Ćwiczenie 6
POMIARY PR
DÓW I NAPI
Ć STAA
YCH ORAZ ZMIENNYCH ODKSZTAA
CONYCH
Program ćwiczenia:
1. Pomiar natężenia prądu stałego
2. Pomiar wartości skutecznej i maksymalnej odkształconego prądu zmiennego
3. Pomiar napięcia stałego
4. Pomiar wartości skutecznej i maksymalnej odkształconego napięcia zmiennego
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z różnymi typami przyrządów stosowanych do
bezpośrednich i pośrednich pomiarów prądów i napięć, z metodami rozszerzania
zakresów tych przyrządów oraz z zasadami wyznaczania błędów granicznych lub
niepewności typu B dla mierzonych wartości.
Wykaz przyrządów:
" Multimetr cyfrowy Rigol DM3051
" amperomierz magnetoelektryczny 0,75; 1,5 ;3A, kl.0,5
" LEM-przetwornik prądowy LA-25P
" multimetr cyfrowy Protek 506
" R
b-bocznik 3A, 60mV, kl.0,1
" miliwoltomierz magnetoelektryczny 60mV; 3V, kl. 0,5
" ZAS-zasilacz napięcia stałego ą15V
" rezystor suwakowy 16�/4A
" E-akumulator
" Autotransformator
" Tr-transformator 220/24V
" amperomierz elektromagnetyczny 250mA, kl. 1,5
" amperomierz przekładnika cęgowego
" amperomierz elektromagnetyczny, 5A, 10A, kl. 0,5
" O-oscyloskop
" przekładnik prądowy 250mA/5A, kl. 0,1
" potencjometryczny dzielnik napięcia
" woltomierz magnetoelektryczny 15V, kl. 1,5
" woltomierz magnetoelektryczny 1,5V, kl. 1,5
" LEM-przetwornik napięciowy LV-25P
" Rezystory (umieszczone wewnątrz obudów przyrządów): 14092�ą0,03%,
1293�ą0,05%, 203,6�ą0,05%, 125,6�ą0,1%, 2773�ą0,05%,
" woltomierz elektromagnetyczny 30V, kl. 0,5
" V4-woltomierz elektromagnetyczny 6V, kl. 1,5
" DN -potencjometryczny dzielnik napięcia typu Dna-18.
Literatura:
[1]. Marcyniuk A.,Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: Podstawy metrologii elektrycznej.
Warszawa, WNT 1984.
[2]. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: Metrologia elektryczna. Warszawa, WNT 1994.
[3]. Zatorski A., Rozkrut A.: Miernictwo elektryczne. Materiały do ćwiczeń laboratoryjnych. Skrypt
AGH nr nr 11190/1990, 1403/1994, 1585/1999.
[4]. Zatorski A.: Metrologia elektryczna. Ćwiczenia laboratoryjne. Skrypt nr 13. Wydział
EAIiE.Kraków 2002.
Zakres wymaganych wiadomości do testu wstępnego:
" Zasada budowy i podstawowe właściwości (klasa oraz błąd podstawowy i ich
związek z niepewnością pomiaru, zakres, rezystancja wewnętrzna) amperomierzy i
woltomierzy magnetoelektrycznych, elektromagnetycznych oraz multimetrów
cyfrowych,
" Definicje wartości średniej, skutecznej, maksymalnej i międzyszczytowej oraz
współczynnika szczytu sygnałów okresowych,
" Zasady rozszerzania zakresów amperomierzy i woltomierzy (boczniki, posobniki,
przekładniki),
" Zasada działania przetwornika LEM z kompensacją strumienia, typu C/L (z
zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego  ang. Closed Loop), (por. Dodatek),
" Układy regulacji prądu i napięcia w obwodach zasilanych prądem stałym i
zmiennym,
" Obserwacja oraz pomiar wartości maksymalnej napięcia i prądu za pomocą
oscyloskopu
1. Pomiar natężenia prądu stałego
Rysunek 1. E-akumulator, R-rezystor suwakowy 16�/4A, A1-multimetr cyfrowy Rigol
DM3051, A2-amperomierz magnetoelektryczny 0,75; 1,5 ;3A, kl.0,5, LEM-przetwornik
prądowy LA-25P, V-multimetr cyfrowy Protek 506, R
b-bocznik 3A, 60mV, kl.0,1, mV-
miliwoltomierz magnetoelektryczny 60mV; 3V, kl. 0,5; ZAS - zasilacz napięcia stałego,
Rezystor RM=95,6�ą0,1% (umieszczony w obudowie przetwornika LEM).
