Инструмент от тип ректификатор
Определение
Прибори, които използват правоугълно устройство за измерване на напрежение и ток, се наричат правоугълни прибори. Правоугълното устройство преобразува променливия ток (AC) в постоянен ток (DC), който след това се индикира от прибор, реагиращ на DC. Често се използва прибор с постоянен магнит и подвижен витък (PMMC).
Правоугълните прибори показват по-голяма чувствителност в сравнение с прибори с подвижен витък и електродинамометър, което ги прави подходящи за измервания на ток и напрежение. Схемата на правоугълния прибор е показана на фигурата по-долу, като функционира с четири диода, които служат като правоугълно устройство.
Съпротивлението на множителя Rs се използва, за да ограничи тока така, че стойността му да не надхвърли допустимата стойност на PMMC прибора.
Правоугълно устройство
Правоугълното устройство преобразува променливия ток (AC) в постоянен ток (DC), осигурявайки ънисонен поток на тока през PMMC прибора. Общи материали за правоугълни устройства включват оксид на мед, селенови клетки, германиеви диоди и кремикови диоди.
Правоугълното устройство има нулева съпротивителност в положението с предварително напрежение и безкрайна съпротивителност в положението с обратно напрежение, което е важно свойство за правоугълните прибори.
Характеристична крива на правоугълното устройство
Характеристичната крива на правоугълната схема е показана на фигурата по-долу. В идеален случай, правоугълното устройство няма падане на напрежение в положението с предварително напрежение и блокира всичкият ток в положението с обратно напрежение.
Но практически това не е възможно. Реалната характеристична крива на правоугълното устройство е показана на фигурата по-долу.
Схема на полуправоугълник
Фигурата по-долу илюстрира схема на полуправоугълник. Правоугълното устройство е свързано в сериозно с напрежението, съпротивление на множителя и прибор с постоянен магнит и подвижен витък (PMMC). Предварителната съпротивителност на диода се приема, че е пренебрежима.
Когато се приложи DC напрежение към схемата, ток Im протича през нея, с големина равна на V/(Rm + RS). Този ток причинява пълна дефлекция в прибора.
Когато се приложи AC напрежение към същата схема, правоугълното устройство преобразува AC напрежението в ънисонно DC напрежение, давайки правоугълен изход през прибора. PMMC приборът дефлектира в зависимост от средната стойност на тока, която зависи от средната стойност на AC източника.
Средна стойност на напрежението
По-горният изчисления показва, че чувствителността на прибора за AC е 0.45 пъти чувствителността за DC.
Прибор с пълноправоугълна схема
Схемата на пълноправоугълната схема е показана на фигурата по-долу.
DC напрежението, приложено към схемата, причинява пълна дефлекция на PMMC метъра. Синусоидалното напрежение, приложено към метъра, се изразява като
За същата стойност на напрежението, средната стойност на AC е 0.9 пъти тази на DC. С други думи, чувствителността на прибора с AC е 90% от тази с DC.
Чувствителността на прибора с пълноправоугълна схема е два пъти по-голяма от тази на прибора с полуправоугълна схема.
Чувствителност на правоугълния прибор
Чувствителността на прибора отразява как измерваната величина варира от вход до изход, като например DC чувствителността на правоугълния прибор.
Чувствителността на AC правоугълния прибор зависи от типа правоугълно устройство, използвано в схемата.
Фактори, влияещи върху производителността на правоугълните прибори
Следните фактори влияят върху производителността на прибора, когато се използва с AC:
Ефект от формата на вълната
Правоугълните прибори са калибрирани според RMS (корен от средноквадратично) стойността на напрежението и тока. Формата на полуправоугълните и пълноправоугълните прибори е фиксирана за калибрираната скала. Ако се приложи вълна с различна форма, ще възникнат грешки в четенето поради несъответствие на формата.
Ефект от промяна на температурата
Съпротивителността на правоугълното устройство варира с температурата, водейки до грешки в измерванията на прибора.
Ефект от високочестотни токове
Правоугълните прибори имат неидеални капацитивни характеристики, позволяващи високочестотните токове да минават и влияят на четенето.
Намалена чувствителност
Чувствителността на правоугълните прибори за работа с AC е по-ниска от тази за работа с DC.
Преимущества на правоугълните прибори
Разширена честотна обхват: Работи от 20 Hz до високочестотни обхвати.
Ниско потребление на ток: За волтметри, операционният диапазон на тока е много по-нисък от другите AC прибори.
Еднакви скали: Предлага еднакви скали в широк диапазон от измервания.
Умерена точност: Постига точност ±5% при нормални условия на работа.
Приложения на правоугълните прибори
