Rectifikātoru tips ierīce | Konstruktīvais darbības princips
Rektifikatora tips instruments mēra maiņstrāvas spriegumu un strāvu ar rektifikatoru elementu un pastāvīgā magnēta kustīgo spirāles tipa instrumentu palīdzību. Tomēr rektifikatora tipa instrumentu galvenā funkcija ir darboties kā voltmeters. Tagad jārodas jautājums: kāpēc rektifikatora tipa instrumentus plaši izmanto rūpnieciskajā pasaulē, lai gan ir daudz citu AC voltmeterus, piemēram, elektrodinamometru tipa instrumentus, termokopļu tipa instrumentus utt? Atbilde uz šo jautājumu ir ļoti vienkārša un tā ir šāda.
Elektrodinamometru tipa instrumentu cena ir daudz augstāka nekā rektifikatora tipa instrumentu. Tomēr rektifikatora tipa instrumenti ir tikpat precīzi kā elektrodinamometru tipa instrumenti. Tādēļ rektifikatora tipa instrumenti tiek izvēlēti pirms elektrodinamometru tipa instrumentiem.
Termokopļu instrumenti ir smagāki nekā rektifikatora tipa instrumenti. Tomēr termokopļu tipa instrumenti tiek plašāk izmantoti ļoti augstās frekvences apstākļos.
Pirms mēs aplūkojam rektifikatora tipa instrumentu konstrukcijas principus un rektifikatora tipa instrumentu darbības principu, ir jārunā par ideālā un praktiskā rektifikatora elementa, kas sauc par diodu, sprieguma un strāvas raksturlielumiem. Lūk, vispirms apspriēsim ideālo rektifikatora elementa raksturlielumus. Kas ir ideāls rektifikatora elements? Rektifikatora elements ir tāds, kas piedāvā nulles pretestību, ja tas ir priekšvirzīts, un bezgalīgu pretestību, ja tas ir atpakaļvirzīts.
Šī īpašība tiek izmantota, lai rektificētu spriegumus (rektifikācija nozīmē pārveidot maiņstrāvu par taisnstrāvi, t.i., AC uz DC). Apsveriet zemāk doto shēmu.
Dotajā shēmā ideālais diods ir savienots virzienā ar sprieguma avotu un slodzes pretestību. Kad mēs padarām diodu priekšvirzītu, tā perfektā veidā ved, piedāvājot nulles elektriskās pretestības ceļu. Tādējādi tā izturās kā savienojums. Mēs varam padarīt diodu priekšvirzītu, savienojot baterijas pozitīvo polu ar anodu un negatīvo polu ar katodu. Rektifikatora elementa vai dioda priekšvirzības raksturlielumi ir parādīti sprieguma un strāvas raksturlielos.
Tagad, kad mēs pieliekam negatīvu spriegumu, t.i., savienojam baterijas negatīvo polu ar dioda anodu un baterijas pozitīvo polu ar dioda katodu. Tā kā tas ir atpakaļvirzīts, tā piedāvā bezgalīgu elektrisko pretestību un tādējādi izturās kā atvērts kontakts. Pilni sprieguma un strāvas raksturlielumi ir parādīti zemāk.