1. Połączyć układ zgodnie ze schematem przedstawionym na rysunku 1
2. Załączyć zasilanie sieciowe stanowiska oraz wszystkich przyrządów i zasilaczy, które
tego wymagają
3. Wybrać właściwe opcje pomiarowe oraz zakresy (lub czułości) w stosowanych
przyrządach
4. Nastawić maksymalną rezystancję rezystora suwakowego R
5. Załączyć wyłącznik W
6. Zmniejszając wartość rezystora R nastawić w obwodzie wartość prądu z przedziału od
1A do 3A
7. Odczytać wartości wskazywane przez przyrządy i zanotować wyniki w tabeli 1
8. Ewentualnie powtórzyć czynności 6 i 7 dla innej wartości prądu
9. Jako wyniki końcowe podać dla każdego z przyrządów wartość zmierzonego nim
prądu oraz względny błąd graniczny lub niepewność typu B, korzystając z informacji
zawartych w instrukcjach przyrządów oraz z prawa przenoszenia błędów
10. Po zakończeniu pomiarów wyłączyć wyłącznik W oraz zasilania tych przyrządów,
które nie będą wykorzystywane w następnych punktach ćwiczenia.
Informacje pomocnicze
1. Nastawiając wartość prądu za pomocą regulacji rezystora R należy kierować się
wskazaniami tego z przyrządów, który umożliwia odczyt tej wartości z najmniejszą
rozdzielczością
2. Wartość prądu mierzonego za pomocą miliwoltomierza z bocznikiem wyznaczana
jest z zależności
UmV
I3 = gdzie Rb = 20m� ą 0,1% (1)
Rb
3. Wartość prądu mierzonego za pomocą przetwornika LEM wyznaczana jest z
zależności
UV
I4 = �"ŃILEM (2)
RM
w której ŃILEM jest przekładnią zwojową tego przetwornika, równą 200zw/zw, a
RM = 95,6� ą 0,1%
4. W amperomierzu wskazówkowym (mierniku) wielozakresowym A2 wartość I2
mierzonego nim prądu obliczamy z zależności:
I2 = ą �"C[A]
w której ą jest odczytanym wychyleniem wskazówki w działkach [dz], a C stałą
miernika na danym zakresie, wyznaczoną jako:
Iz
C = [A/dz]
ąz
gdzie Iz - zakres prądowy [A], ąz - wychylenie odpowiadające zakresowi prądowemu
[dz].
2. Pomiar wartości skutecznej i maksymalnej odkształconego prądu zmiennego
Rysunek 2. Atr-autotransformator, Tr-transformator 220/24V, A1-amperomierz
elektromagnetyczny 250mA, kl. 1,5; A2-multimetr cyfrowy Rigol DM3051, A3-
amperomierz przekładnika cęgowego, zakres 40A, A4- amperomierz
elektromagnetyczny, 5A, 10A, kl. 0,5; V-multimetr cyfrowy Protek 560, O-oscyloskop,
PI- przekładnik prądowy 250mA/5A, kl. 0,1 LEM- przetwornik LA-25P, ZAS- zasilacz
napięcia stałego, Rezystor RM=95,6�ą0,1% (umieszczony w obudowie przetwornika
LEM)
1. Połączyć układ zgodnie ze schematem przedstawionym na rysunku 2
2. Załączyć zasilanie sieciowe stanowiska oraz wszystkich przyrządów i zasilaczy, które
tego wymagają
3. Wybrać właściwe opcje pomiarowe oraz zakresy (lub czułości) w stosowanych
przyrządach
4. Nastawić minimalną wartość (ok. 0V) napięcia wyjściowego autotransformatora Atr
5. Szczęki cęg przekładnika cęgowego wsunąć do wnętrza jednej z cewek C i
g
zanotować liczbę C jej zwojów
z
6. Załączyć wyłącznik W
7. Zwiększając wartość napięcia wyjściowego autotransformatora Atr nastawić w
obwodzie wartość prądu z przedziału od 100 mA do 250 mA
8. Odczytać wartości wskazywane przez przyrządy i zanotować wyniki w tabeli 2
9. Ewentualnie powtórzyć czynności 7 i 8 dla innej wartości prądu
10. Jako wyniki końcowe podać dla każdego z przyrządów wartość zmierzonego nim
prądu oraz względny błąd graniczny lub niepewność typu B, korzystając z informacji
zawartych w instrukcjach przyrządów oraz z prawa przenoszenia błędów. Wyznaczyć
współczynnik szczytu mierzonego prądu.
