Horkovláknový přístroj

Definice

Horkovláknový přístroj je definován jako typ měřicího zařízení, které využívá tepelný efekt elektrického proudu k určení jeho velikosti. Jeho fungování je založeno na principu, že když elektrický proud prochází drátem, vygenerované teplo způsobí roztažení drátu a zvětšení jeho délky. Toto univerzální zařízení je schopno měřit jak střídavý proud (AC), tak i stejnosměrný proud (DC), což z něj dělá cenný nástroj v různých elektrotechnických aplikacích.

Konstrukce horkovláknového přístroje

Konstrukce horkovláknového přístroje je znázorněna na níže uvedeném obrázku. V jádru jeho fungování prochází proud, jehož velikost je třeba změřit, platín-iridiovým drátem. Tento drát je klíčovou součástí díky svému vysokému teplotnímu bodu tavení a dobré elektrické vodivosti, které zajišťují spolehlivé výkony pod vlivem tepelného efektu proudu. Horkovláknový přístroj obvykle používá dvoudrátkovou konfiguraci.

Konstrukce horkovláknového přístroje

Jeden drát je pevně připevněn mezi dvěma terminály, zatímco druhý drát je spojen mezi prvním drátem a třetím terminálem, jak je znázorněno na výše uvedeném obrázku. Nit je vedena přes ložisko a pak připojena ke pružině. Tato pružina působí silou, která udržuje platín-iridiový drát napnutý, zachovávajíc jeho počáteční stav.

Princip fungování horkovláknových přístrojů

Když elektrický proud prochází platín-iridiovým drátem, drát se ohřeje díky Jouleovu tepelnému efektu a následně se roztaží. S ohřevem drátu se zvětší jeho prolhaní. Nicméně, drát se s pomocí pružiny vrací do své původní pozice. Střídavé roztažení a stahu drátu způsobí otáčení ložiska, což dále odkloní ukazatel na displeji přístroje. Zásluhou toho, že roztažení drátu je přímo úměrné druhé mocnině efektivní hodnoty proudu, který prochází drátem, lze dosáhnout přesného měření proudu.

Výhody horkovláknového přístroje

Horkovláknový přístroj nabízí několik významných výhod:

• Univerzální možnost měření: Může být použit pro měření jak střídavého proudu (AC), tak i stejnosměrného proudu (DC), čímž se stává vhodným pro širokou škálu elektrotechnických aplikací.

• Konzistence kalibrace: Jako přenosový přístroj má stejnou kalibraci pro měření AC i DC. To zjednodušuje proces kalibrace a zajišťuje spolehlivé a konzistentní výsledky napříč různými typy proudů.

• Imunita vůči magnetickému poli: Horkovláknový přístroj je imunní vůči cizorodým magnetickým polím. Tato charakteristika mu umožňuje poskytnout přesná měření i v prostředí s významnou elektromagnetickou interferencí.

• Jednoduchá a ekonomická konstrukce: Jeho konstrukce je relativně jednoduchá a levná, což z něj dělá přístupnou možnost pro různé uživatele, od nadšenců po profesionály s omezeným rozpočtem.

Nevýhody horkovláknového přístroje

Přes své výhody má horkovláknový přístroj několik omezení:

• Pomalá odezva: Jednou z hlavních nevýhod je jeho pomalá odezva. Čas potřebný k ohřátí, roztažení drátu a odklonu ukazatele znamená, že může být nevhodný pro aplikace, které vyžadují rychlé měření měnících se hodnot proudů.

• Instabilita kvůli prodloužení drátu: S časem opakované cykly ohřevu a chladnutí mohou způsobit prodloužení drátu, což vede k nestabilitě čtení přístroje. Toto prodloužení může postupně ovlivnit přesnost měření a vyžadovat častou kalibraci nebo výměnu drátu.

• Vysoké spotřebování energie: Horkovláknový přístroj spotřebovává relativně velké množství energie v porovnání s některými jinými typy měřicích přístrojů. Toto vyšší spotřeba může být problémem, zejména v aplikacích, kde je energetická efektivita klíčová.

• Zranitelnost vůči přetížení a mechanickým šokům: Nemá schopnost dobře odolat přetížením a mechanickým šokům. I krátkodobé expozice nadměrnému proudu nebo náhlého rázu mohou poškodit tenký drát a další komponenty, což může přístroj znefunkčnit nebo způsobit nepřesná měření.

Vzhledem k těmto zmíněným nevýhodám byly horkovláknové přístroje v mnoha moderních aplikacích nahrazeny pokročilejšími termoelektrickými přístroji.