Osnovi električnih merenja merenje je poređenje količine jedne veličine sa drugom količinom iste veličine. veličina je objektivna fizička pojava koja ima svoju osobinu (kvalitet) i količinu (kvantitet). - jedinica – osnovna količina. standard (etalon) – fizičko, materijalno ostvarenje jedinice neke veličine.

Osnovne i izvedene veličine - tri osnovne mehaničke veličine (dužina, masa, vreme) - osnovna veličina u elektrotehnici je struja - dimenzione jednačine - koherentni sistemi - međunarodni sistem jedinica SI

Merni uređaji i njihovi delovi težnja da se izbegne subjektivnost čoveka i njegovih čula zadatak mernog uređaja – da izmeri količinu neke veličine i rezultat prikaže na pogodan način sastavni delovi: pretvarački, prenosni, indikatorski pretvarački, početni, primarni, senzorski deo - ima zadatak da kvantitativno otkrije merenu veličinu

prenosni deo služi kao spona i prenosnik delovanja primarnog dela na završni deo završni, indikatorski deo prikazuje konačni rezultat merenja indikator, pisač, zapis u memoriju računara

Metode merenja direktna i indirektna metoda - prema načinu merenja – dve grupe metoda

Metoda neposrednog ocenjivanja - sastoji se od poređenja skretanja kazaljke koje ostvaruje izvesna količina merene veličine i jedinice te veličine na određenom mernom uređaju na ovom principu izgrađeni su ampermetri, voltmetri, vatmetri i brojila električne energije uređaji relativno jednostavni za rukovanje i merenje se obavlja dosta brzo

- tačnost pokazivanja za industriju 1% do 5% - tačnost pokazivanja za laboratorijske svrhe 0,05% do 0,5% - digitalni merni uređaji: izbegava se subjektivnost ocenjivanja položaja kazaljke

Metoda ravnoteže (nulta metoda) sastoji se u poređenju, pomoću osetljivog mernog instrumenta, količine neke veličine sa određenom količinom iste veličine (direktna metoda) ili neke druge veličine (indirektna metoda) - nulta metoda merenja je najtačnija metoda merenja

Neki karakteristični pojmovi u merenju Tačnost merenja mera slaganja izmerene vrednosti x` neke veličine sa pravom vrednošću x iste veličine izražava sa brojno neslaganjem, odnosno razlikom između izmerene x` i prave vrednosti x - apsolutna greška - relativna greška

sistemska greška je relativno stalna i nastaje usled pogrešnog baždarenja, nelinearnosti, pomerenosti nultog položaja, zanemarene sopstvene potrošnje instrumenta itd. slučajna greška je relativno promenljiva i nastaje usled grešaka onog koji vrši merenje Preciznost merenja mera pouzdanosti merenja jedne konstantne količine neke veličine u pogledu ponovljivosti niza nezavisnih merenja velika preciznost pri merenju ne znači istovremeno i veliku tačnost

Osetljivost - odnos vrednosti odziva instrumenta na vrednost veličine koja se meri

Merni uređaji na principu neposrednog ocenjivanja instrumenti sa kazaljkom – pretvarački deo pretvara neku električnu veličinu (obično struju, napon ili oboje) u obrtanje osovine koristeći neki poznati fizički zakon koji daje kvantitativnu relaciju između količine posmatrane električne veličine i obrtnog elektromehaničkog momenta koji ostvaruje obrtanje osovine - digitalni merni instrumenti cifarska indikacija kvantovanje rezolucija

elektromagnetni – zasnivaju se na postojanju magnetnog polja i provodnika kroz koji teče električna struja. Usled toga na provodnik deluje elektromagnetna sila koja se koristi za pokretanje kazaljke instrumenta indukcioni - rade na principu indukcionih motora. Obrazuje se obrtno magnetno polje koje pokreće rotor (obično kratko spojeni) koji svojim kretanjem indicira veličinu koja se meri

elektrostatički – rade na pricipu postojanja elektrostatičke sile koja deluje između dva naelektrisana tela kada su na različitim potencijalima termički – rade na principu zagrevanja provodnika usled proticanja struje elektronski - proticanje elektrona u vakuumu i delovanje električnog i magnetnog polja na njihovo kretanje. Sadrže elektronske komponente elektrodinamički – obrtni moment se ostvaruje uzajamnim delovanjem dveju zavojnica kojima protiče električna struja. Jedna od zavojnica je pokretna, a druga je nepokretna