11. Po zakończeniu pomiarów wyłączyć wyłącznik W oraz zasilania tych przyrządów,
które nie będą wykorzystywane w następnych punktach ćwiczenia
Informacje pomocnicze
1. Nastawiając wartość prądu za pomocą regulacji autotransformatorem Atr należy
kierować się wskazaniami tego z przyrządów, który umożliwia odczyt tej wartości z
najmniejszą rozdzielczością
2. Prąd o odkształconym w stosunku do sinusoidy kształcie uzyskiwany jest w wyniku
obciążenia wyjścia autotransformatora Atr pierwotną stroną transformatora Tr
(220/24V), która pełni funkcję dławika. Powoduje to pojawienie się w widmie prądu
nieparzystych (dominuje trzecia) harmonicznych.
3. Oscyloskop służy do obserwacji kształtu przebiegu prądu oraz do wyznaczenia jego
wartości maksymalnej Im z zależności
Um0
Im = �"ŃILEM (3)
RM
gdzie: RM - rezystor w obwodzie wyjściowym LEM (95,6 � ą 0,1%),
ŃILEM - przekładnia zwojowa LEM wynosząca 200 zw/zw.
Um0 - maksymalna wartość napięcia zmierzona przy użyciu opcji Measure-
Voltage-Vmax w oscyloskopie lub odczytana z wymiarów obrazu na jego
ekranie (Um0 = lY �"CuY , w której lY jest wysokością obrazu odpowiadającą
maksymalnej wartości napięcia w działkach [dz], a CuY stałą napięciową
toru Y oscyloskopu w [V/dz], przy której wykonano pomiar; parametr
SuY =1 CuY nazywany jest czułością napięciową).
4. Wartość prądu zmierzonego z użyciem przekładnika PI należy wyznaczyć z
zależności I = I4 �"ŃPI gdzie ŃPI jest przekładnią znamionową przekładnika,
wynoszącą 0,25A/5A
5. Wartości odczytywane na amperomierzu A3 przekładnika cęgowego są równe
amperozwojom (przepływom) jego strony pierwotnej, wynoszącym Ikl �"Cz , gdzie Ikl
jest wartością prądu płynącego w cewce Cg , a Cz jest liczbą jej zwojów. Jeśli
Cz1 = 1, to wartość prądu I3 = Ikl ; w każdym innym przypadku wartość prądu
płynącego w tej cewce należy wyznaczyć z zależności I3 Cz . Ponieważ dostępna
w ćwiczeniu cewka posiada trzy sekcje, pomiary można wykonać dla każdej z nich
i sprawdzić czy spełniona jest zależność
I31 I32 I33
= = (4)
Cz1 Cz2 Cz3
6. Wartość skuteczna prądu mierzona za pomocą przetwornika LEM wyznaczana jest
z zależności
UV
I5 = �"ŃILEM (5)
RM
gdzie ŃILEM jest przekładnią zwojową przetwornika, równą 200 zw/zw, a
RM = 95,6� ą 0,1% .
