Ηλεκτρικές Μετρήσεις (ΜΚ16)
ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΠΟΥΛΑΚΗΣ
Σκοπός του μαθήματος ειναι η εισαγωγή στις βασικές αρχές λειτουργίας και τη δομή των οργάνων ηλεκτρικών μετρήσεων, τις βασικές διατάξεις, τεχνικές και τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για μετρήσεις σε όλο το εύρος ηλεκτρικής ισχύος. Επίσης, η εισαγωγή στη θεωρία των σφαλμάτων, η εξοικείωση με την επεξεργασία μεγάλων συνόλων τιμών μετρήσεων και η παρουσίαση με στατιστικά ορθό τρόπο των αποτελεσμάτων.
Η ύλη του μαθήματος απαρτίζεται από τις παρακάτω ενότητες:
- Εισαγωγή, συστήματα μονάδων μέτρησης, πρότυπα μέτρησης, πρότυπα ηλεκτρικών μετρήσεων.
- Θεωρία σφαλμάτων και στοιχεία μετρολογίας.
- Οργανα Μέτρησης: Αναλογικά και ψηφιακά όργανα, στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά τους.
- Διατάξεις μέτρησης και συστήματα μετρήσεων: Πυκνωτές και πηνία με απώλειες, αμπερόμετρα και βολτόμετρα σε διατάξεις μετρήσεων, καταμεριστές τάσης, μετασχηματιστές οργάνων μέτρησης.
- Γέφυρες μετρήσεων και μέθοδοι ισορροπίας.
- Παλμογράφοι και οι βασικές αρχές δειγματοληψίας.
- Μέτρηση ισχύος και ενέργειας σε κυκλώματα DC και AC, μέτρηση ισχύος σε μονοφασικά, τριφασικά και πολυφασικά κυκλώματα.
Σκοπός του μαθήματος ειναι η εισαγωγή στις βασικές αρχές λειτουργίας και τη δομή των οργάνων ηλεκτρικών μετρήσεων, τις βασικές διατάξεις, τεχνικές και τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για μετρήσεις σε όλο το εύρος ηλεκτρικής ισχύος. Επίσης, η εισαγωγή στη θεωρία των σφαλμάτων, η εξοικείωση με την επεξεργασία μεγάλων συνόλων τιμών μετρήσεων και η παρουσίαση με στατιστικά ορθό τρόπο των αποτελεσμάτων.
Η ύλη του μαθήματος απαρτίζεται από τις παρακάτω ενότητες:
- Εισαγωγή, συστήματα μονάδων μέτρησης, πρότυπα μέτρησης, πρότυπα ηλεκτρικών μετρήσεων.
- Θεωρία σφαλμάτων και στοιχεία μετρολογίας.
- Οργανα Μέτρησης: Αναλογικά και ψηφιακά όργανα, στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά τους.
- Διατάξεις μέτρησης και συστήματα μετρήσεων: Πυκνωτές και πηνία με απώλειες, αμπερόμετρα και βολτόμετρα σε διατάξεις μετρήσεων, καταμεριστές τάσης, μετασχηματιστές οργάνων μέτρησης.
- Γέφυρες μετρήσεων και μέθοδοι ισορροπίας.
- Παλμογράφοι και οι βασικές αρχές δειγματοληψίας.
- Μέτρηση ισχύος και ενέργειας σε κυκλώματα DC κα
Σκοπός του μαθήματος ειναι η εισαγωγή στις βασικές αρχές λειτουργίας και τη δομή των οργάνων ηλεκτρικών μετρήσεων, τις βασικές διατάξεις, τεχνικές και τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για μετρήσεις σε όλο το εύρος ηλεκτρικής ισχύος. Επίσης, η εισαγωγή στη θεωρία των σφαλμάτων, η εξοικείωση με την επεξεργασία μεγάλων συνόλων τιμών μετρήσεων και η παρουσίαση με στατιστικά ορθό τρόπο των αποτελεσμάτων.
Η ύλη του μαθήματος απαρτίζεται από τις παρακάτω ενότητες:
- Εισαγωγή, συστήματα μονάδων μέτρησης, πρότυπα μέτρησης, πρότυπα ηλεκτρικών μετρήσεων.
- Θεωρία σφαλμάτων και στοιχεία μετρολογίας.
- Οργανα Μέτρησης: Αναλογικά και ψηφιακά όργανα, στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά τους.
- Διατάξεις μέτρησης και συστήματα μετρήσεων: Πυκνωτές και πηνία με απώλειες, αμπερόμετρα και βολτόμετρα σε διατάξεις μετρήσεων, καταμεριστές τάσης, μετασχηματιστές οργάνων μέτρησης.
- Γέφυρες μετρήσεων και μέθοδοι ισορροπίας.
- Παλμογράφοι και οι βασικές αρχές δειγματοληψίας.
