Hvad er analoge instrumenter deres klassificering og funktionsprincipper

Definition af Analog Instrumenter

Et analog instrument defineres som en enhed, hvor outputtet er en kontinuerlig funktion af tiden, der opretholder et fast forhold til input. Fysiske størrelser som spænding, strøm, effekt og energi måles ved hjælp af analoge instrumenter. De fleste analoge instrumenter bruger en pejle eller skive til at indikere størrelsen på den målte størrelse.

Klassifikation af Analog Instrumenter

Klassifikationen af analoge instrumenter baseres på den type fysisk størrelse, de måler. For eksempel kaldes et instrument, der bruges til at måle strøm, for en ammeter, mens en voltmeter måler spænding. En wattmeter og en frekvensmeter bruges til at måle effekt og frekvens, hhv.

Klassifikation af Analog Instrumenter

Analoge instrumenter kan klassificeres ud fra den type strøm, de måler, hvilket resulterer i tre hovedkategorier:

• Direkte Strøm (DC) Analog Instrumenter

• Vekslende Strøm (AC) Analog Instrumenter

• Instrumenter til både Direkte og Vekslende Strøm

De kan også klassificeres ud fra, hvordan de præsenterer den målte størrelse, herunder:

1. Indikatorinstrumenter

Disse instrumenter viser størrelsen på den målte størrelse ved hjælp af en skive og pejle. Eksempler inkluderer ammeter og voltmeter. De er yderligere opdelt i:

• Elektromekaniske Instrumenter

• Elektroniske Instrumenter

2. Registreringsinstrumenter

Disse giver kontinuerlige læsninger over en angivet periode, med størrelsesvariationer registreret på papir.

3. Integrationsinstrumenter

Disse måler den samlede sum af en elektrisk størrelse over en given tidsperiode.

En anden klassifikation er baseret på metoden, der bruges til at sammenligne den målte størrelse:

• Direkte Målingsinstrumenter
  Disse konverterer direkte målet størrelse til energi for at aktivere enheden, hvilket gør det muligt at måle ukendte størrelser direkte. Eksempler inkluderer ammeter, voltmeter, wattmeter og energimeter.

• Sammenligningsinstrumenter
  Disse bestemmer ukendte størrelser ved at sammenligne dem med standardværdier. AC- og DC-broer er typiske eksempler.

Analoge instrumenter kan også klassificeres ud fra deres nøjagtighedsniveauer.

Arbejdsmåde

Analoge instrumenter kan kategoriseres ud fra deres arbejdsmåde, og mange af dem bygger på følgende effekter:

Magnetisk Effekt

Når strøm løber igennem en ledning, inducerer det et magnetfelt omkring ledningen. For eksempel, hvis ledningen er snoet, virker de kombinerede magnetfelter fra snavsridset som en imaginær magnet.

Termisk Effekt

Når den målte strøm går igennem opvarmningskomponenter, øger det deres temperatur. En termokobling, der er monteret på disse komponenter, konverterer denne temperaturændring til en elektromotorisk kraft (emf). Denne konvertering af strøm til emf via temperatur kaldes den termiske effekt.

Elektrostatiske Effekt

Elektrostatisk kraft virker mellem to opladede plader, hvilket fører til, at en plade forskydes. Instrumenter, der fungerer på dette princip, kaldes elektrostatiske enheder.

Induktionseffekt

En ikke-magnetisk ledirkeskive placeret i et magnetfelt (induceret af en elektromagnet, der er opspændt af vekslende strøm), genererer en elektromotorisk kraft (emf). Denne emf inducerer strøm i skiven, og interaktionen mellem den inducerede strøm og magnetfeltet får skiven til at bevæge sig. Denne effekt anvendes primært i induktionstyper instrumenter.

Hall-effekt

Når et materiale bærer en elektrisk strøm i tilstedeværelse af et transversalt magnetfelt, dannes en spænding mellem de to kantlinjer af ledningen. Størrelsen af denne spænding afhænger af strømmen, magnetfluenstyrken og materialeegenskaberne af ledningen.