3. Pomiar napięcia stałego
1. Połączyć układ zgodnie ze schematem przedstawionym na rysunku 3
2. Nastawić minimalną wartość (ok. 0V) napięcia wyjściowego w dzielniku napięcia DN
3. Załączyć zasilanie sieciowe stanowiska oraz wszystkich przyrządów i zasilaczy, które
tego wymagają
4. Wybrać właściwe opcje pomiarowe oraz zakresy (lub czułości) w stosowanych
przyrządach
5. Załączyć wyłącznik W
6. Zwiększając wartość napięcia wyjściowego dzielnika napięcia DN nastawić w
obwodzie wartość napięcia z przedziału od 5V do 12 V
7. Odczytać wartości wskazywane przez przyrządy i zanotować wyniki w tabeli 3
8. Ewentualnie powtórzyć czynności 6 i 7 dla innej wartości napięcia
9. Jako wyniki końcowe podać dla każdego z przyrządów wartość zmierzonego nim
napięcia oraz względny błąd graniczny lub niepewność typu B, korzystając z
informacji zawartych w instrukcjach przyrządów oraz z prawa przenoszenia błędów
10. Po zakończeniu pomiarów wyłączyć wyłącznik W oraz zasilania tych przyrządów,
które nie będą wykorzystywane w następnym punkcie ćwiczenia.
Rysunek 3. E-akumulator, DN-potencjometryczny dzielnik napięcia typu Dna-18, V1-
woltomierz cyfrowy Rigol DM3051, V2-woltomierz magnetoelektryczny 15V, kl. 1,5, V3
- woltomierz magnetoelektryczny 1,5V, kl. 1,5; V4-multimetr cyfrowy Protek 560, Rd1-
rezystor 14092�ą0,03% (umieszczony w obudowie woltomierza V3), Rezystory
Rd2=1293�ą0,05% i RM=203,6�ą0,05% (umieszczone w obudowie przetwornika LEM),
ZAS-zasilacz napięcia stałego, LEM-przetwornik napięciowy LV-25P
Informacje pomocnicze
1. Nastawiając wartość napięcia za pomocą regulacji dzielnikiem DN należy
kierować się wskazaniami tego z przyrządów, który umożliwia odczyt tej wartości z
najmniejszą rozdzielczością
2. Rezystory Rd1 i Rd2 zastosowano w celu rozszerzenia zakresów napięciowych
woltomierza V3 i przetwornika LEM
" Dla woltomierza V3 wartość mierzonego nim napięcia wyznacza się z zależności
Rd1 + RV
U3 = �"UV 3 (6)
RV
w której R oznacza rezystancję wewnętrzną woltomierza. W woltomierzu stosowanym
V
w ćwiczeniu wynosi ona 1565�ą0,05%, natomiast Rd1=14092�ą0,03%,
" Dla przetwornika LEM wartość mierzonego nim napięcia wyznacza się z zależności
Rd 2 + Rwe
U4 = �"UV 4 �"ŃULEM (7)
RM
w której R oznacza rezystancję wewnętrzną przetwornika (R = 233�ą0,2%), R
we we M
rezystancję w jego obwodzie wyjściowym (R = 203,6�ą0,05%), a ŃULEM jego
M
przekładnię zwojową (ŃULEM = 1000zw/ 2500zw ); Rd2=1293�ą0,05%.
UWAGA: mimo podobnej postaci wzorów (6) i (7), obliczenie na ich podstawie, z
wykorzystaniem prawa przenoszenia błędów, względnego błędu granicznego (8a i 9a)
lub względnej niepewności typu B przy poziomie ufności p=1 (8b i 9b), daje różniące się
znacznie wzory końcowe, gdyż
Rd1
�grU3 = �grUV 3 + �"(�grRd1 + �grRV ) (8a)
Rd1 + RV
2
�# ś#
Rd1 ź#
2 2 2
ś#
UBwzg(U3)= (�grUV 3) + �"[(�grRd1) + (�grRV ) ] (8b)
ś#
Rd1 + RV ź#
�# #
a, zakładając że nie występuje błąd przekładni zwojowej
�grRd 2 �" Rd 2 + �grRwe �" Rwe
�grU4 = �grUV 4 + �grRM + (9a)
Rd 2 + Rwe
1
2 2 2 2
UBwzg(U4)= (�grUV 4) +(�grRM ) + �"[(Rd 2 �"�grRd 2) +(Rwe �"�grRwe) ] (9b)
2
(Rd 2 + Rwe)
W sprawozdaniu spróbować uzasadnić skąd wynika różnica w postaci wzorów (8) i (9).
