Obr.1 Princip Magnetoelektrické soustavy

Transkript

1 rincipy měřicích soustav: 1. Magnetoeletricá (depreszý) 2. Eletrodynamicá 3. Induční 4. Feromagneticá 1.ANALOGOVÉ MĚŘICÍ ŘÍSTROJE Magnetoeletricá soustava: Založena na působení sil v magneticém poli permanentního magnetu na vodiče cívy, terou prochází eletricý proud. Obr.1 rincip Magnetoeletricé soustavy ohybový moment vypočítáme: M = 2 NBIlr = I Konečná výchyla: α = I D ro měření střídavých průběhů využíváme diodové usměrňovače nebo termoeletricé člány. oužití magnetoeletricé soustavy je univerzální ampérmetry, voltmetry ( mv KV ), galvanoměry. 8 3 Výhodou soustavy je nízá vlastní spotřeba

2 Eletrodynamicá soustava: Založena na působení sil vzniajících v magneticém poli jedné pevné a druhé otočné cívy. Z principu eletrodynamicé soustavy vyplývá nutnost použít nelineární stupnici. Obr.2 rincip eletrodynamicé soustavy ohybový moment vypočítáme: M = I1I 2 Výhodou eletrodynamicé soustavy je její vysoá přesnost nevýhodou velá vlastní spotřeba Eletrodynamicou soustavu můžeme zapojit jao voltmetr (obr.3a), jao ampérmetr (obr.3b) nebo jao wattmetr (obr.3c). a) b) Obr.3 Zapojení Eletrodynamicé soustavy V zapojení jao voltmetr je výchyla úměrná čtverci napětí, v zapojení jao ampérmetr je výchyla úměrná čtverci proudu.speciální je zapojení wattmetru: c) 2

3 Wattmetr: Obr.4 Zapojení wattmetru Konstantu wattmetru spočítáme: W U I N N =,de: U N α cosϕ M rozsah napěťových cíve I N rozsah proudových cíve cos ϕ účiní Induční soustava: racuje na principu vzniu vířivých proudů,teré vyvolají pohyb otočné části přístroje. Obr.5 Schéma eletroměru roud procházející cívami (obr.5) vyvolá vířivé proudy v hliníovém otouču, terý se roztočí poud je jeho pohybový moment větší než brzdící moment permanentního magnetu. Tato soustava se používá v eletroměrech. 3

4 Feromagneticá soustava: Soustava s otočným permanentním magnetem (obr.6). oužívá se na ampérmetry (1mA 200A) a voltmetry (15 600V). U soustavy se projevuje vliv mitočtu většího než 500Hz. Soustava má větší vlastní spotřebu. Obr.6 Schéma feromagneticé soustavy Záladní části měřicích přístrojů: Měřicí ústrojí: Konstruční uspořádání částí jejichž vzájemná působení způsobují pohyb otočné části. Na pohyblivou část působí pohybový moment ( M ),vyvolán měřenou veličinou, a diretivní moment ( M d ), uměle vyvolán proti M. Stupnice: Rozsah stupnice Je dán rajními hodnotami stupnice určitým způsobem označenými. Měřicí rozsah Označená část rozsahu, de lze měřit s předepsanou přesností. Největší hodnoty měřicího rozsahu Rozdíl obou hranic měřicího rozsahu. Horní mez měřicího rozsahu Shodná se jmenovitou hodnotou veličiny. Zařízení pro čtení údajů měřicího přístroje: Ručové Vibrační Světelný uazatel Zapisovací Tlumení otočné části: Zabraňuje rozmitání uazatele a zajišťuje ustálení výchyly. Rozlišujeme podle principu: Magneticé Otočná část se pohybuje v magneticém poli tlumícího permanentního magnetu. Vzduchové K tlumení se využívá odpor vzduchu. Kapalinové K tlumení se využívá odpor apaliny. 4

5 Vlastnosti analogových měřicích přístrojů: Třída přesnosti: Číslo z předepsané řady, teré lasifiuje přesnost přístroje. Vypočítáme ji ze vztahu: O δ = max x 100%, de M Maximální rozsah a O max Maximální chyba přístroje. M Řada tříd přesnosti: 0,05 0,1 0,2 0,5 1 1,5 2,5 5 [%] nižší číslo vyšší přesnost řetížitelnost měřicích přístrojů: Násobe jmenovité měřicí hodnoty, terý přístroj snese bez pošození. trvalá rátodobá Záladní části měřících přístrojů: a) měřící ústrojí b) uazatel výchyly Měřící soustavou se rozumí fyziální princip převodu měření el. veličiny na mechanicý pohyb. odle tohoto principu rozeznáváme tyto měřící soustavy: a) s otočnou cívou magnetoeletricý Depresova metoda b) s otočným magnetem c) eletromagneticý d) eletrodynamicý e) induční Ferarrisova metoda f) tepelné g) eletrostaticé h) rezonanční odle čtecího zařízení rozeznáváme měřící přístroje: a) ručová b) registrační c) zrcátová d) vibrační e) digitální Zrcátová u níž otočná část nese zrcáto malý úhel natočení výchyla Měřící rozsah, onstanta a citlivost měřícího přístroje Máli se měřícím přístrojem změřit veliost měřené veličiny, musí se jeho stupnice ocejchovat v jednotách měřené veličiny. Hodnota veličiny pro plnou výchylu určuje měřící rozsah. Konstantou přístroje rozumíme číslo, jimž je nutno násobit výchylu na přístroji čtenou v dílcích stupnice. Jinými slovy onstanta přístroje pro určitý měřící rozsah je hodnota 1 dílu stupnice pro tento rozsah v jednotách měřené veličiny. řesně stanovíme onstantu, dělímeli měřící rozsah přístroje počtem dílů stupnice: = jmenovitý rozsah počet dílů stupnice 1 řevrácená hodnota onstanty se nazývá citlivost přístroje: c = 5

