5600235922

Podstawy elektroniki i miernictwa na kierunku Informatyka, studia niestacjonarne

Starsze rozwiązania amperomierzy cęgowych, przeznaczone wyłącznie do pomiarów prądów przemiennych, były zrealizowane na zasadzie transformatora z toroidalnym rdzeniem, na którym jest nawinięte uzwojenie składające się z dużej liczby zwojów przewodu. Toroidalny rdzeń składa się z dwóch ruchomych części, które tworzą cęgi amperomierza. Po włożeniu pomiędzy⁷ cęgi przewodu z mierzonym prądem zmienne pole magnety czne wywołane płynącym prądem powoduje indukowanie się w uzwojeniu napięcia proporcjonalnego do wartości płynącego prądu. Napięcie to. po przetworzeniu w przetworniku analogowo cyfrowym przedstawia w postaci cyfrowej wartość mierzonego prądu.

Nowsze amperomierze cęgowe zrealizowane są z wykorzy staniem hallo tronów. Efekt Halla (rys. 8) polega na pojawianiu się dodatkowego pola elektry cznego, w płytce półprzewodnikowej, przez którą przepływa wzdłuż prąd polary żujący I_c i która jest umieszczona w polu magnetyczny m. Strumień indukcji pola magnetycznego B generuje silą Loretza, prostopadłą do kierunku przepływu ładunków tworzących prąd. To powoduje zmianę liczby ładunków na obu krawędziach płytki równoległych do płynącego prądu polaryzującego I_c, czyli różnicę potencjałów tworzących napięcie Halla U,,.

Rys. 8. Powstawanie napięcia Halla w płytce półprzewodnikowej umieszczonej w polu magnetycznym

Budowę amperomierza cęgowego opartego o wykorzystanie efektu Halla pokazuje rys. 9. W składającym się z dwóch części toroidalnym rdzeniu umieszczony jest hallotron. Zadaniem rdzenia jest skupianie linii sił pola magnetycznego wywołanego przez przepływający prąd I. Wytworzone pole magnetyczne, proporcjonalne do mierzonego prądu / powoduje powstanie napięcia U_w, które po przekształceniu na postać cyfrową jest miarą prądu.

Rys. 9. Budowa amperomierza cęgowego wykorzystującego efekt Halla

Amperomierze cęgowe zrealizowane w oparciu o efekt Halla mogą mierzyć zarówno prądy stale jak i zmienne. Zakres mierzony ch prądów rozciąga się od pojedynczych miliamperów do tysięcy amperów.

2.4. Multimetr cyfrowy

Multimetiy cyfrowe typu Mete.\ są przyrządami podręcznymi do podobnych zastosowań jak wskazówkowe multimetry elektryczne. Używany i badany w tym ćwiczeniu multimetr ME-21 jest miernikiem z 3,5 cyfrowym polem odczytowym o ręcznej regulacji zakresów⁷.

Budowa i zasada działania multimetrów tego typu zostanie bliżej wyjaśniona w⁷ następnych ćwiczeniach. Dla celów tego ćwiczenia wystarczy wiedzieć, iż stmktura multimetru składa się z układu przełączania zakresów i wybierania funkcji przyrządu, przetwornika analogowo/cyfrowego. mikrokomputera do obróbki wyników pomiarów i sterowania, cy frowego pola odczytowego oraz układu sprzęgającego z interfejsem RS232. Widok płyty⁷ czołowej wraz z opisem przełączników w języku angielskim i polskim jest pokazany na ry s. 10.

Multimetr mierzy⁷: napięcie stale (DC od direct current) i zmienne (AC od alternating current), prąd stały i zmienny, rezystancję oraz częstotliwość na zakresach uwidocznionych w opisie położeń przełącznika zakresów. Umożliwia także kontrolę stanów logicznych (w⁷ położeniu LOGIC), test diod półprzewodnikowych oraz kontrolę przejścia z sygnalizacją dźw iękową (w położeniu oznaczonym    ).

Przekroczenie zakresu sygnalizowane jest wskazaniem OL (skrót od ang. OlERLOAD).

4