Politechnika Œl�ska
w Gliwicach
Wydzia� Elektryczny

Pomiar pr�d�w i napi�� okresowych za pomoc� miernik�w analogowych

Sekcja 4

Wst�p

Celem �wiczenia by�o nabycie umiej�tnoœci korzystania z woltomierzy
i amperomierzy analogowych o r�nej konstrukcji oraz poznanie zasad w�aœciwej interpretacji wynik�w wykonywanych pomiar�w. W �wiczeniu zastosowano mierniki analogowe. W zale�noœci od sposobu wytwarzania p�l magnetycznych w ustrojach, wyr�niamy trzy zasadnicze typy miernik�w analogowych :

• magnetoelektryczne

• elektromagnetyczne ?

• elektrodynamiczne (i ich odmiana - ferrodynamiczne )

W miernikach magnetoelektrycznych oddzia�ywuj� na siebie pola nieruchomego magnesu oraz ruchomej cewki z pr�dem. Moment nap�dowy miernik�w elektromagnetycznych powstaje w wyniku wzajemnego oddzia�ywania dw�ch rdzeni z mi�kkiego materia�u ferromagnetycznego, magnesowanych pr�dem p�yn�cym przez nieruchom� cewk�. Mierniki elektrodynamiczne maj� po dwie cewki : ruchom� i nieruchom�, przez kt�re mog� p�yn�� dwa r�ne pr�dy. Moment nap�dowy takiego uk�adu jest proporcjonalny do iloczynu pr�du i pewnej funkcji a. W �wiczeniu u�yty by� r�wnie� miernik magnetoelektryczny z prostownikiem ( ), na kt�rego ustr�j podawany by� przebieg mierzony wyprostowany dwupo��wkowo. Wychylenie miernika by�o proporcjonalne do wartoœci modu�u (œredniej wyprostowanej) tego przebiegu. Skale zmiennopr�dowe takich miernik�w wyskalowane
s� w wartoœciach skutecznych pr�du sinusoidalnie zmiennego. Wskazania miernik�w magnetoelektrycznych zale�� od wartoœci œredniej pr�du a wskazania miernik�w elektromagnetycznych i elektrodynamicznych od wartoœci skutecznej. Wartoœ� skuteczna jest miar� r�wnowa�noœci pr�du okresowego
i pr�du sta�ego pod wzgl�dem iloœci wydzielonego ciep�a, natomiast wartoœ� œrednia jest miar� r�wnowa�noœci elektrochemicznej pr�du sta�ego o nat�eniu I
i pr�du okresowego o wartoœci œredniej i = (t) = I. Mierniki magnetoelektryczne, elektromagnetyczne i elektrodynamiczne mog� pracowa� zar�wno jako amperomierze, jak i woltomierze.

Schemat uk�adu pomiarowego

Opis

Przedstawiony uk�ad pomiarowy sk�ada si� z czterech generator�w napi�cia, dw�ch prostownik�w jednopo��wkowych, przesuwnika fazowego, oscyloskopu dwustrumieniowego, woltomierzy magnetoelektrycznych
i elektromagnetycznych, miernika uniwersalnego (magnetoelektryczny
z prostownikiem) i miernika wartoœci szczytowej (MWSz). Sygna�y dochodz� do sumatora czterema torami.

Tabela pomiarowa

Lp.	Przebieg	|Uœr|			|Uœr|			|U| ?			|Um|
	badany	zmierzone [ V ]	obliczone [ V ]	b��d [ % ]	zmierzone [ V ]	obliczone [ V ]	b��d [ % ]	zmierzone [ V ]	obliczone [ V ]	b��d [ % ]	zmierzone [ V ]
	U1 sin ?t	2,20	1,53		0	0	0	2,20	1,70		2,40
	U2 sin 2 ?t	4,00	3,34		0	0	0	4,10	3,71		5,25
	U1 sin ?t + U1 sin ?t + ?	4,10	2,95	39	0	0	0	4,20	2,40	75	5,25
	U1 sin ?t + U2 sin 2 ?t	4,30	3,52	22	0	0	0	4,60	4,08	13	7,80
	U1 sin ?t + U2 sin 2 ?t + ?	4,50	3,52	28	0	0	0		4,08	0,51	8,25
		4,20	3,34	26	0	0	0	4,40	3,90	13	7,25
		12,50			0,50			11,80			11,75

Ad. 3 ? = 30�, Ad. 4 ? = 0�, Ad. 5 ? = 30�

Wnioski

Uwa�amy, �e na podstawie przeprowadzonego por�wnania wielkoœci zmierzonych i obliczonych mierniki analogowe nie nadaj� si� do dok�adnych pomiar�w przebieg�w zmiennych. �wiczenie wykaza�o jak niedok�adne
s� pomiary wykonywane za pomoc� miernik�w analogowych. Du�y wp�yw na jakoœ� wskaza� ma kszta�t przebiegu, gdy� wszystkie u�yte przez nas mierniki analogowe skalowane by�y na przebiegi sinusoidalne, podczas gdy nasze przebiegi by�y nieco odkszta�cone. Poza tym �wiczenie wykaza�o, �e do prawid�owej interpretacji wskaza� miernik�w konieczna jest œwiadomoœ� jakich informacji o przebiegu dostarczaj� poszczeg�lne typy miernik�w, gdy� ka�de
z u�ytych przez nas miernik�w, dla danego typu przebiegu, wskazywa�o nieco inn� wartoœ�. Miernik elektromagnetyczny mierzy wartoœ� skuteczn� przebiegu, w naszym przypadku posiada� najwi�kszy rozrzut dok�adnoœci do 0,5 75 %.
Miernik magnetoelektryczny pokazuje wartoœ� œredni� i cho� w naszym przypadku b��dy wynosi�y 0, to jednak by�o to dla wskaza� r�wnie� wynosz�cych 0 i na podstawie tego nie mo�na wyrokowa� o dok�adnoœci pomiaru. Miernik magnetoelektryczny z prostownikiem wskazuje wartoœ� œredni� modu�u (wyprostowan�) i jego niedok�adnoœ�, w naszym przypadku, by�a rz�du 20 40 %.

---