I. KLASYFIKACJA SYSTEMÓW POMIAROWYCH:
1. Systemy pomiarowe „przyrządowe” zorientowane na obsługę pomiarów niewielkiej liczby wielkości, będące integralną częścią wyspecjalizowanych przyrządów pomiarowych, np. multimetrów, częstościomierzy – czasomierzy, mierników RLC, mierników wymiarów geometrycznych.
2. Uniwersalne systemy pomiarowe „modułowe” zorientowane na obsługę pomiarów wielu wielkości o różnorodnej naturze fizycznej posiadające zwartą lub rozproszoną strukturę sterowania.
3. Uniwersalne systemy pomiarowe „z kartą” przetworniki AC i CA zainstalowane wprost w PC lub poprzez interfejs, np. USB.

4. Proste systemy pomiarowe budowane jako połączenie „w jednej kości” przetworników AC, źródeł prądu do zasilania układów analogowych, jedno… mikrokomputerów przeznaczonych do pomiaru pojedynczych wielkości U, R, T.
5. Rejestratory cyfrowe przeznaczone wyłącznie do szybkich pomiarów gromadzenia, pamiętania i transmisji pomiarów geometrycznych.
6. Systemy pomiarowe o nietypowych rozwiązaniach konstrukcyjnych.

Układy kondycjonowania:
wzmacniacz pomiarowy:

{U-I₂R₂-I₂R₁-I₂R₂=0
U₁-I₂R₁-U₂=0
U_WY=U}
{U=I₂(R₁+2R₂)
I₂=(U₁-U₂)/R₁
U_WY=U}
U_WY=[(U₁-U₂)/R₁](R₁+2R₂)=(U₁-U₂)(1+(2R₂/R₁)
transmitancja napięciowa:
k_u=U_WY/(U₁-U₂)=1+2R₂/R₁
wybrane parametry:
-wzmocnienie różnicowe
k_ur=U_WY/(U₁-U₂)
-wzmocnienie sumacyjne
k_us=2U_WY/(U₁+U₂)
CMRR – Common Made Rejection Ratio (Współczynnik Tłumienia Sygnału Wspólnego)
CMRR=20log(k_ur/k_us)
CMRR=120dB
120dB=20log(k_ur/k_us)
6dB=log(k_ur/k_us)
k_ur/k_us=10^6

II. POMIERY WIELKOŚCI MAGNETYCZNYCH:
Wielkości magnetyczne:
B(wektor), [T-tesla] – indukcja magnetyczna
H(wektor), [A/m] – natężenie pola magnetycznego
ᶲ, [Wb-weber] – strumień magnetyczny
ᶲ=B*S(mnożenie wektorowe)=|B|*|S|*cos(B,S)
B(wektor)=μ₀μ_rH(wektor)=μH(wektor)
H=I/(2*PI*R)
Ps, [W/kg] – stratność materiałów magnetycznych

Metoda hallotronowa pomiaru indukcji magnetycznej B(wektor):

F_L(wektor)=qv(wektor)xB(wektor)
|F_L|=q|v||B|sin(v,B)
v(wektor) prostopadłe B(wektor)
F_L=qvB

U_ref-IR=0
I=U_ref/R
U_H=γIB=γ(U_ref/R)B=KB
Strumieniomierz magnetoelektryczny (ramka o N zwojach+miernik):

$\varepsilon = - \frac{\text{dφ}}{\text{dt}}$
α * C = ∫₀^tεdt = N∫_φ1^φ2dφ

Pomiar stratności magnetycznej:
Straty powstają wskutek indukowania się w rdzeniu prądów wirowych oraz przemagnesowywania się rdzenia wykazującego histerezę magnetyczną (powodują nagrzewania się rdzenia).
Do pomiaru stratności magnetycznej przy częstotliwości 50Hz są stosowane metody watomierzowe z aparatem Epsteina 50cm/10kg; 25cm/2kg; PN-89/E-065R
Próbka podzielona jest na 4 wiązki o jednakowej liczbie blach, masa ok. 2,5kg. Cztery jednakowe cewki ustawione są w kwadrat na płycie izolacyjnej, połączone szeregowo tworzą uzwojenie magnesujące o liczbie zwojów n₁=600, wtórne pomiarowe o liczbie zwojów n₂=600. W każdej cewce jest jedna wiązka blach, tworzą zamknięty kwadratowy rdzeń.

