Vad är analoga instrument deras klassificering och fungeringsprinciper

Definition av analoga instrument

Ett analogt instrument definieras som en enhet där utgången är en kontinuerlig funktion av tiden, med en fast relation till inmatningen. Fysiska storheter som spänning, ström, effekt och energi mäts med hjälp av analoga instrument. De flesta analoga instrument använder en pekare eller skiva för att indikera den mätta storhetens magnitud.

Klassificering av analoga instrument

Klassificeringen av analoga instrument baseras på den fysiska storhet de mäter. Till exempel kallas ett instrument som används för att mäta ström för en amperemeter, medan en voltmeter mäter spänning. En vattmeter och en frekvensmätare används för att mäta effekt respektive frekvens.

Klassificering av analoga instrument

Analoga instrument kan klassificeras baserat på den typ av ström de mäter, vilket ger tre huvudkategorier:

• Direktströms (DC) analoga instrument

• Växelströms (AC) analoga instrument

• Instrument för både direkt- och växelström

De kan också klassificeras beroende på hur de presenterar den mätta storheten, inklusive:

1. Indikerande instrument

Dessa instrument visar magnituden av den mätta storheten med hjälp av en skiva och pekare. Exempel inkluderar amperemetrar och voltmetrar. De delas ytterligare in i:

• Elektromekaniska instrument

• Elektroniska instrument

2. Registrerande instrument

Dessa ger kontinuerliga läsningar över en angiven period, med variationer i storheten registrerade på papper.

3. Integrerande instrument

Dessa mäter det totala summan av en elektrisk storhet under en given tidsperiod.

En annan klassificering bygger på metoden som används för att jämföra den mätta storheten:

• Direktmätande instrument
  Dessa konverterar direkt mätstorheten till energi för att aktivera enheten, vilket möjliggör direkt mätning av okända storheter. Exempel inkluderar amperemetrar, voltmetrar, vattmetrar och energimetrar.

• Jämförelseinstrument
  Dessa bestämmer okända storheter genom att jämföra dem med standardvärden. AC- och DC-bryggor är typiska exempel.

Analoga instrument kan också klassificeras efter deras nivåer av noggrannhet.

Arbetsprinciper

Analoga instrument kan kategoriseras efter deras arbetsprinciper, med många som litar på följande effekter:

Magnetisk effekt

När ström flödar genom en ledare inducerar det ett magnetfält runt ledaren. Till exempel, om ledaren är uppsliten, verkar de kombinerade magnetfälten från spoleomgångarna som en inbillad magnet.

Termisk effekt

När den mätta strömmen passerar genom värmeelement höjer det deras temperatur. En termokoppling som är kopplad till dessa element omvandlar denna temperaturförändring till en elektromotorisk kraft (emf). Denna omvandling av ström till emf via temperatur kallas för termisk effekt.

Elektrostatisk effekt

Elektrostatisk kraft verkar mellan två laddade plattor, vilket orsakar att en platta flyttas. Instrument som fungerar enligt denna princip kallas elektrostatiska enheter.

Induktions-effekt

En icke-magnetisk ledande skiva placerad i ett magnetfält (inducerat av en elektromagnet ansluten till växelström) genererar en elektromotorisk kraft (emf). Denna emf inducerar ström i skivan, och interaktionen mellan den inducerade strömmen och magnetfältet orsakar att skivan rör sig. Denna effekt används främst i induktionsbaserade instrument.

Hall-effekt

När ett material bär en elektrisk ström i närvaro av ett transversalt magnetfält genereras en spänning mellan de två kanterna av ledaren. Magnituden av denna spänning beror på strömmen, magnetflödet och materialegenskaperna hos ledaren.