- Μέτρηση ισχύος και ενέργειας σε κυκλώματα DC κα
Περίγραμμα
Ηλεκτρικές Μετρήσεις
- Συστήματα Μονάδων Μέτρησης: Διεθνές Σύστημα (SI) και Αγγλοσαξονικό Σύστημα Μονάδων, πρότυπα μέτρησης, πρότυπα ηλεκτρικών μετρήσεων
- Θεωρία σφαλμάτων: Μετρήσεις, σφάλματα, ακρίβεια, μέθοδοι υπολογισμού σφαλμάτων, αβεβαιότητες, μετρολογία.
- Οργανα Μέτρησης: Ταξινόμηση, στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά των οργάνων, αναλογικά και ψηφιακά όργανα, κλασικά όργανα ηλεκτρικών μετρήσεων.
- Διατάξεις μέτρησης και συστήματα μετρήσεων: Πυκνωτές και πηνία με απώλειες, αμπερόμετρα και βολτόμετρα σε διατάξεις μετρήσεων, καταμεριστές τάσης, μετασχηματιστές οργάνων μέτρησης.
- Γέφυρες μετρήσεων και μέθοδοι ισορροπίας: Γέφυρες συνεχούς και εναλλασσομένου ρεύματος.
- Παλμογράφοι: Λειτουργία και χαρακτηριστικά, δειγματοληψία, τύποι και μετρήσεις κυματομορφών.
- Μέτρηση ισχύος και ενέργειας: Μέτρηση ισχύος σε κυκλώματα DC και AC, μέτρηση ισχύος σε μονοφασικά κυκλώματα, μέτρηση ισχύος σε τριφασικά και πολυφασικά κυκλώματα.
Μαθησιακοί στόχοι
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση:
- να επεξεργάζεται σύνολα τιμών μετρήσεων, να εκτιμά τα σφάλματα και να παρουσιάζει με στατιστικά ορθό τρόπο τα αποτελέσματα,
- να γνωρίζει τις βασικές αρχές λειτουργίας και τη δομή των οργάνων ηλεκτρικών μετρήσεων, με έμφαση στα σύγχρονα ψηφιακά όργανα και τις διαφορές τους (πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα) σε σχέση με τα παραδοσιακά αναλογικά,
- να γνωρίζει τις βασικές διατάξεις ηλεκτρικών μετρήσεων, τις τεχνικές και τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για μετρήσεις σε όλο το εύρος ηλεκτρικής ισχύος,
- να μπορεί να αναλύει τα κύρια κυκλώματα γεφυρών μέτρησης και να υπολογίζει την τάση εξόδους τους,
- να έχει μια περιγραφική εικόνα των κλασικών αναλογικών οργάνων και να γνωρίζει αναλυτικά τη λειτουργία των ψηφιακών οργάνων ηλεκτρικών μετρήσεων, να μπορεί να επιλέγει τα καταλληλότερα χαρακτηριστικά δειγματοληψίας τους ανάλογα με την επιζητούμενη σε κάθε εφαρμογή ευαισθησία και φασματική διακριτική ικανότητα,
- να κατανοεί τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των βασικών τύπων κυματομορφών τάσης/ρεύματος και να μπορεί να τα μετράει,
- να έχει μια σαφή λειτουργική γνώση των μεθόδων άμεσης και έμμεσης μέτρησης ηλεκτρικής ισχύος τόσο σε DC όσο και σε AC κυκλώματα,
- θα μπορεί να αναλύει και να εφαρμόζει τεχνικές μέτρησης μέσης και άεργης συνιστώσας ισχύος μονοφασικών και πολυφασικών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.
Βιβλιογραφία
- Ν.Ι Θεοδώρου “Ηλεκτρικές Μετρήσεις, Θεωρία και Ασκήσεις”, Έκδοση 2018, Διαθέτης (Εκδότης): ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 77106794.
- Ψωμόπουλος Κ. “Ηλεκτρικές Μετρήσεις”, 2η Έκδοση, Διαθέτης (Εκδότης): ΤΣΟΤΡΑΣ ΑΝ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 41955686.
- Κινγκ Ρ. Ε. “ Συστήματα μετρήσεων”, Διαθέτης (Εκδότης): ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 18548830.
Μέθοδοι διδασκαλίας
Διαλέξεις θεωρίας (2 ώρες/εβδ)
Εργαστηριακές ασκήσεις ηλεκτρικών μετρήσεων με χρήση οργάνων υψηλής ακρίβειας και ευαισθησίας μέσω εφαρμογών απομακρυσμένου ελέγχου (σύνολο 5 ασκήσεων με ελεύθερη διαδικτυακή πρόσβαση των φοιτητών)
Χρήση φύλλων Excel για επεξεργασία και γραφική απεικόνιση μετρήσεων.
Σχεδίαση και προσομοίωση κυκλωμάτων μέτρησης στο Multisim
Προαπαιτούμενα
Ηλεκτρικά Κυκλώματα Ι και ΙΙ
Διακριτά Μαθηματικά
Διδάσκοντες
Ν. Πουλάκης
- Συστήματα Μονάδων Μέτρησης: Διεθνές Σύστημα (SI) και Αγγλοσαξονικό Σύστημα Μονάδων, πρότυπα μέτρησης, πρότυπα ηλεκτρικών μετρήσεων
- Θεωρία σφαλμάτων: Μετρήσεις, σφάλματα, ακρίβεια, μέθοδοι υπολογισμού σφαλμάτων, αβεβαιότητες, μετρολογία.
