Vaihtotyyppinen laite

Määritelmä

Laitteet, joissa mitattu suure aiheuttaa fysikaalisia vaikutuksia, jotka vinoittavat tai siirtävät liikkuvaa järjestelmää, tunnetaan vinoutuslaitteina. Toisin sanoen nämä laitteet perustuvat liikkuvan komponentin vinoutukseen sähköisten suureiden mittaamiseen, mikä tekee niistä sopivia dynaamisiin olosuhteisiin.

Vinoutuslaitteissa on vastavaikutuksia, jotka vastustavat liikkuvan järjestelmän siirtymistä. Nämä vastavaikutukset on suunniteltu siten, että niiden suuruus kasvaa mitatun suureen aiheuttaman vinoutuksen tai siirtymisen myötä. Tasapaino saavutetaan, kun vastavaikutukset ovat yhtä suuria kuin voima, joka ajaa liikkuvan komponentin vinoutumista tai liikettä.

Esimerkki

Pysyvän magneetin liikkuvassa spiraalissa (PMMC) ammetrissa liikkuvan elementin vinoutuminen on suoraan verrannollinen kuluttamaan (mitattuun suureeseen), joka kulkee sen läpi. Vinoutusmomentti \(T_d\), joka vaikuttaa spiraaliin, on suoraan verrannollinen kulutukseen, jota ilmaisee yhtälö:

Td=GI  Yht(1)

missä G on vakio, joka ei riipu fluxtiheydestä, liikkuvan spiraalin pinta-alasta eikä kierrosten määrästä.

Vastamomentti Tc luodaan kevyellä, joka on verrannollinen vinoutuskulmaan θ:

Tc=Kθ  Yht(2)

missä K on kevään vakio, joka riippuu kevään materiaalista ja mitoista.

Tasapainotilassa:

Td=Tc  Yht(3)

Sijoitetaan Td ja Tc Yhtälöön (3):

GI = KθI = (K/G)θ

Mitattu kulutus riippuu vinoutuskulmasta θ ja mittarin vakioista G ja K. Kulutusarvot luetaan suoraan vinoutuskulmasta θ, joka kalibroidaan käyttäen G ja K.

Vinoutuslaitteiden haitat

• Alhainen tarkkuus: Nämä laitteet näyttävät suhteellisen alhaisen mittausarkkuuden.

• Alhainen herkkyys: Herkkyys on alhaisempi verrattuna nollatyypin laitteisiin.

• Kalibrointiriippuvuus: Mittausarkkuus riippuu laitteen kalibroinnista.