Ammeter Arbejdsprincip og Typer af Ammeter

Introduktion til Ammeter

Som vi ved, er ordet "meter" forbundet med målesystemer. En meter er et instrument, der kan måle en bestemt størrelse. Som vi ved, er enheden for strøm ampere. Ammeter betyder amperemåler, som måler amperestørrelsen. Ampere er enheden for strøm, så en ammeter er en meter eller et instrument, der måler strøm.

Funktionssætning for Ammeter

Den vigtigste funktionssætning for ammeter er, at den skal have en meget lav modstand og også induktiv reaktans. Nu, hvorfor har vi brug for dette? Kan vi ikke forbinde en ammeter i parallel? Svaret på dette spørgsmål er, at den har meget lav impedans, fordi den skal have en meget lav spændingsfald over den og skal være forbundet i serieforbindelse, fordi strømmen er den samme i seriekredsløbet.

Og på grund af den meget lave impedans vil effekttabet være lavt, og hvis den er forbundet i parallel, bliver det næsten en kortslutning og hele strømmen vil løbe gennem ammeteren, hvilket kan føre til, at instrumentet går i brand. Derfor skal den være forbundet i serie. For en ideel ammeter skal den have nul impedans, så den har nul spændingsfald over den, og effekttabet i instrumentet er nul. Men det ideelle er ikke praktisk opnåeligt.

Klassificering eller Typer af Ammeter

Afhængigt af konstruktionsprincippet findes der mange typer ammeter, de er hovedsagelig –

1. Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) ammeter.

2. Moving Iron (MI) Ammeter.

3. Elektrodynamometer type Ammeter.

4. Rektifier type Ammeter.

Afhængigt af disse typer målinger, vi foretager, har vi –

1. DC Ammeter.

2. AC Ammeter.

DC Ammeter er hovedsagelig PMMC instrumenter, MI kan måle både AC og DC strømme, også elektrodynamometer type termisk instrument kan måle DC og AC, induktionsmåler anvendes generelt ikke til ammeterkonstruktion på grund af deres højere omkostninger, unøjagtighed i måling.

Beskrivelse af forskellige typer Ammeter

PMMC Ammeter

Princip PMMC Ammeter:
Når en strømførende ledning placeres i et magnetfelt, virker en mekanisk kraft på ledningen, hvis den er forbundet til et bevægeligt system, med spolebevægelsen, bevæger pejlen sig over skalaen.
Forklaring: Som navnet antyder, har det permanente magnetiske styrker, der anvendes i denne type målingsinstrumenter. Det er specielt egnet til DC-måling, fordi her er defleksion proportional med strømmen, og hvis strømretningen vendes, vil pejlen også vendes, så det anvendes kun til DC-måling. Dette type instrument kaldes D Arnsonval type instrument. Det har det store fordel at have en lineær skala, lav effektforbrug, høj præcision. Den store ulempe er, at det kun kan måle DC-størrelser, højere omkostninger osv.
Afvigende drejetorque,

Hvor,
B = Fluxtettheden i Wb/m².
i = Strøm, der løber gennem spolen i Amp.
l = Længden af spolen i m.
b = Bredde af spolen i m.
N = Antal vendinger i spolen.
Udvidelse af rækkevidde i en PMMC Ammeter:
Nu ser det ret usædvanligt ud, at vi kan udvide målingsområdet i dette type instrument. Mange af os vil tænke, at vi skal købe en ny ammeter for at måle højere mængder strøm, og mange af os kan tænke, at vi skal ændre konstruktionsfunktionerne, så vi kan måle højere strøm, men der er intet sådant, vi skal bare forbinde en shunt modstand i parallel, og området for instrumentet kan udvides, dette er en simpel løsning, der er givet af instrumentet.

I figuren I = total strøm, der løber i kredsløbet i Amp.
Ish er strømen gennem shunt modstanden i Amp.
Rm er ammeter modstanden i Ohm.

MI Ammeter

Det er et bevægeligt jern instrument, anvendt til både AC og DC, det kan anvendes til begge, fordi defleksion θ er proportional med kvadratet af strømmen, så uanset strømretningen, viser det retningsafvigelse, yderligere de er indviklet i to flere måder-

1. Tiltrækningstype.

2. Afvisningstype.

Dens drejetorque ligning er:
Hvor,
I er den totale strøm, der løber i kredsløbet i Amp.
L er selvinduktans af spolen i Henry.
θ er defleksionen i Radian.

1. Tiltrækningstype MI Instrument Principe:
   Når et umagnetiseret blødt jern placeres i et magnetfelt, bliver det trukket hen mod spolen, hvis et bevægeligt system er forbundet, og strøm passereres gennem en spole, skaber det et magnetfelt, der trækker jernstykket og skaber en drejetorque, som følge af hvilken pejlen bevæger sig over skalaen.

2. Afvisningstype MI Instrument Principe:
   Når to jernstykker magnetiseres med samme polaritet ved at passere en strøm, finder afvisning mellem dem sted, og denne afvisning producerer en drejetorque, som følge af hvilken pejlen bevæger sig.
   Fordele ved MI instrumenter er, at de kan måle både AC og DC, billige, lave friktionsfejl, robusthed osv. Det anvendes hovedsageligt til AC-måling, fordi fejlen vil være større i DC-måling pga. hysteresis.

Elektrodynamometer Type Ammeter

Dette kan bruges til at måle både AC og DC strøm. Nu ser vi, at vi har PMMC og MI instrumenter til måling af AC og DC strøm, et spørgsmål kan opstå - "hvorfor har vi brug for Elektrodynamometer Ammeter? Hvis vi også kan måle strøm præcist med andre instrumenter?". Svaret er, at elektrodynamometer instrumenter har samme kalibrering for både AC og DC, dvs. hvis det er kalibreret med DC, kan vi også uden kalibrering måle AC.

Princip for Elektrodynamometer Type Ammeter:
Der findes to spoler, nemlig fast og bevægelig spoler. Hvis en strøm passereres gennem begge spoler, vil den forblive i nulpunktet på grund af udviklingen af lige store og modsatte drejetorque. Hvis på en eller anden måde retningen af en drejetorque vendes, når strømmen i spolen vendes, dannes en ensretted drejetorque.
Til ammeter er forbindelsen en serieforbindelse og φ = 0
Hvor, φ er fasevinklen.

Hvor,
I er mængden af strøm, der løber i kredsløbet i Amp.
M = Mutual inductance af spolen.
De har ingen hysteresisfejl, anvendes til både AC og DC-måling, de vigtigste ulemper er, at de har lav drejetorque/vægt-forhold, høje friktionsforskyld, dyrt end andre måleinstrumenter osv.

Rektifier Ammeter

Princip for Rektifier Ammeter:
De anvendes til AC-måling, der er forbundet til sekundæren af en