6 Třídy přesnosti měřících přístrojů Absolutní chyba přístroje p se vyjadřuje buď v dílách stupnice, nebo v jednotách měřené veličiny. Absolutní chyba je různá na různých místech stupnice, tj. i na různých rozsazích. řesnost přístroje se posuzuje podle největší absolutní chyby vyjádřené v procentech z plné výchyly a podle mezní chyby dovolené třídou přesnosti. Největší procentní chyba přístroje: pmax δ p = 100 α max Třídu přesnosti měřícího přístroje se rozumí jeho mezní procentní chyba vztažená na α max. odle veliosti mezní chyby se měřící přístroje rozdělují do 6 tříd přesnosti: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4 Soustavy měřících přístrojů S otočnou cívou Depresova (magnetoeletricá) je založena na silovém působení magneticého pole permanentního magnetu na vodič, jímž prochází el. proud. Jeli induce ve vzduchové mezeře rovnoměrně rozložena, je dělení stupnice rovnoměrné. Tlumení měřícího přístroje je magneticé. Rušivé vlivy vliv cizích magneticých polí a vliv rozdílu teplot. oužití magnetoeletricá soustava je ze všech soustav nejpřesnější, lze dosáhnout třídy přesnosti až 0,1, používá se pro měření napětí a proudu (stejnosměrného). S otočným magnetem patří mezi eletromagneticé, patří nejstarším měřícím přístrojům, mají jednu z nejmenších α. Tlumení je vzduchové. Rušivé vlivy obsahuje velmi malý magnet, tudíž je náchylný na cizí magneticé pole, závislý na teplotě. oužití voltmetry a ampérmetry, galvanoměry (stejnosměrné) Eletromagneticé měřící přístroje eletromagneticé soustavy jsou založeny na magneticých účincích eletricého proudu. Dělíme je na soustavu s plochou a ruhovou cívou. řístroje soustavy s plochou cívou do jejichž dutiny se vtahuje plíše z měé oceli. řístroje s ruhovou cívou v jejichž válcové dutině jsou uloženy dva tené plíšy z měého ocelového materiálu. rocházíli proud zmagnetizují se oba plíšy na stejnou polaritu. Rušivé vlivy poněvadž magneticé pole měřícího přístroje je velmi malé, ta na ně mají značný vliv cizí magneticá pole. roto se vládají do stínícího rytu z feromagneticého materiálu. oužití měřící přístroje této soustavy se používají jao voltmetry a ampérmetry na stejnosměrný i střídavý proud. Eletrodynamicé přístroje soustavy eletrodynamicé využívají svému působení dynamicých účinů eletricého proudu. Sládají se z pevné cívy, v jejíchž dutině je otočná cíva. ři průchodu eletricým proudem měřícím ústrojím vytvářejí obě cívy magneticé pole (routící moment). Rušivé vlivy vliv cizích magneticých polí. Abychom tyto vlivy vyrušili, musíme magneticy odstínit. oužití měřící přístroje této soustavy se používají jao voltmetry, ampérmetry a wattmetry na střídavý proud. Ferodynamicá (eletrodynamicá se železem) odstraňuje nedostaty eletrodynamicé soustavy (uložením cívy na feritové jádro). Má stejné vlastnosti jao eletrodynamicá soustava. Tepelná přístroje tepelné soustavy se zaládají na změně dély ovového vodiče (závisí na procházejícím eletricém proudu). 6

7 Rušivé vlivy prudá změna teploty, musíme alibrovat. oužití ampérmetry na střídavý i stejnosměrný proud. řesnost až 0,1%. Eletrostaticé přístroje se zaládají na silových účincích eletricého pole. Měří pouze napětí. Jejich provedení je různé podle použití. Měřící ústrojí se sládá ze dvou nebo více pevných dese, na teré přivádíme napětí. Mezi nimi je zavěšena lehá hliníová destiča (pohyblivá). V provedení se podobá eletrostaticému otočnému ondenzátoru. Rušivé vlivy vliv cizích eletricých polí odstíníme. oužití dělíme jao voltmetry měřící stejnosměrné i střídavé napětí. ři nízém mitočtu nemají žádnou spotřebu. Třída přesnosti 1. Kontrolují i vysoé napětí. Rezonanční přístroje rezonanční (vibrační) jsou založeny na principu: jazýče tvořící pohyblivou část přístroje je aždý naladěný na určitou frevenci a tepavé pole střídavého proudu rozmitá jazýčy. Nejvíce ty, teré jsou naladěny na danou frevenci. Rušivé vlivy otřesy v rytmu mitočtů. oměrové používají se na měření poměrových veličin (výon). 7