Rektifikkertype instrument | Konstruksjon og arbeidsprinsipp
Rektifiserende instrument måler vekselstrømsspenning og strøm ved hjelp av rektifiserende elementer og permanente magnetbevegelige spoleinstrumenter. Hovedfunksjonen til rektifiserende instrumenter er imidlertid å fungere som spenningsmåler. Nå må det oppstå en spørsmål i våre hoder: hvorfor bruker vi rektifiserende instrumenter så utbredt i industriverdenen, selv om vi har ulike andre AC-spenningsmålere som elektrodynamometertype instrumenter, termoelementtype instrumenter osv? Svaret på dette spørsmålet er ganske enkelt og er skrevet som følger.
Kosten for elektrodynamometertype instrumenter er mye høyere enn rektifiserende instrumenter. Imidlertid er rektifiserende instrumenter like nøyaktige som elektrodynamometertype instrumenter. Derfor foretrekker man rektifiserende instrumenter fremfor elektrodynamometertype instrumenter.
Termoelementinstrumentene er mer delikate enn rektifiserende instrumenter. Imidlertid brukes termoelementtype instrumenter mer utbredt ved svært høye frekvenser.
Før vi ser på konstruksjonsprinsippet og funksjonen til rektifiserende instrumenter, er det nødvendig å diskutere detaljert spenning-strøm-karakteristikker for ideelle og praktiske rektifiserende elementer kalt dioder. La oss først diskutere de ideelle karakteristikkene til rektifiserende element. Hva er et ideelt rektifiserende element? Et rektifiserende element er et som tilbyr null motstand hvis det er forover forbrent, og tilbyr uendelig motstand hvis det er bakover forbrent.
Denne egenskapen brukes til å rektifisere spenninger (rektifisering betyr å konvertere en alternerende mengde til en direkte mengde, dvs. AC til DC). Se på kretskortet under.
I det gitte kretskortet er den ideelle dioden koblet i serie med spenningskilden og lastmotstanden. Når vi gjør dioden forover forbrent, vil den lede perfekt ved å tilby en null elektrisk motstand. Den oppfører seg dermed som kortsluttet. Vi kan gjøre dioden forover forbrent ved å koble den positive terminalen av batteriet til anoden og den negative terminalen til katoden. Foroverkarakteristikken til rektifiserende element eller diode vises i spenning-strøm-karakteristikken.
Når vi nå anvender negativ spenning, dvs. kobler den negative terminalen av batteriet til anodeterminalen av dioden og den positive terminalen av batteriet til katodeterminalen av dioden. På grunn av bakover forbrenning tilbyr den uendelig elektrisk motstand og oppfører seg dermed som åpen krets. De fullstendige spenning-strøm-karakteristikene vises nedenfor.
La oss igjen betrakte samme krets, men forskjellen er at vi her bruker et praktisk rektifiserende element i stedet for et ideelt. Et praktisk rektifiserende element har noen endelige forover blokkeringspenning og høy bakover blokkeringspenning. Vi vil bruke samme prosedyre for å få spenning-strøm-karakteristikker for et praktisk rektifiserende element. Når vi gjør det praktiske rektifiserende elementet forover forbrent, vil det ikke lede før den anvendte spenningen er større enn forover nedbrytningspenningen eller knepenning. Når den anvendte spenningen blir større enn knepenningen, vil dioden eller rektifiserende element komme i ledefase. Det oppfører seg dermed som kortsluttet, men på grunn av noen elektrisk motstand er det en spenningfall over denne praktiske dioden. Vi kan gjøre rektifiserende elementet forover forbrent ved å koble den positive terminalen av batteriet til anoden og den negative terminalen til katoden. Foroverkarakteristikken til det praktiske rektifiserende elementet eller dioden vises i spenning-strøm-karakteristikken. Når vi nå anvender negativ spenning, dvs. kobler den negative terminalen av batteriet til anodeterminalen av dioden og den positive terminalen av batteriet til katodeterminalen av rektifiserende element. På grunn av bakover forbrenning tilbyr det endelig motstand, og den negative spenningen til den anvendte spenningen blir lik bakover nedbrytningspenningen, og dermed oppfører det seg som åpen krets. De fullstendige karakteristikker vises nedenfor
Nå bruker rektifiserende instrument to typer rektifiserende kretser:
Halv bølgerektsirkuit for rektifiserende instrumenter
La oss betrakte halv bølgerektsirkuitet under, der rektifiserende elementet er koblet i serie med en sinusformet spenningskilde, et permanent magnetbevegelig spoleinstrument og en multiplikatorresistor.
Funksjonen til denne elektriske motstands-multiplikatoren er å begrense strømmen dratt av det permanente magnetbevegelige spoleinstrumentet. Det er viktig å begrense strømmen dratt av det permanente magnetbevegelige spoleinstrumentet, fordi hvis strømmen overstiger strømforholdet til PMMC, vil det ødelegge instrumentet. Nå deler vi vår operasjon i to deler. I første del anvender vi konstant DC-spenning til ovennevnte krets. I kretskortet antar vi at rektifiserende elementet er ideelt.
