2. ANALOGOVÉ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE

Transkript

1 2. ANALOGOVÉ MĚŘCÍ ŘÍSOJE magnetoelektrické ústrojí: princip, pohybový moment, zapojení mgel. V-metru a A- metru - magnetoelektrické měřicí ústrojí s usměrňovačem (základní zapojení, co měří, kmitočtová závislost) elektromagnetické ústrojí: princip, měřená hodnota, V-metr, A-metr, změna rozsahů, kmitočtová závislost elektrodynamické ústrojí: princip, co měří, W-metr, změna rozsahů, kmitočtová závislost. X38EMB 2 1

2 X F (M ) β ANALOGOVÉ MĚŘCÍ ŘÍSOJE X - měřená veličina; F (M ) - vyvozená síla (pohybový moment); β - úhel natočení k k M = k f(x); M d = - k d β; M + M d = ; β = f ( X ) k ; α = X k MAGNEOELEKCKÉ ÚSOJÍ d β - úhel; α - výchylka v dílcích měř. veličiny d permanentní magnet F = B l M = 2B l r N otočná cívka pevný váleček z feromg. materiálu pólové nástavce β B r l Základní rozsah: 1 µa - 1 ma Odpor cívky: 1 Ω - 1 kω oužití: - stejnosměrné magnetoelektrické ampérmetry a voltmetry; - střídavé magnetoelektrické ampérmetry a voltmetry (s usměrňovačem); X38EMB 2 2

3 MAGNEOELEKCKÝ AMÉME a) jednorozsahový m b b m m = m + b = m / m + m / b b = m ( ) m b) vícerozsahový NE!! m Ayrtonův bočník: 1 m 2 1 AČ (Úbytky napětí na přechodových odporech přepínače se přičítají k úbytku napětí na bočníku) 2 3 m = ( )( 1 - m ) m + 1 m = ( )( 2 - m ) m + ( ) m = 3 ( 3 - m ) 3 m m AČ AČ oznámka: Stejným způsobem je řešeno přepínání proudových rozsahů u čísl. multimetrů X38EMB 2 3

4 MAGNEOELEKCKÝ VOLME p m m = m ( p + m ) p m V = Většinou se udává i v (Ω/V) - vztaženo k rozsahu! m 1 2 AČ AČ AČ oznámka: číslicových multimetrů se obvykle pro přepínání napěťových rozsahů používá odporový dělič X38EMB 2 4

5 ŘÍSOJ S SMĚŇOVAČEM i(t) i r2 (t) u(t) DEÁLNÍ DVOCESNÝ SMĚŇOVAČ u r2 (t) 2 FL AČ i(t) i r2 (t) t stř t stř 1 1 = ir2( t)dt = i( t) dt řístroj měří střední aritmetickou hodnotu, je však kalibrován v efektivních hodnotách pro harmonický (sinusový) průběh. ři neharmonickém (nesinusovém) průběhu nelze efektivní hodnotu z údaje přístroje určit! Střední aritmetickou hodnotu vypočteme podělením údaje koeficientem tvaru pro harmonický průběh (1,11) X38EMB 2 5

6 MAGNEOELEKCKÝ ŘÍSOJ S SMĚŇOVAČEM V-metr: S M A-metr: 1 2 S M Skutečný pasivní usměrňovač: částečná linearizace předřadným rezistorem m 2 d 2 d + m p 2 d + m + p Kmitočtová závislost: - parazitní kapacity předřadných rezistorů (V-metr) - parazitní indukčnosti bočníků (A-metr) Elektronické (číslicové) přístroje: linearizace usměrňovače operačním zesilovačem (viz 3. přednáška) Kmitočtová závislost: - kmitočtová závislost zesilovače - kmitočtová závislost vstupního děliče (parazitní kapacity rezistorů) - kmitočtová závislost Ayrtonova bočníku (parazitní indikčnosti rezistorů) X38EMB 2 6

7 MAGNEOELEKCKÝ ŘÍSOJ S EMOMĚNČEM mv Napětí t, které měří mgel. milivoltmetr je úměrné rozdílu teplot ϑ a ϑ t eplota ϑ, na kterou se ohřeje topný vodič, je úměrná kvadrátu protékajícího proudu ϑ ϑ t Mgel. přístroj s termoměničem měří efektivní hodnotu Výhody: nízká frekvenční závislost, měří správně i při velkém činiteli výkyvu. Nevýhody: Nízká přesnost, malá přetižitelnost. ELEKOMAGNECKÝ (FEOMAGNECKÝ) ŘÍSOJ rincip: B Ferromg. jádro F F ~ B 2 M = k 2 ; B ~ M Základní rozsah: 1 ma až 1 A 1 1 = m ( t)dt k = 2 i ( t) dt = k Změna rozsahu A-metru: - odbočky - sério-paralelní řazení ekvivalentních sekcí 2 ef X38EMB 2 7

8 raktické provedení: ČKA OSA FEOMAGNECKÁ JEHLA EVNÝ SEGMEN OHYBLVÝ SEGMEN CÍVKA ČKA CÍVKA CÍVKA VZDCHOVÉ LMENÍ OSA Elektromagnetický voltmetr: p V = + m Změna rozsahů: m, L m = V + ω Lm (vesměs pouze 5 Hz) Silná kmitočtová závislost X38EMB 2 8

9 OHYBLVÁ CÍVKA - proud 2 ELEKODYNAMCKÝ ŘÍSOJ oužití: Wattmetr ČKA EVNÁ CÍVKA (2 SEKCE) - proud 1 B F ~ B 2 M = k 1 2 ; 1 = C, 2 = NC / NC B ~ 1 ro střídavé průběhy: OSA M = mdt k i1i 2dt k = = NC i C u NC dt = k NC Kmitočtová závislost: M (ro harmonické průběhy: M ~ cosϕ) NC = k NC + ω LNC cos( ϕ + ϕ) řepínání rozsahů: Napěťové rozsahy předřadný rezistor roudové rozsahy sério-paralelní řazení ekvivalentních sekcí cívky rčení konstanty: = k W α; N N k ouze ve spec. případech W = ( cosϕ N ) α pro cosϕ =,1 popř.,2 max X38EMB 2 9