Lūk, vēlreiz apsvērsim to pašu shēmu, bet atšķirība ir tā, ka mēs izmantojam praktisku rektifikatora elementu, nevis ideālu. Praktiskais rektifikatora elements ir ar ierobežotu priekšvirzīto blokācijas spriegumu un augstu atpakaļvirzīto blokācijas spriegumu. Mēs izmantosim to pašu procedūru, lai iegūtu praktiskā rektifikatora elementa sprieguma un strāvas raksturlielus. Kad mēs padarām praktisko rektifikatora elementu priekšvirzītu, tā nerada strāvu, līdz lietotais spriegums nav lielāks par priekšvirzīto bojājuma spriegumu vai mēs varam teikt, ka kolēnu spriegumu. Kad lietotais spriegums kļūst lielāks par kolēnu spriegumu, tad diods vai rektifikatora elements nonāk strāvas režīmā. Tādējādi tā izturās kā savienojums, bet tā kā ir kāda elektriskā pretestība, ir sprieguma pazeminājums caur šo praktisko diodu. Mēs varam padarīt rektifikatora elementu priekšvirzītu, savienojot baterijas pozitīvo polu ar anodu un negatīvo polu ar katodu. Praktiskā rektifikatora elementa vai dioda priekšvirzības raksturlielumi ir parādīti sprieguma un strāvas raksturlielos. Tagad, kad mēs pieliekam negatīvu spriegumu, t.i., savienojam baterijas negatīvo polu ar dioda anodu un baterijas pozitīvo polu ar rektifikatora elementa katodu. Tā kā tas ir atpakaļvirzīts, tā piedāvā ierobežotu pretestību un negatīvu spriegumu, līdz lietotais spriegums kļūst vienāds ar atpakaļvirzīto bojājuma spriegumu, un tādējādi tā izturās kā atvērts kontakts. Pilni raksturlielumi ir parādīti zemāk
Tagad rektifikatora tipa instrumenti izmanto divus rektifikatora shēmu veidus:
Pusemaiņas Rektifikatora Shēmas Rektifikatora Tipa Instrumentiem
Apsveriet pusemaiņas rektifikatora shēmu, kas dotā zemāk, kurā rektifikatora elements ir savienots virzienā ar sinusoīdu sprieguma avotu, pastāvīgā magnēta kustīgo spirāles tipa instrumentu un reizinātāja pretestību.
Šīs elektriskās pretestības funkcija ir ierobežot strāvu, ko pieprasa pastāvīgā magnēta kustīgo spirāles tipa instruments. Ir ļoti svarīgi ierobežot strāvu, ko pieprasa pastāvīgā magnēta kustīgo spirāles tipa instruments, jo, ja strāva pārsniedz PMMC strāvas normu, tā destruē instrumentu. Tagad mēs sadalām mūsu darbību divās daļās. Pirmajā daļā mēs pieliekam pastāvīgu DC spriegumu minētajai shēmai. Shēmā mēs pieņemam, ka rektifikatora elements ir ideāls.
Lūk, mēs atzīmējam reizinātāja pretestību R un pastāvīgā magnēta kustīgo spirāles tipa instrumenta pretestību R1. DC spriegums radīs pilnas skala defleciju lieluma I=V/(R+R1), kur V ir vidējā kvadrātiskā vērtība sprieguma. Tagad apsveriet otru gadījumu, kurā mēs pieliekam AC sinusoīdu spriegumu v =Vm × sin(wt) un mēs iegūsim izvades formas viļņu, kā parādīts. Pozitīvajā pusē rektifikatora elements ved, bet negatīvajā pusē tā neved. Tātad mēs iegūsim sprieguma impulsu kustīgo spirāles instrumentā, kas radīs pulsojošu strāvu, tādējādi pulsojoša strāva radīs pulsojošu momentu.
Izveidotā deflexija atbilstēs sprieguma vidējai vērtībai. Tātad, lai aprēķinātu vidējo elektriskās strāvas vērtību, lai aprēķinātu sprieguma vidējo vērtību, mums jāintegrē sprieguma momentānā izteiksme no 0 līdz 2 pi. Tātad aprēķinātā sprieguma vidējā vērtība ir 0.45V. Vēlreiz mēs esam V - vidējā kvadrātiskā vērtība strāvas. Tātad mēs secinām, ka AC ieplūdes jutība ir 0.45 reizes DC ieplūdes jutība pusemaiņas rektifikatora gadījumā.
Pilnmaiņas Rektifikatora Shēmas Rektifikatora Tipa Instrumentiem
Apsveriet pilnmaiņas rektifikatora shēmu, kas dotā zemāk.
