Was sind Analoginstrumente Ihre Klassifizierung und Arbeitsprinzipien
Definition von Analoginstrumenten
Ein Analoggerät ist definiert als ein Gerät, bei dem die Ausgabe eine zeitkontinuierliche Funktion ist und eine feste Beziehung zur Eingabe aufrechterhält. Physikalische Größen wie Spannung, Strom, Leistung und Energie werden mit Analoginstrumenten gemessen. Die meisten Analoginstrumente verwenden einen Zeiger oder ein Zifferblatt, um die Größe der gemessenen Größe anzuzeigen.
Klassifizierung von Analoginstrumenten
Die Klassifizierung von Analoginstrumenten basiert auf der Art der physikalischen Größe, die sie messen. Zum Beispiel wird ein Gerät, das zum Messen des Stroms verwendet wird, Amperemeter genannt, während ein Voltmeter die Spannung misst. Ein Wattmeter und ein Frequenzmesser dienen zur Messung von Leistung und Frequenz, jeweils.
Klassifizierung von Analoginstrumenten
Analoginstrumente können nach dem Typ des Stroms, den sie messen, in drei Hauptkategorien unterteilt werden:
Sie können auch danach klassifiziert werden, wie sie die gemessene Größe darstellen, einschließlich:
1. Anzeigeinstrumente
Diese Instrumente zeigen die Größe der gemessenen Größe mit einem Zifferblatt und einem Zeiger an. Beispiele sind Amperemeter und Voltmeter. Sie werden weiter unterteilt in:
2. Aufzeichnungsgeräte
Diese bieten kontinuierliche Messwerte über einen bestimmten Zeitraum, wobei die Veränderungen der Größe auf Papier aufgezeichnet werden.
3. Integrierende Instrumente
Diese messen die Gesamtsumme einer elektrischen Größe über einen bestimmten Zeitraum.
Eine weitere Klassifizierung basiert auf der Methode, die zum Vergleich der gemessenen Größe verwendet wird:
Analoginstrumente können auch nach ihren Genauigkeitsstufen klassifiziert werden.
Funktionsprinzipien
Analoginstrumente können nach ihren Funktionsprinzipien kategorisiert werden, viele davon basieren auf den folgenden Effekten:
Magnetischer Effekt
Wenn Strom durch einen Leiter fließt, induziert er ein Magnetfeld um den Leiter. Wenn der Leiter beispielsweise gewickelt ist, wirken die kombinierten Magnetfelder der Wickel wie ein imaginärer Magnete.
Thermischer Effekt
Wenn der gemessene Strom durch Heizelemente fließt, erhöht er ihre Temperatur. Ein Thermoelement, das an diesen Elementen angebracht ist, wandelt diese Temperaturänderung in eine elektromotorische Kraft (emf) um. Diese Umwandlung von Strom in emf über Temperatur wird als thermischer Effekt bezeichnet.
Elektrostatischer Effekt
Die elektrostatische Kraft wirkt zwischen zwei geladenen Platten und verursacht die Verschiebung einer Platte. Geräte, die nach diesem Prinzip arbeiten, werden elektrostatische Geräte genannt.
Induktions-Effekt
Ein nichtmagnetisches leitendes Disk, das in einem Magnetfeld (induziert durch einen Elektromagneten, der durch Wechselstrom angeregt wird) platziert wird, erzeugt eine elektromotorische Kraft (emf). Diese emf induziert einen Strom im Disk, und die Wechselwirkung zwischen dem induzierten Strom und dem Magnetfeld bewirkt die Bewegung des Disks. Dieser Effekt wird hauptsächlich in induktiven Instrumenten genutzt.
Halleffekt
Wenn ein Material einen elektrischen Strom in Gegenwart eines transversalen Magnetfelds führt, wird eine Spannung zwischen den beiden Rändern des Leiters erzeugt. Die Größe dieser Spannung hängt vom Strom, der magnetischen Flussdichte und den Materialeigenschaften des Leiters ab.
