Горячий проволочный прибор

Определение

Тепловая проволочная измерительная прибор представляет собой тип измерительного устройства, которое использует тепловой эффект электрического тока для определения величины этого тока. Его работа основана на принципе, что когда электрический ток проходит через проволоку, выделяемое тепло вызывает расширение проволоки и увеличение ее длины. Этот универсальный прибор способен измерять как переменный (AC), так и постоянный (DC) ток, что делает его ценным инструментом в различных электрических приложениях.

Конструкция теплового проволочного прибора

Конструкция теплового проволочного прибора показана на приведенной ниже схеме. В основе его работы лежит прохождение тока, величину которого необходимо измерить, через платино-иридиевую проволоку. Эта проволока является ключевым компонентом благодаря высокой температуре плавления и хорошей электропроводности, что обеспечивает надежную работу под воздействием тепла от тока. Тепловой проволочный прибор обычно использует двухпроводную конфигурацию.

Конструкция теплового проволочного прибора

Один провод крепко прикреплен между двумя терминалами, в то время как второй провод соединен между первым проводом и третьим терминалом, как показано на приведенной выше схеме. Нить пропущена через блок и затем прикреплена к пружине. Эта пружина создает силу, которая поддерживает платино-иридиевую проволоку в натянутом состоянии, сохраняя ее исходное состояние.

Принцип работы тепловых проволочных приборов

Когда электрический ток проходит через платино-иридиевую проволоку, она нагревается вследствие эффекта Джоуля и, следовательно, расширяется. По мере нагревания проволоки увеличивается ее провисание. Однако проволока возвращается в свое исходное положение с помощью пружины. Альтернативное расширение и сжатие проволоки вызывают вращение блока, что, в свою очередь, отклоняет указатель на дисплее прибора. Заметим, что степень расширения проволоки прямо пропорциональна квадрату среднеквадратичного (RMS) значения тока, проходящего через нее, что позволяет точно измерять ток.

Преимущества теплового проволочного прибора

Тепловой проволочный прибор предлагает несколько значительных преимуществ:

• Универсальная измерительная способность: он может использоваться для измерения как переменного (AC), так и постоянного (DC) тока, что делает его подходящим для широкого спектра электрических приложений.

• Постоянство калибровки: как передаточный прибор, его калибровка остается одинаковой как для AC, так и для DC измерений. Это упрощает процесс калибровки и обеспечивает надежные и последовательные результаты для различных типов тока.

• Иммунитет к магнитному полю: тепловой проволочный прибор нечувствителен к посторонним магнитным полям. Эта характеристика позволяет ему предоставлять точные измерения даже в условиях значительного электромагнитного помех.

• Простота и экономичность конструкции: его конструкция относительно проста и недорога, что делает его доступным вариантом для различных пользователей, от любителей до профессионалов с ограниченным бюджетом.

Недостатки теплового проволочного прибора

Несмотря на свои преимущества, тепловой проволочный прибор имеет несколько ограничений:

• Медленное время отклика: одним из основных недостатков является медленное время отклика. Время, необходимое для нагрева проволоки, ее расширения и отклонения указателя, означает, что он может быть не подходящим для приложений, требующих быстрого измерения изменяющихся значений тока.

• Нестабильность из-за растяжения проволоки: со временем повторяющиеся циклы нагрева и охлаждения могут привести к растяжению проволоки, что вызывает нестабильность в показаниях прибора. Это растяжение может постепенно влиять на точность измерений и требовать частой калибровки или замены проволоки.

• Высокое энергопотребление: тепловой проволочный прибор потребляет относительно большое количество энергии по сравнению с некоторыми другими типами измерительных приборов. Это высокое энергопотребление может быть проблемой, особенно в приложениях, где важна энергоэффективность.

• Подверженность перегрузкам и механическим ударам: он плохо переносит условия перегрузки и механические удары. Даже кратковременное воздействие чрезмерного тока или внезапный толчок могут повредить хрупкую проволоку и другие компоненты, делая прибор неработоспособным или неточным.

В связи с вышеупомянутыми недостатками, тепловые проволочные приборы в большинстве современных приложений были заменены более продвинутыми термоэлектрическими приборами.