Mēs esam izmantojuši šeit tilta rektifikatora shēmu, kā parādīts. Vēlreiz mēs sadalām mūsu darbību divās daļās. Pirmajā mēs analizējam izvadi, pieliekot DC spriegumu, un otrajā mēs pieliekam AC spriegumu shēmai. Serijā ir savienots reizinātāja pretestības rezisors, kas ir ar to pašu funkciju, kā aprakstīts iepriekš. Lūk, mēs apsveram pirmo gadījumu, kur mēs pieliekam DC sprieguma avotu shēmai. Tagad pilnas skala deflecijas strāvas vērtība šajā gadījumā ir vēlreiz V/(R+R1), kur V ir lietotā sprieguma vidējā kvadrātiskā vērtība, R ir reizinātāja pretestības rezisors, un R1, kas ir instruments elektriskā pretestība. R un R1 ir atzīmēti shēmā. Tagad apsveriet otro gadījumu, kur mēs pieliekam AC sinusoīdu spriegumu shēmai, kas ir dots v = Vmsin(wt), kur Vm ir lietotā sprieguma maksimuma vērtība, vēlreiz, ja mēs aprēķinām pilnas skala deflecijas strāvas vērtību šajā gadījumā, izmantojot līdzīgu procedūru, mēs iegūsim pilnas skala strāvas izteiksmi kā .9V/(R+R1). Atcerieties, lai iegūtu sprieguma vidējo vērtību, mums jāintegrē sprieguma momentānā izteiksme no nulles līdz pi. Tādējādi salīdzinot to ar DC izvadi, mēs secinām, ka AC ieplūdes sprieguma avota jutība ir 0.9 reizes tāda kā DC ieplūdes sprieguma avota gadījumā.
Izvades formas viļnis ir parādīts zemāk. Tagad mēs runāsim par faktoriem, kas ietekmē rektifikatora tipa instrumentu veiktspēju:
Rektifikatora tipa instrumenti tiek kalibrēti sinusoidālās sprieguma un strāvas formu vidējā kvadrātiskā vērtībā. Problēma ir tā, ka ieejas formas viļnis varbūt nebūs tāds pats formfaktors, uz kuru ir kalibrētas šo instrumentu skalas.
Var būt kādi kļūdas rektifikatora shēmas dēļ, jo mēs neesam iekļāvuši tilta rektifikatora shēmas pretestību abos gadījumos. Tilta nelīniskie raksturlielumi var deformēt strāvas un sprieguma formas viļņus.
Var būt temperatūras maiņas, kas maina tilta elektrisko pretestību, tādējādi, lai kompensētu šāda veida kļūdas, mums jāpieliek reizinātāja rezisors ar augstu temperatūras koeficientu.
Tilta rektifikatora kapacitātes efekts: Tilts rektifikators ir nepilnīgs kapacitātes dēļ, tādējādi tā pārnes augstfrekvences strāvas. Tādējādi notiek lasījumu samazināšanās.
Rektifikatora tipa instrumentu jutība ir zema AC ieplūdes sprieguma gadījumā.
Rektifikatora Tipa Instrumentu Priekšrocības
Šeit ir rektifikatora tipa instrumentu priekšrocības:
Rektifikatora tipa instrumentu precizitāte ir aptuveni 5 procenti parastā darbības stāvoklī.
Darbības frekvences diapazons var tikt paplašināts līdz augstām vērtībām.
Viņiem ir vienmērīga skala uz instrumenta.
Viņiem ir zemas darbības strāvas un sprieguma vērtības.
AC rektifikatora voltmetera sagrieztā efekta abos gadījumos (t.i., pusmaiņas dioda rektifikatora un pilnmaiņas dioda rektifikatora) ir lielāks nekā DC voltmeteru sagrieztā efekts, jo voltmetera jutība, izmantojot pusmaiņas vai pilnmaiņas rektifikāciju, ir mazāka nekā DC voltmeteru jutība.
Paziņojums: Cienīt originālu, labas rakstītās raksturas vērts koplietošanas, ja tiek pārkāpts autortiesību likums, lūdzu, sazinieties, lai dzēst.