La oss merke motstanden til multiplikatoren R, og den permanente magnetbevegelige spoleinstrumentet R1. DC-spenningen produserer en fullskalaavvikling av størrelsen I=V/(R+R1), hvor V er kvadratrot-middelverdien av spenningen. La oss nå betrakte andre tilfellet, i dette tilfellet anvender vi AC-sinusformet spenning til kretsen v =Vm × sin(wt) og vi får utdata-bølgen som vist. I positiv halvsyklus vil rektifiserende elementet lede, og i negativ halvsyklus vil det ikke lede. Så vil vi få en puls av spenning i bevegelige spoleinstrumentet, som produserer pulserende strøm, og dermed pulserende dreiemoment.
Avviklingen som produseres, vil korrespondere med gjennomsnittsverdien av spenningen. La oss derfor beregne gjennomsnittsverdien av elektrisk strøm, for å beregne gjennomsnittsverdien av spenningen må vi integrere den øyeblikkelige uttrykket for spenningen fra 0 til 2 pi. Så beregnet gjennomsnittsverdien av spenningen blir 0.45V. Igen har vi V som kvadratrot-middelverdien av strømmen. Dermed konkluderer vi at sensitiviteten til AC-inndata er 0.45 ganger sensitiviteten til DC-inndata i tilfelle halv bølgerektsirkuit.
Full bølgerektsirkuit for rektifiserende instrumenter
La oss betrakte et full bølgerektsirkuit under.
Vi har her brukt en brorektsirkuit som vist. Igjen deler vi vår operasjon i to deler. I første del analyserer vi utdata ved å anvende DC-spenning, og i andre del anvender vi AC-spenning til kretsen. En serie multiplikatorresistor er koblet i serie med spenningskilden, som har samme funksjon som beskrevet ovenfor. La oss betrakte første tilfelle her, hvor vi anvender DC-spenningskilde til kretsen. Nå er verdien av fullskalaavviklingstrøm i dette tilfellet igjen V/(R+R1), hvor V er kvadratrot-middelverdien av den anvendte spenningen, R er motstanden til motstands-multiplikatoren, og R1 som er elektrisk motstand til instrumentet. R og R1 er merket i kretskortet. La oss nå betrakte andre tilfelle, i dette tilfellet anvender vi AC-sinusformet spenning til kretsen som er gitt v = Vmsin(wt), hvor Vm er toppverdien av den anvendte spenningen. Igen, hvis vi beregner verdien av fullskalaavviklingstrøm i dette tilfellet ved å anvende lignende prosedyre, vil vi få et uttrykk for fullskalastrøm som .9V/(R+R1). Husk at for å få gjennomsnittsverdien av spenningen, skal vi integrere det øyeblikkelige uttrykket for spenningen fra null til pi. Ved å sammenligne det med DC-utdata konkluderer vi at sensitiviteten med AC-inndata spenning er 0.9 ganger som i tilfelle DC-inndata spenning.
Utdata-bølgen vises nedenfor. Nå skal vi diskutere faktorene som påvirker ytelsen til rektifiserende instrumenter:
Rektifiserende instrumenter kalibreres i form av kvadratrot-middelverdier av sinusformet spenning og strøm. Problemet er at inndata-bølgeformen kan ha samme formfaktor som den skalaen disse meterene er kalibrert på, eller ikke.
Det kan være noen feil på grunn av rektsirkuitet, siden vi ikke inkluderte motstanden til brorektsirkuitet i begge tilfeller. De ikkelineære karakteristikkene til broen kan forvrengte strøm- og spenning-bølgeformer.
Det kan være variasjon i temperatur, slik at den elektriske motstanden i broen endrer seg, og derfor for å kompensere for slike feil, bør vi anvende multiplikatorresistor med høy temperaturkoeffisient.
Effekt av kapasitansen til brorektsirkuit: Brorektsirkuit har ufullkommen kapasitans, slik at den passerer høyfrekvensstrømmer. Derfor er det en nedgang i lesingen.
Sensitiviteten til rektifiserende instrumenter er lav i tilfelle AC-inndata spenning.
Fordeler med rektifiserende instrumenter
Følgende er fordeler med rektifiserende instrumenter:
Nøyaktigheten til rektifiserende instrumenter er omtrent 5 prosent under normale driftsbetingelser.
Frekvensområdet for drift kan utvides til høye verdier.
De har jevn skala på meteret.
De har lave driftsverdier for strøm og spenning.
Lasteffekten av et AC-rektifiserende spenningmåler i begge tilfeller (dvs. halv bølgerektsirkuit og full bølgerektsirkuit) er høyere enn lasteffekten av DC-spenningmålere, da sensitiviteten til spenningmåleren, enten ved halv bølgerektsirkuit eller full bølgerektsirkuit, er mindre enn sensitiviteten til DC-spenningmålere.
Erklæring: Respekt for originalen, god artikkel verdt å dele, ved krænking kontakt for sletting.
