열선식 계측기

정의

열선식 계측기는 전류를 통과시켜 발생하는 열 효과를 이용하여 그 전류의 크기를 측정하는 장치 유형입니다. 이 원리는 전류가 선을 통과할 때 발생하는 열로 인해 선이 팽창하여 길이가 증가한다는 원리에 기반합니다. 이 다목적 계측기는 교류(AC)와 직류(DC) 모두를 측정할 수 있어 다양한 전기 응용 분야에서 귀중한 도구가 됩니다.

열선식 계측기의 구조

아래 그림은 열선식 계측기의 구조를 보여줍니다. 이 계측기의 핵심 작동 방식은 측정해야 하는 전류가 백금-일리듐 선을 통해 통과하는 것입니다. 이 선은 높은 융점과 좋은 전기 전도성을 가지고 있어 전류의 열 효과 하에서 신뢰성 있는 성능을 보장합니다. 열선식 계측기는 일반적으로 두 개의 선 구성으로 사용됩니다.

열선식 계측기의 구조

하나의 선은 두 개의 단자 사이에 고정되어 있으며, 두 번째 선은 첫 번째 선과 세 번째 단자 사이에 연결되어 위 그림에 나타난 대로 배치됩니다. 실은 펄리 위로 라우팅되고 스프링에 연결됩니다. 이 스프링은 백금-일리듐 선을 긴장 상태로 유지하여 초기 상태를 유지하도록 힘을 가합니다.

열선식 계측기의 작동 원리

전류가 백금-일리듐 선을 통과하면 줄의 열 효과로 인해 선이 가열되고 팽창합니다. 선이 가열될수록 처짐이 증가하지만, 스프링의 도움으로 선은 원래 위치로 돌아갑니다. 선의 팽창과 수축이 반복되면서 펄리가 회전하고, 이는 계측기 표시부의 포인터를 편향시킵니다. 특히, 선의 팽창 정도는 이를 통과하는 전류의 RMS 값의 제곱에 비례하므로 정확한 전류 측정이 가능합니다.

열선식 계측기의 장점

열선식 계측기는 다음과 같은 주요 이점을 제공합니다:

• 다양한 측정 능력: 교류(AC)와 직류(DC) 모두를 측정할 수 있어 다양한 전기 응용 분야에서 적합합니다.

• 교정 일관성: 이송형 계측기로서 AC와 DC 측정 모두에 대한 교정이 동일합니다. 이는 교정 과정을 간소화하고 다양한 전류 유형에서 신뢰성 있고 일관된 결과를 보장합니다.

• 자기장 저항: 열선식 계측기는 난잡한 자기장에 영향을 받지 않습니다. 이 특성 덕분에 상당한 전자기 간섭이 있는 환경에서도 정확한 측정이 가능합니다.

• 단순하고 경제적인 설계: 구조가 비교적 간단하고 저렴하므로 취미가부터 예산이 제한적인 전문가까지 다양한 사용자에게 접근하기 쉬운 옵션입니다.

열선식 계측기의 단점

그러나 열선식 계측기는 몇 가지 제한 사항이 있습니다:

• 느린 응답 시간: 주요 단점 중 하나는 느린 응답 시간입니다. 선이 가열되고 팽창하며 포인터가 편향되는 데 걸리는 시간 때문에 변화하는 전류 값을 신속하게 측정해야 하는 응용 분야에는 적합하지 않을 수 있습니다.

• 선의 신축성으로 인한 불안정성: 시간이 지남에 따라 반복적인 가열 및 냉각 주기가 선을 신축시키고, 이로 인해 계측기의 읽수가 불안정해질 수 있습니다. 이러한 신축성은 점차 측정의 정확성을 저하시키며, 자주 교정하거나 선을 교체해야 할 수 있습니다.

• 높은 전력 소비: 열선식 계측기는 다른 종류의 측정 기기와 비교하여 상대적으로 많은 양의 전력을 소비합니다. 이러한 높은 전력 사용은 특히 전력 효율성이 중요한 응용 분야에서는 문제가 될 수 있습니다.

• 과부하 및 기계적 충격에 대한 취약성: 과부하 조건과 기계적 충격을 잘 견디지 못합니다. 잠시라도 과도한 전류나 갑작스런 충격에 노출되면 섬세한 선과 다른 구성 요소가 손상되어 계측기가 작동하지 않거나 부정확해질 수 있습니다.

위와 같은 단점들로 인해 열선식 계측기는 많은 현대 응용 분야에서 더 발전된 열전기 계측기로 대체되었습니다.