4. Pomiar wartości skutecznej i maksymalnej odkształconego napięcia zmiennego
Rysunek 4. Atr-autotransformator, Tr-transformator 220/24V, V1-multimetr cyfrowy
Rigol DM3051, V2-woltomierz elektromagnetyczny 30V, kl. 0,5, V3 - woltomierz
elektromagnetyczny 6V, kl. 1,5; V4-multimetr cyfrowy Protek 560 , Rezystor
Rd1=125,6�ą0,1% (umieszczony w obudowie woltomierza V3), Rezystory
Rd2=2773�ą0,05% i RM=203,6�ą0,05% (umieszczone w obudowie przetwornika LEM),
ZAS- zasilacz napięcia stałego, LEM-przetwornik napięciowy LV-25P, S-sonda
oscyloskopowa RC, 1:10, O-oscyloskop
1. Połączyć układ zgodnie ze schematem przedstawionym na rysunku 4
2. Nastawić minimalną wartość (ok. 0V) napięcia wyjściowego autotransformatora Atr
3. Załączyć zasilanie sieciowe stanowiska oraz wszystkich przyrządów i zasilaczy, które
tego wymagają
4. Wybrać właściwe opcje pomiarowe oraz zakresy (lub czułości) w stosowanych
przyrządach
5. Załączyć wyłącznik W
6. Zwiększając wartość napięcia wyjściowego autotransformatora Atr nastawić
napięcie na wyjściu transformatora Tr z przedziału od 10V do 25 V
7. Odczytać wartości napięć wskazywane przez wszystkie przyrządy i zanotować wyniki
w tabeli 4
8. Ewentualnie powtórzyć czynności 6 i 7 dla innej wartości napięcia
9. Jako wyniki końcowe podać dla każdego z przyrządów wartość zmierzonego nim
napięcia oraz względny błąd graniczny lub niepewność typu B, korzystając z
informacji zawartych w instrukcjach przyrządów oraz z prawa przenoszenia błędów.
Wyznaczyć współczynnik szczytu mierzonego napięcia.
10. Po zakończeniu pomiarów wyłączyć wyłącznik W oraz zasilania wszystkich
przyrządów.
Informacje pomocnicze
1. Nastawiając wartość napięcia za pomocą regulacji autotransformatorem Atr
należy kierować się wskazaniami tego z przyrządów, który umożliwia odczyt tej
wartości z najmniejszą rozdzielczością,
2. Rezystory R i R zastosowano w celu rozszerzenia zakresów napięciowych
d1 d2
woltomierza V3 i przetwornika LEM
" Dla woltomierza V3 wartość skuteczną mierzonego nim napięcia wyznacza się z
zależności
Rd1 + ZV
U3 = �"UV 3 (10)
ZV
lub z zależności przybliżonej
Rd1 + RV
U3 H" �"UV 3 (11)
RV
w których R oznacza rezystancję wewnętrzną woltomierza, a ZV moduł jego
V
impedancji wewnętrznej, wynoszący
2
�# ś#
�L
2
2
ś# ź#
ZV = RV + (�L) = RV 1+ = RV 1+ Q2 (12)
ś# ź#
RV
�# #
gdzie L jest indukcyjnością własną cewki ustroju elektromagnetycznego, a Q jej
dobrocią. Jeśli dobroć ta jest mała (Q<0,1), to względna różnica wartości ZV i R nie
V
przekracza 0,5% i wówczas do obliczenia wartości napięcia U można korzystać z
3
zależności (11). W woltomierzu elektromagnetycznym, stosowanym w ćwiczeniu,
RV = 31,4� i L = 5,41 mH, więc dla f = 50 Hz dobroć jego ustroju jest równa
Q = (2ĄfL) RV = 0,0541 i wówczas ZV = 1,00146�" RV , czyli przyjmując ZV = RV
popełniamy błąd 0,146%. Można go ewentualnie uwzględnić w dalszych obliczeniach,
zwiększając o jego wartość niepewność (błąd graniczny) przyjmowaną dla rezystora R .
