Θερμή Συρματική Μέτρηση

Ορισμός

Ένα θερμού λανθάνιου όργανο ορίζεται ως μέτρηση που εκμεταλλεύεται τη θερμοποίηση που προκαλεί ένας ηλεκτρικός ρευστός για να καθορίσει τη δύναμή του. Η λειτουργία του βασίζεται στην αρχή ότι όταν ένας ηλεκτρικός ρευστός περνά μέσω ενός λανθάνιου, η θερμότητα που παράγεται το προκαλεί να επεκταθεί, αυξάνοντας το μήκος του. Αυτό το πολυλειτουργικό όργανο είναι ικανό να μετρήσει και εναλλασσόμενο (AC) και συνεχή (DC) ρεύμα, κάνοντάς το ένα χρήσιμο εργαλείο σε διάφορες ηλεκτρικές εφαρμογές.

Κατασκευή του Θερμού Λανθάνιου Οργάνου

Η κατασκευή ενός θερμού λανθάνιου όργανου είναι παρουσιασμένη στο παρακάτω σχήμα. Στην καρδιά της λειτουργίας του, το ρεύμα του οποίου πρέπει να μετρηθεί περνά μέσω ενός λανθάνιου από πλατίνιο-ιριδίο. Αυτό το λανθάνιο είναι ένα κρίσιμο στοιχείο λόγω του υψηλού σημείου τήξης και της καλής ηλεκτρικής διαχωριστικότητας, που εξασφαλίζουν αξιόπιστη λειτουργία υπό την θερμοποίηση του ρεύματος. Το θερμό λανθάνιο όργανο χρησιμοποιεί συνήθως μια διατύπωση δύο λανθάνιων.

Κατασκευή του Θερμού Λανθάνιου Οργάνου

Ένα λάνθανο είναι στερεά εγκατεστημένο μεταξύ δύο καταναλωτών, ενώ το δεύτερο λάνθανο είναι συνδεδεμένο μεταξύ του πρώτου λανθάνιου και ενός τρίτου καταναλωτή, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Ένα νήμα περνάει πάνω από έναν πύλη και στη συνέχεια είναι εγκατεστημένο σε έναν ελατήριο. Αυτός ο ελατήριος ασκεί μια δύναμη που κρατά το λάνθανο από πλατίνιο-ιριδίο υπό ένταση, διατηρώντας την αρχική του κατάσταση.

Λειτουργική Αρχή των Θερμών Λανθανίων Οργάνων

Όταν ένας ηλεκτρικός ρευστός ρέει μέσω του λανθάνιου από πλατίνιο-ιριδίο, το λάνθανο θερμαίνεται λόγω του θερμοποιητικού επιτήδευματος Joule και στη συνέχεια επεκτείνεται. Καθώς το λάνθανο θερμαίνεται, το ένδειξμα του αυξάνεται. Ωστόσο, το λάνθανο επιστρέφει στην αρχική του θέση με τη βοήθεια του ελατηρίου. Η εναλλακτική επέκταση και συστολή του λανθάνιου προκαλούν την περιστροφή της πύλης, η οποία στη συνέχεια αποκλίνει το δείκτη στην εμφάνιση του όργανου. Σημαντικά, η έκταση του λανθάνιου είναι ανάλογη με το τετράγωνο της τετραγωνικής μέσης τιμής (RMS) του ρεύματος που περνά μέσα του, επιτρέποντας ακριβή μέτρηση του ρεύματος.

Πλεονεκτήματα του Θερμού Λανθάνιου Οργάνου

Το θερμό λανθάνιο όργανο παρέχει αρκετά σημαντικά πλεονεκτήματα:

• Πολυλειτουργική Δυνατότητα Μέτρησης: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση και εναλλασσόμενου (AC) και συνεχούς (DC) ρεύματος, κάνοντάς το κατάλληλο για μια ευρεία γκάμα ηλεκτρικών εφαρμογών.

• Συνέπεια Εγκατάστασης: Ως όργανο μεταφοράς, η εγκατάστασή του παραμένει ίδια για μέτρηση και AC και DC. Αυτό απλοποιεί τη διαδικασία εγκατάστασης και εξασφαλίζει αξιόπιστα και συνεπή αποτελέσματα σε διάφορους τύπους ρεύματος.

• Ανοσία σε Μαγνητικά Πεδία: Το θερμό λανθάνιο όργανο είναι ανοσιοποιημένο σε παρενεργά μαγνητικά πεδία. Αυτή η ιδιότητα του επιτρέπει να παρέχει ακριβείς μετρήσεις ακόμη και σε περιβάλλοντα με σημαντική ηλεκτρομαγνητική διαταραχή.

• Απλή και Οικονομική Κατασκευή: Η κατασκευή του είναι σχετικά απλή και φθηνή, κάνοντάς το προσιτό επιλογή για διάφορους χρήστες, από ερασιτέχνες έως επαγγελματίες με περιορισμένο προϋπολογισμό.

Μειονεκτήματα του Θερμού Λανθάνιου Οργάνου

Παρά τα πλεονεκτήματά του, το θερμό λανθάνιο όργανο έχει αρκετά περιορισμούς:

• Αργή Απόκριση: Ένα από τα βασικά μειονεκτήματά του είναι η αργή απόκριση. Ο χρόνος που απαιτείται για το λάνθανο να θερμανθεί, να επεκταθεί και για το δείκτη να αποκλίνει σημαίνει ότι μπορεί να μην είναι κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν γρήγορη μέτρηση μεταβαλλόμενων τιμών ρεύματος.

• Αστάθεια Λόγω Επέκτασης του Λανθάνιου: Με την πάροδο του χρόνου, οι επαναλαμβανόμενες θερμοποιήσεις και ψύξεις μπορούν να προκαλέσουν το λάνθανο να επεκταθεί, οδηγώντας σε αστάθεια στις αναγνώσεις του όργανου. Αυτή η επέκταση μπορεί να επηρεάσει σταδιακά την ακρίβεια των μετρήσεων και να απαιτεί συχνή εγκατάσταση ή αντικατάσταση του λανθάνιου.

• Υψηλή Κατανάλωση Ισχύος: Το θερμό λανθάνιο όργανο καταναλώνει σχετικά μεγάλη ισχύ σε σύγκριση με άλλα τύπους μετρητών. Αυτή η υψηλή κατανάλωση ισχύος μπορεί να είναι ένα πρόβλημα, ειδικά σε εφαρμογές όπου η αποτελεσματικότητα της ισχύος είναι κρίσιμη.

• Ευάλωτο σε Υπερφόρτιση και Μηχανικές Επιδράσεις: Δεν έχει τη δυνατότητα να αντιμετωπίσει καλά συνθήκες υπερφόρτισης και μηχανικών επιδράσεων. Ακόμη και μια σύντομη εκτέλεση σε υπερβολικό ρεύμα ή ένα ξαφνικό σοκ μπορεί να βλάψει το ευαίσθητο λάνθανο και άλλα στοιχεία, καθιστώντας το όργανο μη λειτουργικό ή ακριβές.

Λόγω αυτών των προαναφερθέντων μειονεκτημάτων, τα θερμά λανθάνια όργανα έχουν κατά κύριο λόγο αντικατασταθεί από πιο προηγμένα θερμοηλεκτρικά όργανα σε πολλές σύγχρονες εφαρμογές.