E₂=U_IUUFN₂SB_mk
U_IUU->2π/√2
k-współczynnik uwzględniający nierównomierność pola magnetycznego
m=Vρ=Slρ
S=m/lρ
B_m=E₂lρ/U_IUUfN₂km
Stratność wyznacza się dla B_m=1Tesla; 1,5Tesla
P=P_fe+P_w
P_w=U₂²/R_w
R_w(cewki napięciowej)
P_fe=P-P_w=P-U₂²/R_w
P_s=P_fe/m
P_fe=P_n+P_i=c₁f+c₂f²//:f
P_fe/f=c₁+c₂f
tgα=c₂

III. Elektryczne metody pomiaru sił (ciśnienia)

-piezorezystyczny krzemowy prostownik siła-rezystancja

$R = \frac{\rho \bullet l}{s}$ ; $\frac{R}{R} = \frac{\rho}{\rho} + \frac{l}{l} - \frac{s}{s}$

$\frac{s}{s} = - 2\sigma\frac{l}{l} = - 2\sigma\varepsilon$

-dla krzemu, Si, σ=-0,3

$\frac{R}{R} = \frac{\rho}{\rho} + \frac{l}{l} + 2\sigma\frac{l}{l} = \frac{\rho}{\rho}\left( 1 + 2\sigma \right)\varepsilon = \frac{\rho}{\rho} + 1,6\varepsilon$

-dla krzemu typu „n”

jeśli ε=10^-6-1ppm ==>$\frac{R}{R} = 125ppm$

- dla krzemu typu „p” – 175ppm

Zmiana rezystancji ∆R/R jest często niezauważalna ze względu na występowanie zmian temperaturowych. Dla takiego czujnika zmiana temp o 1°spowoduje względną zmianę jego rezystancji o 2000ppm. Tzn. współczynnik termiczny względnej zmiany rezystancji jest równy: $\frac{\frac{R}{R}}{t} = 2000\frac{\text{ppm}}{}$.

Kompensacja polega na zastosowaniu mostka Wheatstonea

U_zasilania=E-U_CE ; U_CE=I₁R₁+I₁R₂

U_BE=-I₁R₂=0 I₁=U_BE/R₂

U_CE=I₁(R₁+R₂)=(U_BE/R₂)(R₁+R₂)=U_BE(1+R₁/R₂)

- w układzie scalonym

1+R₁/R₂≅5 ; U_CE=U_BE∙5≅3V

- wsp. zmian temp napięcia baza-emiter

α_TBE=-2 mV/℃ ; α_TCE=-10 mV/℃

$U_{0} = \frac{E - U_{\text{CE}}}{2} \bullet \frac{R}{R}$

LX0503 (sensym Inc.)

E=+7,5V

Zakres ciśnień 0÷200kPa

Czułość s=(0,3÷1) mV/kPa

MPX 50 (Motorola)

S=1,2 mV/kPa, p=(10²pa÷50kPa)

MPX 100 (Motorola)

S=0,6 mV/kPa, p=(10²pa÷100kPa)

V. Elektryczne metody pomiaru temperatury

W elektrycznych pomiarach temp. Najczęściej są wykorzystywane czujniki parametryczne (termorezystancyjne, złącza P-N), ale również termoelementy (termopara).

Dla metali:

R(T)=R₀[1+α(T-T₀)+β(T-T₀)²+…]

Dla półprzewodników (termistory)

$R\left( T \right) = Ae\frac{B}{T}$ ; A,B – stałe materiałowe

$R\left( T \right) = R_{0}e^{B\left( \frac{1}{T} - \frac{1}{T_{0}} \right)}$

$\frac{\text{dR}}{\text{dT}}\frac{1}{R} = - \frac{B}{T^{2}},\ \ \ \ \ \frac{\%}{}$

(-2<α_T<-6) %/℃

Złącze półprzewodnikowe

$I_{E} \approx I_{0}e^{\frac{U_{\text{BE}}}{U_{T}}}$ $U_{T} = \frac{\text{kT}}{q}$

k=1,38*10^-23 J/K

$\frac{U_{\text{BE}}}{U_{T}} = ln\frac{I_{E}}{I_{0}}$

$U_{\text{BE}} = \frac{\text{kT}}{q}\ln\frac{I_{E}}{I_{0}}$

Zakres temp. ±100℃

Dokładność 0,1℃

Czułość 2,2mv/℃