Glødetrådinstrument

Definisjon

Et varmestraalinstrument er definert som en type måleenhet som utnytter varmeeffekten av en elektrisk strøm for å bestemme størrelsen på denne strømmen. Dets funksjon baserer seg på prinsippet at når en elektrisk strøm passerer gjennom en tråd, så genereres varme som følge av dette, og dette fører til at tråden utvider seg, øker sin lengde. Dette flerbrukelige instrumentet er i stand til å måle både vekselstrøm (AC) og likestrøm (DC), noe som gjør det til et verdifullt verktøy i ulike elektriske applikasjoner.

Konstruksjon av Varmestraalinstrumentet

Konstruksjonen av et varmestraalinstrument vises i figuren nedenfor. I kjernen av dets funksjon passeres strømmen, hvis størrelse skal måles, gjennom en platin-iridium-tråd. Denne tråden er en kritisk komponent på grunn av dens høye smeltepunkt og gode elektriske ledeevne, som sikrer pålitelig ytelse under varmeeffekten fra strømmen. Varmestraalinstrumentet bruker typisk en to-tråds-konfigurasjon.

Konstruksjon av Varmestraalinstrumentet

En tråd er fast festet mellom to terminaler, mens den andre tråden er koblet mellom den første tråden og en tredje terminal, slik som vist i figuren ovenfor. En tråd er rute over en hvelv og deretter festet til en fjær. Denne fjæren utøver en kraft som holder platin-iridium-tråden under spenning, ved å opprettholde dens opprinnelige tilstand.

Arbeidsprinsipp for Varmestraalinstrumenter

Når en elektrisk strøm flyter gjennom platin-iridium-tråden, varmes tråden opp på grunn av Joule-varmeeffekten og utvider seg etterhvert. Som tråden varmes, øker dens sving. Imidlertid returnerer tråden til sin opprinnelige posisjon med hjelp av fjæren. De alternerende utvidelsene og kontraksjonene av tråden fører til at hvelven roterer, som igjen gir en avvikling på instrumentets visning. Merk at omfanget av trådens utvidelse er direkte proporsjonalt med kvadratet av effektivverdien (RMS) av strømmen som passerer gjennom den, noe som muliggjør nøyaktig strømmåling.

Fordeler med Varmestraalinstrumentet

Varmestraalinstrumentet tilbyr flere bemerkelsesverdige fordeler:

• Flerbrukelig Målekapasitet: Det kan brukes for å måle både vekselstrøm (AC) og likestrøm (DC), noe som gjør det egnet for et bredt spekter av elektriske applikasjoner.

• Kalibreringskonsekvens: Som et overføringsinstrument, forbli kalibreringen den samme for både AC- og DC-målinger. Dette forenkler kalibreringsprosessen og sikrer pålitelige og konsekvente resultater over forskjellige strømtyper.

• Immunitet mot magnetfelt: Varmestraalinstrumentet er immun mot fremmede magnetfelt. Denne karakteristika lar det gi nøyaktige målinger selv i miljøer med betydelig elektromagnetisk støy.

• Enkel og kostnadseffektiv design: Konstruksjonen er relativt rettframsk og billig, noe som gjør det til et tilgjengelig alternativ for ulike brukere, fra hobbyister til profesjonelle med begrenset budsjett.

Ulemper med Varmestraalinstrumentet

Til tross for sine fordeler har varmestraalinstrumentet flere begrensninger:

• Langsom respons: En av de primære ulemper er den lave responstiden. Tiden det tar for tråden å varmes opp, utvides, og for pekeren å avvikle, betyr at det kanskje ikke er egnet for applikasjoner som krever hurtig måling av endrede strømmålinger.

• Usikkerhet på grunn av trådutvidelse: Over tid kan de repeterende varme- og kjølingsyklene føre til at tråden strekker seg, noe som fører til usikkerhet i instrumentets lesinger. Denne utvidelsen kan gradvis påvirke nøyaktigheten av målingene og kreve hyppig kalibrering eller erstattelse av tråden.

• Høy strømforbruk: Varmestraalinstrumentet forbruker en relativt stor mengde strøm sammenlignet med noen andre typer måleenheter. Dette høyere strømforbruket kan være en bekymring, spesielt i applikasjoner der strømøkonomi er avgjørende.

• Sårbarhet overfor overlast og mekanisk sjokk: Det mangler evnen til å takle overlastsbetingelser og mekaniske sjokk godt. Selv en kortvarig eksponering for unormalt høy strøm eller en plutselig rykk kan skade den delikate tråden og andre komponenter, noe som gjør instrumentet ufunksjonelt eller unøyaktig.

På grunn av de nevnte ulemper, har varmestraalinstrumenter i stor grad blitt erstattet av mer avanserte termoelektriske instrumenter i mange moderne applikasjoner.