V
Na przykład, jeśli wartość rezystancji R została wyznaczona z niepewnością ą0,5%, to w
V
obliczeniach niepewności pomiaru metodą różniczki zupełnej, na podstawie wzoru
(11), można przyjąć �grRV = ą0,7% .
" Dla przetwornika LEM wartość skuteczną mierzonego nim napięcia wyznacza się z
zależności
Rd 2 + Rwe
U4 = �"UV 4 �"ŃULEM (13)
RM
w której R oznacza rezystancję wewnętrzną przetwornika (R = 233�ą0,2%), R
we we M
rezystancję w jego obwodzie wyjściowym (R = 203,6�ą0,05%), a ŃULEM jego
M
przekładnię zwojową (ŃULEM = 1000zw/ 2500zw ); Rd2=2773�ą0,05%.
UWAGA: mimo podobnej postaci wzorów (11) i (13), obliczenie na ich podstawie, z
wykorzystaniem prawa przenoszenia błędów, względnego błędu granicznego (14a i
15a) lub względnej niepewności typu B przy poziomie ufności p=1 (14b i 15b), daje
różniące się znacznie wzory końcowe, gdyż
Rd1
�grU3 = �grUV 3 + �"(�grRd1 + �grRV ) (14a)
Rd1 + RV
2
�# ś#
Rd1 ź#
2 2 2
ś#
UBwzg(U3)= (�grUV 3) + �"[(�grRd1) + (�grRV ) ] (14b)
ś#
Rd1 + RV ź#
�# #
a, zakładając że nie występuje błąd przekładni zwojowej
�grRd 2 �" Rd 2 + �grRwe �" Rwe
�grU4 = �grUV 4 + �grRM + (15a)
Rd 2 + Rwe
1
2 2 2 2
UBwzg(U4)= (�grUV 4) +(�grRM ) + �"[(Rd 2 �"�grRd 2) +(Rwe �"�grRwe) ] (15b)
2
(Rd 2 + Rwe)
W sprawozdaniu spróbować uzasadnić skąd wynika różnica w postaci wzorów (14) i
(15).
3. Oscyloskop służy do obserwacji kształtu przebiegu napięcia i do wyznaczenia jego
wartości maksymalnej Um =10 �"Um0 , gdzie U jest maksymalną wartością napięcia
m0
zmierzoną przy użyciu opcji Measure-Voltage-Vmax w oscyloskopie lub odczytana z
wymiarów obrazu na jego ekranie (Um0 = lY �"CuY , w której lY jest wysokością obrazu
odpowiadającą maksymalnej wartości napięcia w działkach [dz], a CuY stałą
napięciową toru Y oscyloskopu w [V/dz], przy której wykonano pomiar; parametr
SuY =1 CuY nazywany jest czułością napięciową). Mnożnik 10 wynika z tłumienia
sygnału, które wprowadza sonda RC.
Zastosowanie sondy o tłumieniu 1:10 jest niezbędne w przypadku, gdy napięcie
wyjściowe z transformatora Tr jest bliskie jego wartości znamionowej, wynoszącej ok.
24V. Ponieważ jest to wartość skuteczna, więc wartość międzyszczytowa U tego
p-p
napięcia jest równa ok. 68V ( 2�" 2 �" 24V ). Przy stałej napięciowej toru Y oscyloskopu
wynoszącej 5V/dz i wysokości ekranu równej 10dz, na ekranie można zaobserwować
sygnał napięciowy o wartości międzyszczytowej nie przekraczającej 50V. Ponieważ w
mierzonym sygnale wartość ta może zostać przekroczona, musi on zostać wstępnie
stłumiony, w tym przypadku dziesięciokrotnie.
Dodatek
W przetwornikach LEM typu C/L (z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego - ang.
