Strømmåler funksjonsprinsipp og typer av strømmålere

Introduksjon av amperemåler

Som vi vet, er ordet "måler" knyttet til målesystemer. En måler er et instrument som kan måle en spesifikk størrelse. Som vi vet, er enheten for strøm ampere. Amperemåler betyr ampere-måler, som måler ampereverdien. Ampere er enheten for strøm, så en amperemåler er et mål eller et instrument som måler strøm.

Arbeidsprinsipp for amperemåler

Det hovedprinsippet for amperemåler er at den må ha en veldig lav motstand og også induktiv reaktans. Hvorfor trenger vi dette? Kan vi ikke koble en amperemåler parallelt? Svaret på dette spørsmålet er at den har en veldig lav impedans fordi den må ha en veldig liten mengde spenningsfall over seg og må være koblet i seriekobling fordi strømmen er den samme i seriekretsen.

På grunn av den veldig lave impedansen vil effektforbruket være lavt, og hvis den er koblet parallelt, blir det nesten en kortslutning og all strøm vil strømme gjennom amperemåleren, som kan føre til at instrumentet brenner. Derfor må den være koblet i serie. For en ideell amperemåler må den ha null impedans, slik at den har null spenningsfall over seg, og effektforbruket i instrumentet er null. Men det ideelle er ikke praktisk mulig å oppnå.

Klassifisering eller typer av amperemåler

Avhengig av konstruksjonsprinsippet, finnes det mange typer amperemålere, de er hovedsakelig –

1. Permanent magnet bevegelig spole (PMMC) amperemåler.

2. Bevegelig jern (MI) amperemåler.

3. Elektrodynamometer type amperemåler.

4. Gjenvinder type amperemåler.

Avhengig av typen måling vi utfører, har vi -

1. DC amperemåler.

2. AC amperemåler.

DC amperemålere er hovedsakelig PMMC instrumenter, MI kan måle både AC og DC strømmer, også elektrodynamometer type termisk instrument kan måle DC og AC, induksjonsmålere brukes generelt ikke for amperemålerkonstruksjon på grunn av deres høyere kostnad, unøyaktighet i målingen.

Beskrivelse av ulike typer amperemålere

PMMC amperemåler

Prinsipp for PMMC amperemåler:
Når en strømførende ledning plasseres i et magnetfelt, virker en mekanisk kraft på ledningen, hvis den er festet til et bevegelig system, med spolebevegelsen, flytter pekeren seg over skalaen.
Forklaring: Som navnet antyder, har det permanente magneter som er benyttet i denne typen måleinstrument. Det er spesielt egnet for DC-måling fordi her er defleksjonen proporsjonal med strømmen, og hvis strømretningen snus, vil pekerens defleksjon også snus, så det brukes bare for DC-måling. Dette typen instrument kalles D Arnsonval type instrument. Det har store fordeler som lineær skala, lav effektforbruk, høy nøyaktighet. De største ulemper er kun DC-måling, høyere kostnad osv.
Defleksjonstorque,

Der,
B = Fluxtetthet i Wb/m².
i = Strøm som strømmer gjennom spolen i Amp.
l = Lengden av spolen i m.
b = Bredde av spolen i m.
N = Antall vikninger i spolen.
Utvikling av område i en PMMC amperemåler:
Nå ser det ganske ekstraordinært ut at vi kan utvide målingsområdet i dette typen instrument. Mange av oss vil tenke at vi må kjøpe en ny amperemåler for å måle større mengder strøm, og også mange av oss kan tenke at vi må endre konstruksjonsfunktionene slik at vi kan måle større strømmer, men det er ingenting som det, vi må bare koble en shunt motstand parallelt, og målingsområdet for instrumentet kan utvides, dette er en enkel løsning som instrumentet gir.

I figuren I = total strøm som strømmer i kretsen i Amp.
Ish er strømmen gjennom shunt motstanden i Amp.
Rm er amperemåler motstanden i Ohm.

MI amperemåler

Dette er et bevegelig jern instrument, brukt for både AC og DC, det kan brukes for begge fordi defleksjonen θ er proporsjonal med kvadratet av strømmen, uansett hvilken retning strømmen har, viser det retningens defleksjon, videre er de klassifisert på to flere måter -

1. Tiltrekkingstype.

2. Avvisningstype.

Dets momentligning er:
Der,
I er den totale strømmen som strømmer i kretsen i Amp.
L er selvinduktansen av spolen i Henry.
θ er defleksjonen i Radian.

1. Prinsipp for tiltrekkingstype MI-instrument:
   Når en umagnetisert myk jern er plassert i et magnetfelt, trekkes den mot spolen, hvis et bevegelig system er festet og strøm passerert gjennom en spole, opprettes det et magnetfelt som trekker jernstykket og oppretter et defleksjonstorque som følge av hvilken pekeren beveger seg over skalaen.

2. Prinsipp for avvisningstype MI-instrument:
   Når to jernstykker magnetiseres med samme polaritet ved å passere en strøm, forekommer avvisning mellom dem, og denne avvisningen produserer et defleksjonstorque som følge av hvilken pekeren beveger seg.
   Fordelene med MI-instrumenter er at de kan måle både AC og DC, billige, lave friksjonsfeil, robusthet osv. Det brukes hovedsakelig for AC-måling fordi feilen i DC-måling vil være mer på grunn av hysteresis.

Elektrodynamometer type amperemåler

Dette kan brukes for å måle både AC og DC strøm. Nå ser vi at vi har PMMC- og MI-instrumenter for måling av AC- og DC-strøm, et spørsmål kan oppstå – “hvorfor trenger vi Elektrodynamometer Ammeter? Hvis vi kan måle strøm nøyaktig med andre instrumenter også?”. Svaret er at elektrodynamometer instrumenter har samme kalibrering for både AC og DC, dvs. hvis det er kalibrert med DC, kan vi også måle AC uten kalibrering.

Prinsipp for elektrodynamometer type amperemåler:
Her har vi to spoler, nemlig fast og bevegelig spoler. Hvis en strøm passerer gjennom to spoler, vil den stå i nullposisjon på grunn av utviklingen av like og motsatt moment. Hvis på noen måte, retningen av ett moment snus som strømmen i spolen snur, produseres et ensrettet moment.
For amperemåler, er koblingen en seriekobling og φ = 0
Hvor, φ er fasen vinkel.

Der,
I er mengden strøm som strømmer i kretsen i Amp.
M = Mutuell induktanse av spolen.
De har ingen hysteresisfeil, brukes for både AC- og DC-måling, de største ulemper er at de har lavt moment/vekt-forhold, høy friksjonsnedbrytning, mer dyrt enn andre måleinstrumenter osv.

Gjenvinder amperemåler