Ampermetri

- moć umnožavanja

Voltmetri uređaji kojima se meri napon ili potencijalna razlika između dveju tačaka nekog kola

industrijski - ispod 150 Ω/V laboratorijski – (150 – 300) Ω/V - elektronski i preko 1 MΩ/V

Ommetar - digitalni ommetri

Merenje naizmeničnih struja i napona instrumentima sa pokretnom zavojnicom

Merni uređaji na principu ravnoteže - najtačnije metode kompenzacioni (potenciometarski uređaji) - elektronski mostovi – koriste se za merenja i jednosmernom i naizmeničnom strujom

Kompenzacioni merni uređaji - merenje nepoznate elektromotorne sile pomoću direktnog poređenja sa poznatom potencijalnom razlikom - konstantna struja I promenljiva otpornost R - konstantna otpornost R promenljiva struja I - naziva se još Pogendorfova metoda (1841)

Električni mostovi za jednosmernu struju – Vitstonov most

Vitston (1843. godine) – terazije za otpornost Na bazi rada Vitstonovog mosta zasniva se veliki broj različitih mostova kojima se pored otpornosti može meriti i kapacitivnost, induktivnost i učestanost - tačnost merenja zavisi od stalnosti otpornosti otpornika Ra, Rb, i R i osetljivosti galvanometra, ne zavisi od elektromotorne sile baterije - Sm – osetljivost Vitstonovog mosta – odnos skretanja kazaljke galvanometra θ i relativne promene nepoznate otpornosti ΔRx/Rx

- Sn – naponska osetljivost galvanometra - mere se otpornosti 1 Ω – 104 Ω - grane imaju otpornosti 10 ili 100 Ω

Mostovi za naizmenične struje Z5 predstavlja impedansu galvanometra dok Z6 predstavlja unutrašnju impedansu generatora. Tačnost merenja ne zavisi od ovih vrednosti, kao ni od vrednosti generatora E Kada je most u ravnoteži važi da je UBD = 0 odnosno UBC = UDC iz čega sledi da je:

(1) (2) - postavlja se uslov ravnoteže mosta za jednosmernu struju: (3)

- iz jednačine (1) se dobija: (4) (3’) (4’) - zamenom ovih vrednosti u relaciju (2) dobija se:

ravnoteža je moguća ako su odnosi svih istorodnih otpornosti u susednim granama jednaki

Posebni slučajevi mosta: 1. Most sa impedansama u susednim granama

2. Most sa impedansama u naspramnim granama

Merenje toplotvorne otpornosti elektrolita Kolraušev most tačnost merenja 5% elektrolit se održava na konstantnoj temperaturi meri se ili otpornost elektrolita ili njegova specifična otpornost (poređenjem sa poznatom specifičnom otpornošću nekog poznatog elektrolita)

Poboljšani Kolraušev most Paralelno sa promenljivim otpornikom se dodaje promenljivi kondenzator

Kada se izjednače realni delovi jednačine: Kada se izjednače imaginarni delovi jednačine:

Mostovi za merenje kapacitivnosti - Soti (Sauty 1871. godine)

- Vinov most (Wien, 1891. godine) – koristi se kada se gubici u kondenzatoru (Rx) ne mogu zanemariti Moguća je i realizacija gde se umesto redne koristi paralelna veza R i C

Šeringov most merenje malih kapacitivnosti pri malim naponima merenje gubitaka u kondenzatoru - pri radu sa visokim naponima merenje je bezbedno jer je tačka A uzemljena - Šering (Schering, 1920. godine)