Closed Loop) wykorzystuje się kompensację przepływu (strumienia) wytwarzanego w
magnetowodzie przez mierzony prąd przepływem wytwarzanym przez prąd w
uzwojeniu kompensacyjnym (metoda zerowa). Zasadę działania przetwornika tego
typu przedstawia rysunek D1.
Rys. D1. Zasada działania przetwornika hallotronowego prądu z kompensacją
przepływu.
Strumień magnetyczny wytwarzany w magnetowodzie przez prąd i1(t) płynący w
uzwojeniu pierwotnym powoduje powstanie w obwodzie wyjściowym czujnika Halla
napięcia U . Napięcie to, po wzmocnieniu, wymusza w uzwojeniu wtórnym prąd i2(t)
H
o takiej wartości i zwrocie, aby wytworzony przez niego strumień skompensował
przepływ prądu pierwotnego. Zachodzi wówczas:
Ć = Ć1 - Ć2 = 0
a więc
I1 �" z1 = I2 �" z2
gdzie z1 i z2 są liczbami zwojów uzwojeń pierwotnego i wtórnego
(kompensacyjnego).
Wartość prądu pierwotnego wyznaczana jest przez pomiar wartości prądu
kompensacyjnego z uwzględnieniem zwojowej przekładni znamionowej przetwornika
na podstawie zależności:
z2
I1 = I2 �" = I2 �"ŃILEM
z1
Wartość prądu kompensacyjnego I2 mierzona jest pośrednio poprzez pomiar
wartości napięcia na rezystorze RM włączonym w obwód wyjściowy przetwornika,
czyli
UV
I1 = �"ŃILEM = c4 �"UV
RM
gdzie c4 jest współczynnikiem proporcjonalności, stałym dla każdego przetwornika.
Przetworniki z kompensacją przepływu posiadają bardzo dobre parametry statyczne
i dynamiczne [A1], podawane przez producentów w katalogach [K1, K2]. Np.
przetwornik typu LA 25-NP. charakteryzuje się następującymi parametrami:
- nominalny prąd pierwotny I1N 25 A
- zakres pomiarowy 0-36A
- maksymalny błąd ą 0,6%I1N
- nominalny prąd wtórny I2N 25 mA
- napięcie zasilania ą15V ą 5%
- przekładnia zwojowa z1 z2 (istnieje możliwość
zmiany liczby zwojów z1 ) 1-2-3-4-5/1000
- nieliniowość ą 0,2%I1N
- czas opóz
nienia ą1źs
- pasmo częstotliwości 0-150 kHz
- rezystancja obciążenia RM 100 -190�
- rezystancja wewnętrzna strony pierwotnej < 1,25m� / zwój
- rezystancja wewnętrzna strony wtórnej 110�
- temperatura pracy - 25 � +85oC
Przetworniki służące do pomiaru napięć (np. typu LV) posiadają wbudowane przez
producenta uzwojenie pierwotne o podawanych w katalogach [K3] rezystancji
wewnętrznej. Umożliwia to dla wymaganego zakresu napięciowego dobór
zewnętrznego rezystora szeregowego (posobnika), analogicznie jak jest to
realizowane w przypadku rozszerzania zakresów napięciowych woltomierzy [K4].
Literatura
[A1] Bień A., Zatorski A.: Model przetwornika hallotronowego z kompensacją przepływu.
Materiały IV Sympozjum: Modelowanie i Symulacja Systemów Pomiarowych.
Wydawnictwo Zakładu Metrologii AGH. Krynica 1994
[K1] LEM Module. Current and Voltage Sensors. Descriptions and applications. Liaisons
Electroniques Mecaniques S.A. Geneve, Switzerland 1986.
[K2] Multi-range Current Transducer 5-6-8-12-25A LEM S.A. Geneve, Switzerland, Data Sheet
No 90.08.19.000.0G
[K4] Current and Voltage Transducers for Industrial Applications. LEM Components
Publication CH 24100E/US (09.04.20/10.CDH)
[K4] Isolated Current and Voltage Transducers. Characteristics-Applications-Calculations.
Publication CH 24101E/US (05.04.15/8.CDH)