Merenja u elektrotehnici

Merenje je postupak određivanje brojne vrednosti fizičke veličine pomoću specijalnih tehničkih sredstava (voltmetar, osciloskop…). Koliko je izmerena vrednost veća od osnovne jedinice pokazuje rezultat merenj. Tačna vrednost je vrednost izmerena najtačniji instrumentom. Greške mogu biti: sistemske, slučajne, grube, apsolutne i relativne. Sistemske: primer je Posuda i Voda kada izmerimo oduzmu masu posude. Slučajne greške su greške koje nastaju zbog uslova, temperature  ili nesavršenosti instrumenta. Uzimamo srednju vrednost merenja. Apsolutna greška je razlika merene i tačno vrednosti. Može se izraziti u procentima. np - nivo snage P je posmatrana snaga. Po je referentna snaga. np pokazuje koliko decibela je posmatrana snaga veća ili manja od Po. Izražava se u dB. Nivo napona pokazuje koliko je napon veći od referentnog napona.

U mernoj tehnici se uzima da je referentna snaga 1mW (na početku su se koristili telefoni sa impedansom od 6 oma i snagom od 1mW). Normalni generator je generator kog kod je EMS=1,55V, Unutrašnja otpronost 600 oma i priključen je na potrošač od 6 oma.

Ćelijski oslabljivači se obično postavljaju na izlaz elektronskih generatora i služe za promenu izlaznog napon. Oslabljivač je sastavljen od niza oslabljivačkih ćelija, gde svaka treba da ima jednako slabljenje.  Sve ćelije osim poslednje treba da budu jednake. Slabljenje svake ćelije je 10 puta.

Frekvencijski kompenzovani oslabljivači: na visokim učestanostima na slabljenje oslabljivača utiču parazitne kapacitivnosti između njegovih pojedinih elemenata. Na niskim učestanostima (1kHz) impedansa Cp je velika i ne utiče na slabljenje oslabljivača. Na visokim učestanostima (1mHz) impedansa je manja pa jedan deo struje teče kroz otpornik, a drugi kroz parazitnu kapacitivnost. Da bi se eliminisao uticaj parazitnih kapacitivnosti paralelno otpornicima se dodaju poznate kapacitivnosti C1 i C2. C1 je obično konstantno, a C2 podešavamo.

Elektronski milivoltmetri: Služe za merenje naizmeničnog napona u opsezima koji najčešće idu od 1mV do 300V, a opseg učestanosti signala koji se meri je obično od 20Hz do 10MHz. Imaju linearnu skalu i podelu u voltima i decibelima. Skala za merenje u decibelima nije linearna. Napon koji treba izmiriti dovodi se na ulazni oslabljivač koji ima 2 položaja. Ukoliko je napon nizak (niži od jednog volta) vodi se direktno na sledeći stepen za dalju obradu u elektronskim kolima. Ukoliko je napon  visok (viši od jednog volta) tada se najpre oslabi da bude niži od jednog volta da bi mogao da se obrađuje u sledećim stepenima. Otpornici R1, R2 čine oslabljivač koji obično ima slabljenje 1.000. Napon do 1V se prosleđuje direktno preklopnik je u položaju mV, dok se viši napon najpre oslabi preklopnik u položaju volt, a zatim vodi dalje. Kondenzatori C1 i C2 služe za frekvencijsko kompenzaciju oslabljivača. Pogrešnim uključivanjem podrazumeva se dovođenje na ulaz napona koji je viši od maksimalnog mernog opsega. Npr. na ulaz se dovede napon od 220V, a instrument je na opsegu 1 mV.

Katodna cev i blok šema osciloskopa: Katodna cev je najvažniji deo osciloskopa, jer se na njenom ekranu dobija oblik posmatranog napona. Sastoji se od staklenog balona iz kojeg izvučen vazduh, elementa za proizvodnju elektronskog mlaza i njegovog skretanje, ekrana za prikazivanje slike signala napona. Zagrevno vlakno f i f' se obično zagreva pomoću naizmeničnog napona od 6,3 volta i ono zagreva katodu K.  Elektroni u katodi dobijaju energiju koja je dovoljna za izlazak iz njene površine.

Oko katode se nalazi Beneltov cilindar koji je na potencijalu u odnosu na katodu. Podešavanje potencijala Beneltovog cilndra: Pomoću potenciometra P1 podešava se količina elektrona koji iz njega izlaze, odnosno, podešava se intenzitet (osetljenost) slike na ekranu. Elektroni se dalje kreću prema anodi A1 koja je na pozitivnom potencijalu u odnosu na katodu tipično od 1.000 do 2.000 volti.

Pozitivna anoda A1 privlači elektrone koji se kreću ka njoj i ubrzava ih, zbog toga se ona zove ubrzavajuća anoda. Elektroni koji su prošli kroz otvore anode A1 kreću se u širokom signalu pa ih treba fokusirati elektronskim sočivom koje čine anode A2 i A3. Elektronski mlaz koji čine ubrzani usmereni elektron dalje se kreću između vertikalnih Y i horizontalnih x ploča. Ekran katodne cevi je premazan fosforescentnim slojem koji svetli pod udarom elektron. Elektroni se kreću velikom brzinom od 19.000 km u sekundi. Pojava svetlosti u momentu udara elektrona se naziva fluorescencija.

Generator vremenske baze: proizvodi testerasti napon kojim upravljaju impulsi za sinhronizaciju. Milerov integrator: Testerasti napon se dobija od pravouglog napona pomoću Milerovog integratora, ovo pretvaranje se obavlja na principu punjenja kondenzatora konstantnom strujom, napona na njemu linerano raste sa vremensom što se vidi iz jednačine U=q/C=It/C.