. MĚŘEÍ SŘÍDAVÉHO PROD A APĚTÍ Měření střídavého napětí a proudu: přehled použitelných přístrojů a metod měření Měřicí transformátory ( i, náhradní schéma, zapojení, použití, chyby) Číslicové multimetry potlačení souhlasného rušení AB38EMA P
Měření střídavého napětí. Měření střední hodnoty, cejchováno v efektivní hodnotě pro sinusový průběh - číslicové multimetry nižší třídy (od cca 0 mv, do cca 00 khz) - magnetoelektrický s usměrňovačem 000 V (50 Hz 5 khz) - pro zvětšení rozsahu a galvanické oddělení měřicí transformátory napětí VSTPÍ DĚLČ! STŘÍDAVÝ ZESLOVAČ OPERAČÍ SMĚRŇOVAČ FLTR+AČP < mv - lock-in zesilovač (viz. řízený usměrňovač přednáška 3) - selektivní mikrovoltmetr (je třeba měřit jen požadovanou frekvenci). AB38EMA P
. Měření efektivní hodnoty - elektromagnetický (feromagnetický), 0 000 V!!POZOR!! frekvenční omezení - magnetoelektrický s termočlánkem - číslicové multimetry střídavé rozsahy označené RMS nebo True RMS - vzorkovací metody číslicové zpracování signálu pro schodovitou aproximaci u i i= kde = počet vzorků za periodu - pro zvětšení rozsahu a galvanické oddělení měřicí transformátory napětí ef = Měření střídavého proudu. Měření střední hodnoty, cejchováno v efektivní hodnotě pro sinusový průběh číslicové multimetry nižší třídy - jednotky ma jednotky A (50 Hz jednotky khz) téměř vždy bočník (Ayrtonův), úbytky cca 00 mv magnetoelektrický s usměrňovačem jednotky ma jednotky A (50 Hz jednotky khz) Pozor, kvůli linearizaci stupnice velké úbytky na bočníku (cca V), velká spotřeba na vyšších rozsazích. AB38EMA P 3
. Měření efektivní hodnoty číslicové multimetry střední/vyšší třídy s převodníky efektivní hodnoty viz 9. přednáška - (50 Hz jednotky/desítky khz) stř. rozsah označen RMS, měření na bočníku elektromagnetický (feromagnetický), 0, 00 A - frekvenční omezení stovky Hz Pro vyšší kmitočty (do stovek khz) se používá bezindukční (koaxiální) bočník (viz. přednáška 7) Měření proudu s galvanickým oddělením, měření velkých proudů Převodníky s Hallovou sondou (viz. stejnosměrná měření, přednáška 0) Měřicí transformátory proudu AB38EMA P 4
Měřicí transformátory proudu (MTP) Měřicí transformátory Použití: střídavé proudy 0 A bez stejnosměrné složky (galv. oddělení i pro nižší proudy) Parametry: jmenovitý kmitočet 50 (60, 400) Hz; jmenovitá hodnota proudu = 5A (A) Měřicí transformátory napětí (MT) Použití: střídavá napětí > 00 V bez stejnosměrné složky Parametry: jmenovitý kmitočet 50 (60, 400) Hz; jmenovitá hodnota napětí = 00 V Zjednodušené náhradní schéma měřicího transformátoru (přepočteno na převodem : ) R L r L r R i 0 Z = = p R Fe L h = = p Za předpokladu zachování výkonu: a obdobně: Z = Z R = ; L L = R = AB38EMA P 5 R R = R R
Příčiny chyb: Měřicí transformátor proudu magnetovací proud 0 způsobuje chybu převodu a fáze požadavek: Z minimální, (je udávána max. hodnota Z nebo max. zdánlivý výkon ve VA) Měřicí transformátor napětí úbytky napětí na R, R, L r, L r způsobují chybu převodu a fáze požadavek: Z maximální, (je udávána min. hodnota Z nebo max. zdánlivý výkon ve VA) Zapojení měřicích transformátorů do obvodu k K MTP L l MT m M pozornění: Sekundární obvod měřicího transformátoru proudu se za provozu nesmí rozpojit!! A * * Z W n AB38EMA P 6
R Vstup. dělič ( R Číslicové multimetry Zes. ~ Zesilovač = ~/= Plovoucí část G Kvalitnější multimetry vesměs: a) mají vnitřní plovoucí stínění (viz dále); b) umožňují 4-svorkové připojení při měření odporu; c) vestavěný procesor umožňuje autokalibraci popř. i softwarovou kalibraci; d) umožňují připojení k počítači přes standardní rozhraní (RS-3 / EEE 488 / SB). ATOKALBRACE: a) automatické nulování b) určení skutečného přenosu měřicího kanálu s využitím vnitřních referenčních prvků (dělič :0, REF, R ) a následná automatická korekce odchylky SOFTWAROVÁ KALBRACE: a) připojení externího etalonu (ref. zdroj napětí, etalon odporu), b) zadání skutečné hodnoty tohoto etalonu klávesnicí c) zápis kalibračních hodnot do zálohované paměti) AB38EMA P 7 AČP Ref. zdroj Mikroprocesor Zobrazovač Rozhraní Zemněná část Čísl. výstup
Souhlasné rušení - vzniká vlivem rozdílné impedanci svorek H a LO vůči zemi ( Z 5» Z 4 ) R H = & CM Z4» = & CM Z5 pro X 0 X CM lze vůči zanedbat R lze vůči R zanedbat CM EKV,S = R R = & = & R + Z4 CMR Z Koef. potlač. souhlas. rušení (R = kω, R = 0): k PCM = 0log( CM EKV,S ) = & 0log( Z4 R ) Zvýšení koeficientu potlačení souhlas. rušení: X CM R R R G LO H LO G Z 3 Z 4 Z 3 Z 4 Z 5 Z 8 Z 5 Z 6 Z 7 AB38EMA P 8 R Plovoucí stínění - svorka G Z 6 ; Z 7» Z 4 ; Z 5 (Z 6 ; Z 7 - parazitní kapacity - otvory v plovoucím stínění) apětí na Z 4 zanedbatelné, 0, R 0 G =& CM Z5 na vodiči G vzniká úbytek napětí, ten je však mimo měřicí obvod. Svorka G má být spojena se svorkou LO a) R 0 nebo R 0 - u voltmetru b) R a R 0 - u zdroje měř. napětí 4