsen si in restul Europei ne-insulare. In acelasi timp, Revolutia Industriala declansata in Anglia adeterminat utilizarea unitatilor de masura pentru lungime englezesti
(imperial units ), acestea raminind si astazi in uz in tarile de culturaanglo-saxona.
I. Introducere: Repere temporale n domeniul
stiintei masurarii.
8/10/2019 ME_2014_Curs1
11/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
Pina in secolul al XIX-lea, masurarea s-a limitat la marimilegeometrice, mecanice si termice (realizarea aparatelor de
perfectionare a naviagatiei maritime au fost determinate de celebra
problema a longitudinii,1650-1750) A doua jumatate a sec. XX este marcata de dezvoltarea accentuata a
metodelor si mijloacelor de masurare, datorata, in primul rind,evolutiilor din domeniul electronicii (descoperirea diodei-1904,
triodei - 1907, amplificatorului -1920, tranzistorului-1947, diodeielectroluminiscete, LED - anii
60, microprocesorului-1970,afisorului cu cristale lichide, LCD -anii
80) . In prezent se realizeaza sisteme de masurare conduse de calculator
instrumentatia virtuala, concept aparut dupa 1983
I. Introducere: Repere temporale n domeniul
stiintei masurarii.
8/10/2019 ME_2014_Curs1
12/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
I. Introducere: Repere temporale n domeniul
stiintei masurarii. Unul dintre primele sisteme de masura este MKSA, bazat pe cel adoptatin Franta in 1875 (MKS) [General Conference on Weights & Measures CGPM // International Committee on Weights & Measures CIPM //
Consultative Committees CCs // International Bureau of Weights &Measures - BIPM ] si completat apoi in 1936 cu Ampere-ul.In prezent este utilizat, aproape in intreaga lume , sistemul SI, adoptat in1960 la Paris, la cea de-a 11-a Conferinta Internationala de Masuri siGreutati. In Romania, SI a fost adoptat in 1961 si este singurul sistem de
unitati de masura legal . El contine 7 unitati fundamentale (m-pentrulungime, kg-pentru masa, s-pentru timp, A -pentru intensitrateacurentului electric, K=pentru temperatura termodinamica, mol-pentrucantitatea de substanta, cd-pentru intensitatea luminoasa) si doua unitatisuplimentare (radianul si steradianul)
8/10/2019 ME_2014_Curs1
13/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
BIPM Mentine laboratoarele care detin
elementele de referinta internationale
pentru: masa, timp, cantitate deelectricitate, radiatie ionizanta si chimie
Gardianul Sistemului International alunitatilor de masura ( International System
of Units )
I. Introducere: Repere temporale n domeniul
stiintei masurarii.
8/10/2019 ME_2014_Curs1
14/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
SI new definitions 2020? If we wish to obtain standards of length, time and mass which
shall be absolutely permanent, we must seek them not in thedimensions, or the motion, or the mass of our planet, but in thewavelength, the period of vibration, and the absolute mass of theseimperishable and unalterable and perfectly similar molecules
James C. Maxwell (1870)
The unit of mass, the kilogram, is the mass ofthe international prototype of the kilogramkept in air under three bell jars at the BIPM. Itis a cylinder made of an alloy for which themass fraction of platinum is 90 % and the massfraction of iridium is 10 %.
8/10/2019 ME_2014_Curs1
15/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
SI new definitions 2020?
24th meeting of the General Conference on Weights and Measures
(2011): On the possible future revision of the International Systemof Units, the SI - Resolution 1http://www.bipm.org/en/measurement-units/new-si/
8/10/2019 ME_2014_Curs1
16/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
8/10/2019 ME_2014_Curs1
17/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
8/10/2019 ME_2014_Curs1
18/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
8/10/2019 ME_2014_Curs1
19/33
8/10/2019 ME_2014_Curs1
20/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
8/10/2019 ME_2014_Curs1
21/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
8/10/2019 ME_2014_Curs1
22/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
8/10/2019 ME_2014_Curs1
23/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
8/10/2019 ME_2014_Curs1
24/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
8/10/2019 ME_2014_Curs1
25/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
From IEEE Instrumentation & Measurement Society Educational Video Tutorial System,
Uncertainty in Measurement - Tutorial
http//www.ieee-ims.com/evts ; author:Professor Alessandro Ferrero
8/10/2019 ME_2014_Curs1
26/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
From IEEE Instrumentation & Measurement Society Educational Video Tutorial System,
Uncertainty in Measurement - Tutorial
http//www.ieee-ims.com/evts ; author:Professor Alessandro Ferrero
8/10/2019 ME_2014_Curs1
27/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
I. Introducere. Sistemul SI
Domeniul Marimea de baza Simbol Unitatea demasura de baza
Simbol
Mecanica Lungime l Metru m
Masa m Kilogram kg
Timp t Secunda s
Electrotehnica Intensitateacurentului electric
I Ampere A
Termodinamica Temperaturatermodinamica
T Kelvin K
Optica Intensitatealuminoasa
IL Candela cd
Chimie Cantiatea desubstanta
Mol mol
8/10/2019 ME_2014_Curs1
28/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
I. Introducere: Sistemul SI.Exercitii
Constanta Simbol Valoare u.m. expresie(SI marimi de baza)
Constanta luiAvogadro NA 6.02210
23
ConstantaBoltzmann
K 1.38010 -23
Sarcina electricaelementara
e0 1.60210 -19
Permitivitateaelectrica in vid 0
8.85410 -12
Constanta Faraday F= e 0 N A 9.64810 4
Constantagravitationala
G 6.67310 -11
Viteza lumnii in vid c 0 299792458
Permeabilitateamagnetica in vid
0 1.25610 -6
Masa electronului m 0 9.10910 -31
Constanta lui Planck h 6.62610 -34
Constanta universala R= k N A 8.314
8/10/2019 ME_2014_Curs1
29/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
From IEEE Instrumentation & Measurement Society Educational Video Tutorial System,
Uncertainty in Measurement - Tutorial http//www.ieee-ims.com/evts ; author:
Professor Alessandro Ferrero
8/10/2019 ME_2014_Curs1
30/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
From IEEE Instrumentation & Measurement Society Educational Video Tutorial System, Uncertainty in Measurement - Tutorial http//www.ieee-ims.com/evts ; author:Professor Alessandro Ferrero
8/10/2019 ME_2014_Curs1
31/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela Albu
31/31
afisajul analogic / numeric(engl.: light emitting diode display LED )(engl.: liquid crystal display LCD)(engl.: fluorescence display)(engl.: gas-discharge display; Nixie tube - "Numerical Indicator
eXperimental)
Exemple:
N=6 (numar de digiti)
N=5;
N=4
I. Introducere. Exprimarea rezultatului masurarii
8/10/2019 ME_2014_Curs1
32/33
8/10/2019 ME_2014_Curs1
33/33
Masurarea marimilor electrice ,
an III - Facultatea de Energetica U.P.B. 2014-2015
Prof. Mihaela AlbuFrom IEEE Instrumentation & Measurement Society Educational Video Tutorial System, Uncertainty in Measurement - Tutorial http//wwwieee-ims com/evts ; author:
