Pomiarówka mierniki

Zasada działania miernika magnetoelektrycznego polega na oddziaływaniu pola magnesu trwałego na uzwojenie z prądem elektrycznym. Organem ruchomym miernika może być też miniaturowy magnes trwały umieszczony na osi wewnątrz nieruchomej cewki z prądem. Najczęściej stosuje się magnes trwały, który wraz z nabiegunnikami i rdzeniem z materiału ferromagnetycznego miękkiego stanowią nieruchome (cięższe) elementy. Te elementy służą do wytworzenia w szczelinie powietrznej promieniowego pola magnetycznego o stałej wartości indukcji, niezależnej od kąta wychylenia a cewki. Organem ruchomym jest cewka nawinięta na ramce aluminiowej i przymocowana do osi. Cewka jest nawinięta cienkim (0,02 : 0.1 mm) izolowanym przewodem miedzianym i jest tak ułożyskowana, aby jej oś obrotu pokrywała się z geometryczną osią symetrii szczeliny promieniowego pola magnetycznego. Do osi jest przymocowana również wskazówka i masy dodatkowe tak dobrane, aby środek ciężkości organu ruchomego znajdował się możliwie dokładnie w osi cewki. Dwie spiralne sprężyny (lub taśmy zawieszenia) wytwarzają moment zwrotny i równocześnie doprowadzają prąd do cewki. Bocznikiem magnetycznym można w niewielkim zakresie zmieniać wartość indukcji w szczelinie (w celu dokładnego ustalenia stałej miernika). Korektor zera służy do nastawienia wskazówki dokładnie w pozycji zero. Miernik magnetoelektryczny z zasady działania jest amperomierzem. Ze względów termicznych prąd i, płynący przez cewkę i sprężyny lub taśmy, na ogół nie przekracza 25 mA (typowy wynosi 1 mA). Najmniejszy prąd znamionowy wynosi kilka mikroamperów. W celu zwiększenia zakresu pomiarowego amperomierza bocznikuje się cewkę miernika za pomocą bocznika. Amperomierze magnetoelektryczne są produkowane w klasach dokładności: 0,5; 1 i 1,5. Wytwarza się też amperomierze wielozakresowe z o zakresach pomiarowych I1N, I2N…., InN (np. 3, 15, 60, 300, 1500mA) z bocznikami uniwersalnymi. Miernik magneto elektryczny jako woltomierz: szeregowe połączenie posobnika (rezystora dodatkowego) Rd z cewką miernika o rezystancji rCuumożliwia pomiar napięcia U według wzoru U = IV(Rd + rCu), przy czym IV jest prądem płynącym w cewce miernika. Wartość rezystancji Rd można obliczyć ze wzoru $R_{d} = \frac{U_{N}}{I_{\text{VN}}} - r_{\text{Cu}}$, przy czym UNjest napięciem, a IVN jest prądem znamionowym cewki miernika. Jeżeli rezystancja Rd ≫ rCu, to błąd temperaturowy jest mały, ponieważ temperaturowy współczynnik np. manganianu wynosi ok. 10-5 (miedzi ok. 410-3). Rezystancja Rd + rCu woltomierzy magnetoelektrycznych wynosi od 1000Ω/V do100kΩ/V. Im większa rezystancja woltomierza, tym mniejsze obciążenie obiektu badanego i tym mniejszy błąd metody. Klasa dokładności woltomierza to: 0,5; 1 i 1,5. Wytwarza się również woltomierze wielozakresowe o zakresach pomiarowych U1N, U2N…., UnN (np. 1,5; 6; 30; 150V) z posobnikami uniwersalnymi. Zasada działania miernika elektromagnetycznego polega na wzajemnym przyciąganiu lub odpychaniu się rdzeni (blaszek) z materiału ferromagnetycznego miękkiego. Rdzenie (stały i ruchomy) są magnesowane polem magnetycznym , wytwarzanym przez cewkę z prądem elektryczny. Ponieważ kierunek siły działającej na rdzenie jest niezależny od kierunku prądu w cewce, wiec miernik elektromagnetyczny można stosować do pomiaru prądu stałego i przemiennego. Jednak ze względu na pobierana dużą moc ( do kilku woltoamperów) stosuje się go przede wszystkim do pomiarów w obwodach prądu przemiennego dużej mocy. Jeżeli organ ruchomy jest zawieszony na taśmach sprężystych, to moc pobierana przez przetwornik jest mniejsza i wynosi kilkadziesiąt miliwoltoamperów. Mierniki elektromagnetyczne są stosowane do pomiarów prądu i napięcia małej częstotliwości obiektów o mocy ponad 500VA. Zasada działania mierników elektrodynamicznego i ferrodynamicznego polega na wzajemnym oddziaływaniu dwóch cewek, w uzwojeniach których płyną prądy. Cewka 2 (wewnętrzna) jest ruchoma, a prąd jest doprowadzony do niej poprzez sprężyny spiralne wytwarzające moment zwrotny ( podobnie jak w miernikach magnetoelektrycznych). W zależności od przeznaczenia miernika elektrodynamicznego cewki SA połączone szeregowo, równolegle lub przez każdą z nich przepływa prąd z różnych obwodów elektrycznych. Wychylenie wskazówki miernika elektrodynamicznego przy pomiarach prądy stałego jest identyczne jak przy pomiarach prądu przemiennego o takich samych wartościach skutecznych, jeżeli są równe częstotliwości i fazy prądów w obu cewkach. Mierniki elektrodynamiczne mierzą poprawnie skuteczną wartość prądu o dowolnym przebiegu. Mierniki elektrodynamiczne mają skomplikowaną konstrukcję, mechanicznie mało wytrzymałą i drogą. Wychylenie wskazówki mierników elektrodynamicznego i ferrodynamicznego będzie równe zeru, gdy kąt φ = ±π/2 lub gdy częstotliwość prądów I1,  I2 będzie różne, tzn. gdy ω1 ≠ ω2. Zasada działania miernika elektrostatycznego polega na wzajemnym oddziaływaniu elektrod o różnych potencjałach elektrycznych. Najprostszym ustrojem elektrostatycznym jest kondensator powietrzny o jednej elektrodzie nieruchomej, a drugiej ruchomej. Najczęściej stosuje się dwa rozwiązania konstrukcyjne. Przy zakresach napięciowych większych niż 1kV ruchoma elektroda 2 zbliża się do nieruchomej elektrody 1, a jej przemieszczenie liniowe, poprzez nić 4 i krążek 5, jest zamieniane na wychylenie wskazówki 6. Przy zakresach napięciowych mniejszych niż 1kV ruchoma elektroda 2 obraca się wokół osi, wchodząc między elektrody nieruchome 1 i powoduje zmianę położenia wskazówki 6. Pojemność C między elektrodami 1, 2 wynosi kilkadziesiąt pikofaradów. Moment napędowy Mn miernika elektrostatycznego jest proporcjonalny do kwadratu mierzonego napięcia U. Jest to jedyny przetwornik napięcia na przemieszczenie wskazówki, czyli miernik napięcia (pozostałe są miernikami prądu).

Zasada działania miernika magnetoelektrycznego polega na oddziaływaniu pola magnesu trwałego na uzwojenie z prądem elektrycznym. Organem ruchomym miernika może być też miniaturowy magnes trwały umieszczony na osi wewnątrz nieruchomej cewki z prądem. Najczęściej stosuje się magnes trwały, który wraz z nabiegunnikami i rdzeniem z materiału ferromagnetycznego miękkiego stanowią nieruchome (cięższe) elementy. Te elementy służą do wytworzenia w szczelinie powietrznej promieniowego pola magnetycznego o stałej wartości indukcji, niezależnej od kąta wychylenia a cewki. Organem ruchomym jest cewka nawinięta na ramce aluminiowej i przymocowana do osi. Cewka jest nawinięta cienkim (0,02 : 0.1 mm) izolowanym przewodem miedzianym i jest tak ułożyskowana, aby jej oś obrotu pokrywała się z geometryczną osią symetrii szczeliny promieniowego pola magnetycznego. Do osi jest przymocowana również wskazówka i masy dodatkowe tak dobrane, aby środek ciężkości organu ruchomego znajdował się możliwie dokładnie w osi cewki. Dwie spiralne sprężyny (lub taśmy zawieszenia) wytwarzają moment zwrotny i równocześnie doprowadzają prąd do cewki. Bocznikiem magnetycznym można w niewielkim zakresie zmieniać wartość indukcji w szczelinie (w celu dokładnego ustalenia stałej miernika). Korektor zera służy do nastawienia wskazówki dokładnie w pozycji zero. Miernik magnetoelektryczny z zasady działania jest amperomierzem. Ze względów termicznych prąd i, płynący przez cewkę i sprężyny lub taśmy, na ogół nie przekracza 25 mA (typowy wynosi 1 mA). Najmniejszy prąd znamionowy wynosi kilka mikroamperów. W celu zwiększenia zakresu pomiarowego amperomierza bocznikuje się cewkę miernika za pomocą bocznika. Amperomierze magnetoelektryczne są produkowane w klasach dokładności: 0,5; 1 i 1,5. Wytwarza się też amperomierze wielozakresowe z o zakresach pomiarowych I1N, I2N…., InN (np. 3, 15, 60, 300, 1500mA) z bocznikami uniwersalnymi. Miernik magneto elektryczny jako woltomierz: szeregowe połączenie posobnika (rezystora dodatkowego) Rd z cewką miernika o rezystancji rCuumożliwia pomiar napięcia U według wzoru U = IV(Rd + rCu), przy czym IV jest prądem płynącym w cewce miernika. Wartość rezystancji Rd można obliczyć ze wzoru $R_{d} = \frac{U_{N}}{I_{\text{VN}}} - r_{\text{Cu}}$, przy czym UNjest napięciem, a IVN jest prądem znamionowym cewki miernika. Jeżeli rezystancja Rd ≫ rCu, to błąd temperaturowy jest mały, ponieważ temperaturowy współczynnik np. manganianu wynosi ok. 10-5 (miedzi ok. 410-3). Rezystancja Rd + rCu woltomierzy magnetoelektrycznych wynosi od 1000Ω/V do100kΩ/V. Im większa rezystancja woltomierza, tym mniejsze obciążenie obiektu badanego i tym mniejszy błąd metody. Klasa dokładności woltomierza to: 0,5; 1 i 1,5. Wytwarza się również woltomierze wielozakresowe o zakresach pomiarowych U1N, U2N…., UnN (np. 1,5; 6; 30; 150V) z posobnikami uniwersalnymi. Zasada działania miernika elektromagnetycznego polega na wzajemnym przyciąganiu lub odpychaniu się rdzeni (blaszek) z materiału ferromagnetycznego miękkiego. Rdzenie (stały i ruchomy) są magnesowane polem magnetycznym , wytwarzanym przez cewkę z prądem elektryczny. Ponieważ kierunek siły działającej na rdzenie jest niezależny od kierunku prądu w cewce, wiec miernik elektromagnetyczny można stosować do pomiaru prądu stałego i przemiennego. Jednak ze względu na pobierana dużą moc ( do kilku woltoamperów) stosuje się go przede wszystkim do pomiarów w obwodach prądu przemiennego dużej mocy. Jeżeli organ ruchomy jest zawieszony na taśmach sprężystych, to