Što su analogni instrumenti njihova klasifikacija i načela rada

Definicija analognih instrumenata

Analogni instrument definira se kao uređaj u kojem je izlaz kontinuirana funkcija vremena, održavajući fiksnu vezu s ulazom. Fizičke veličine poput napona, struje, snage i energije mjeri se pomoću analognih instrumenata. Većina analognih instrumenata koristi kazaljku ili stupac za označavanje magnituda mjerene veličine.

Klasifikacija analognih instrumenata

Klasifikacija analognih instrumenata temelji se na vrsti fizičke veličine koju mjere. Na primjer, instrument koji se koristi za mjerenje struje zove se ampermetar, dok voltmetar mjeri napon. Vatmetar i frekvencijski metar koriste se za mjerenje snage i frekvencije, redom.

Klasifikacija analognih instrumenata

Analogni instrumenti mogu se klasificirati prema vrsti struje koju mjere, što daje tri glavne kategorije:

• Analogni instrumenti za izravnu struju (DC)

• Analogni instrumenti za izmjeničnu struju (AC)

• Instrumenti za izravnu i izmjeničnu struju

Također se mogu klasificirati prema načinu na koji prikazuju mjerenu veličinu, uključujući:

1. Indikacijski instrumenti

Ovi instrumenti prikazuju magnitudu mjerene veličine pomoću stupca i kazaljke. Primjeri uključuju ampermetre i voltmetre. Dalje su podijeljeni u:

• Elektromehanički instrumenti

• Elektronički instrumenti

2. Prikazni instrumenti

Ovi pružaju neprekidne čitanja tijekom određenog razdoblja, s varijacijama veličine zabilježenim na papir.

3. Integracijski instrumenti

Ovi mjeri ukupnu sumu električne veličine tijekom određenog vremenskog perioda.

Još jedna klasifikacija temelji se na metodi upotrijebljenoj za usporedbu mjerene veličine:

• Instrumenti za direktno mjerenje
  Ovi direktno pretvaraju mjeriteljicu u energiju kako bi aktivirali uređaj, omogućujući direktno mjerenje nepoznatih veličina. Primjeri uključuju ampermetre, voltmetre, vatmetre i energetski metri.

• Usporedni instrumenti
  Ovi određuju nepoznate veličine usporedbom s standardnim vrijednostima. Tipični primjeri su AC i DC mostovi.

Analogni instrumenti također se mogu klasificirati prema razinama točnosti.

Principi rada

Analogni instrumenti mogu se kategorizirati prema svojim principima rada, s mnogim oslanjanjem na sljedeće efekte:

Magnetni efekt

Kada struja teče kroz vodilj, inducirati će magnetsko polje oko vodilja. Na primjer, ako je vodilj savijen u cijev, kombinirana magnetska polja zavojnika djeluju poput imaginarnog magneta.

Toplinski efekt

Kada mjerena struja prolazi kroz zagrijavajuće elemente, podiže njihovu temperaturu. Termokupla pričvršćena na ove elemente pretvara tu promjenu temperature u elektromotornu silu (emf). Ova pretvorba struje u emf putem temperature poznata je kao toplinski efekt.

Elektrostatski efekt

Elektrostatska sila djeluje između dvije nabijene ploče, uzrokujući pomak jedne ploče. Instrumenti koji se temelje na ovom principu nazivaju se elektrostatskim uređajima.

Indukcijski efekt

Nemagnetski vodljivi disk postavljen u magnetsko polje (inducirano elektromagnjetom pobuđenim izmjeničnom strujom) generira elektromotornu silu (emf). Ova emf inducira struju u disku, a interakcija između inducirane struje i magnetskog polja uzrokuje da se disk pomakne. Ovaj efekt uglavnom se koristi u indukcioničkim instrumentima.

Hallov efekt

Kada materijal nosi električnu struju u prisutnosti transverzalnog magnetskog polja, generira se napon između dvije rubne strane vodilja. Magnituda tog napona ovisi o struji, gustoći magnetskog fluksa i osobinama materijala vodilja.