- Οργανα Μέτρησης: Ταξινόμηση, στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά των οργάνων, αναλογικά και ψηφιακά όργανα, κλασικά όργανα ηλεκτρικών μετρήσεων.
- Διατάξεις μέτρησης και συστήματα μετρήσεων: Πυκνωτές και πηνία με απώλειες, αμπερόμετρα και βολτόμετρα σε διατάξεις μετρήσεων, καταμεριστές τάσης, μετασχηματιστές οργάνων μέτρησης.
- Γέφυρες μετρήσεων και μέθοδοι ισορροπίας: Γέφυρες συνεχούς και εναλλασσομένου ρεύματος.
- Παλμογράφοι: Λειτουργία και χαρακτηριστικά, δειγματοληψία, τύποι και μετρήσεις κυματομορφών.
- Μέτρηση ισχύος και ενέργειας: Μέτρηση ισχύος σε κυκλώματα DC και AC, μέτρηση ισχύος σε μονοφασικά κυκλώματα, μέτρηση ισχύος σε τριφασικά και πολυφασικά κυκλώματα.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση:
- να επεξεργάζεται σύνολα τιμών μετρήσεων, να εκτιμά τα σφάλματα και να παρουσιάζει με στατιστικά ορθό τρόπο τα αποτελέσματα,
- να γνωρίζει τις βασικές αρχές λειτουργίας και τη δομή των οργάνων ηλεκτρικών μετρήσεων, με έμφαση στα σύγχρονα ψηφιακά όργανα και τις διαφορές τους (πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα) σε σχέση με τα παραδοσιακά αναλογικά,
- να γνωρίζει τις βασικές διατάξεις ηλεκτρικών μετρήσεων, τις τεχνικές και τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για μετρήσεις σε όλο το εύρος ηλεκτρικής ισχύος,
- να μπορεί να αναλύει τα κύρια κυκλώματα γεφυρών μέτρησης και να υπολογίζει την τάση εξόδους τους,
- να έχει μια περιγραφική εικόνα των κλασικών αναλογικών οργάνων και να γνωρίζει αναλυτικά τη λειτουργία των ψηφιακών οργάνων ηλεκτρικών μετρήσεων, να μπορεί να επιλέγει τα καταλληλότερα χαρακτηριστικά δειγματοληψίας τους ανάλογα με την επιζητούμενη σε κάθε εφαρμογή ευαισθησία και φασματική διακριτική ικανότητα,
- να κατανοεί τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των βασικών τύπων κυματομορφών τάσης/ρεύματος και να μπορεί να τα μετράει,
- να έχει μια σαφή λειτουργική γνώση των μεθόδων άμεσης και έμμεσης μέτρησης ηλεκτρικής ισχύος τόσο σε DC όσο και σε AC κυκλώματα,
- θα μπορεί να αναλύει και να εφαρμόζει τεχνικές μέτρησης μέσης και άεργης συνιστώσας ισχύος μονοφασικών και πολυφασικών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.
- Ν.Ι Θεοδώρου “Ηλεκτρικές Μετρήσεις, Θεωρία και Ασκήσεις”, Έκδοση 2018, Διαθέτης (Εκδότης): ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 77106794.
- Ψωμόπουλος Κ. “Ηλεκτρικές Μετρήσεις”, 2η Έκδοση, Διαθέτης (Εκδότης): ΤΣΟΤΡΑΣ ΑΝ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 41955686.
- Κινγκ Ρ. Ε. “ Συστήματα μετρήσεων”, Διαθέτης (Εκδότης): ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 18548830.
Διαλέξεις θεωρίας (2 ώρες/εβδ)
Εργαστηριακές ασκήσεις ηλεκτρικών μετρήσεων με χρήση οργάνων υψηλής ακρίβειας και ευαισθησίας μέσω εφαρμογών απομακρυσμένου ελέγχου (σύνολο 5 ασκήσεων με ελεύθερη διαδικτυακή πρόσβαση των φοιτητών)
Χρήση φύλλων Excel για επεξεργασία και γραφική απεικόνιση μετρήσεων.
Σχεδίαση και προσομοίωση κυκλωμάτων μέτρησης στο Multisim
Ηλεκτρικά Κυκλώματα Ι και ΙΙ
Διακριτά Μαθηματικά
Ν. Πουλάκης
- Συστήματα Μονάδων Μέτρησης
- Διεθνές σύστημα μονάδων
- Θεμελιώδη και παράγωγα μεγέθη
- Τα βασικά ηλεκτρικά και μαγνητικά μεγέθη
- Λογαριθμικές μονάδες
- Αγγλοσαξωνικό σύστημα μονάδων
- Διεθνές σύστημα μονάδων
- Τα πρότυπα μέτρησης