moc pobierana przez przetwornik jest mniejsza i wynosi kilkadziesiąt miliwoltoamperów. Mierniki elektromagnetyczne są stosowane do pomiarów prądu i napięcia małej częstotliwości obiektów o mocy ponad 500VA. Zasada działania mierników elektrodynamicznego i ferrodynamicznego polega na wzajemnym oddziaływaniu dwóch cewek, w uzwojeniach których płyną prądy. Cewka 2 (wewnętrzna) jest ruchoma, a prąd jest doprowadzony do niej poprzez sprężyny spiralne wytwarzające moment zwrotny ( podobnie jak w miernikach magnetoelektrycznych). W zależności od przeznaczenia miernika elektrodynamicznego cewki SA połączone szeregowo, równolegle lub przez każdą z nich przepływa prąd z różnych obwodów elektrycznych. Wychylenie wskazówki miernika elektrodynamicznego przy pomiarach prądy stałego jest identyczne jak przy pomiarach prądu przemiennego o takich samych wartościach skutecznych, jeżeli są równe częstotliwości i fazy prądów w obu cewkach. Mierniki elektrodynamiczne mierzą poprawnie skuteczną wartość prądu o dowolnym przebiegu. Mierniki elektrodynamiczne mają skomplikowaną konstrukcję, mechanicznie mało wytrzymałą i drogą. Wychylenie wskazówki mierników elektrodynamicznego i ferrodynamicznego będzie równe zeru, gdy kąt φ = ±π/2 lub gdy częstotliwość prądów I1,  I2 będzie różne, tzn. gdy ω1 ≠ ω2. Zasada działania miernika elektrostatycznego polega na wzajemnym oddziaływaniu elektrod o różnych potencjałach elektrycznych. Najprostszym ustrojem elektrostatycznym jest kondensator powietrzny o jednej elektrodzie nieruchomej, a drugiej ruchomej. Najczęściej stosuje się dwa rozwiązania konstrukcyjne. Przy zakresach napięciowych większych niż 1kV ruchoma elektroda 2 zbliża się do nieruchomej elektrody 1, a jej przemieszczenie liniowe, poprzez nić 4 i krążek 5, jest zamieniane na wychylenie wskazówki 6. Przy zakresach napięciowych mniejszych niż 1kV ruchoma elektroda 2 obraca się wokół osi, wchodząc między elektrody nieruchome 1 i powoduje zmianę położenia wskazówki 6. Pojemność C między elektrodami 1, 2 wynosi kilkadziesiąt pikofaradów. Moment napędowy Mn miernika elektrostatycznego jest proporcjonalny do kwadratu mierzonego napięcia U. Jest to jedyny przetwornik napięcia na przemieszczenie wskazówki, czyli miernik napięcia (pozostałe są miernikami prądu).


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
C - Statystyczna analiza wyników pomiarów, miernictwo3-Marek, SPRAWOZDANIE
Protokół pomiarowy?danie mierników
A - Błędy graniczne narzędzi pomiarowych, miernictwo1
pomiar oraz zasada odczytywania pomiarów miernik analogowy
Przyrządy pomiarowe mierniki
Eksploatowanie częstościomierzy, generatorów pomiarowych, mostków i mierników RLC
mierniki i niepewności pomiarowe
Miernik ten pozwala na pomiar o dokładności0Hz przy częstotliwości 5MHz
Miernictwo i systemy pomiarowe II LAB
Pomiary wymiarów wewnętrznych, UTP-ATR, Miernictwo dr. B.Wilczyńska
Operat 4 - pomiar kątów, Informatyka, Elektrotechnika i miernictwo, miernictwo 2
1. Podstawowe określenia. Jednostki miary, AM Gdynia, Sem. III,IV, Miernictwo i systemy pomiarowe- D
Miernictwo p.8 - pomiar ilości ciepła, Politechnika Lubelska, Studia, semestr 5, Sem V, Nowy folder
MIERNICTWO - Błędy pomiarów, Sprawolki
Miernictwo - Pomiar częstotliwości i przesunięcia fazowego, Sprawolki
Badanie torów pomiarowych z modulacją amplitudową, Studia, sprawozdania, sprawozdania od cewki 2, Do
,miernictwo L,PRZETWORNIKI CYFROWO –ANALOGOWE POMIARY, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIA sprawozdanie

więcej podobnych podstron