Typ proudu IEE-Business
Definice
Přístroje, které využívají usměrňovací prvek k měření napětí a proudu, se nazývají usměrňovací přístroje. Usměrňovací prvek přeměňuje střídavý proud (AC) na stejnosměrný proud (DC), který je pak indikován DC citlivým ukazatelem. Běžně se jako indikující zařízení používá přístroj s trvalým magnetem a pohyblivým cívkem (PMMC).
Usměrňovací přístroje mají vyšší citlivost než přístroje s pohyblivou cívkou a elektrodynamometrické přístroje, což je činí vhodnými pro měření proudu a napětí. Schéma obvodu usměrňovacího přístroje je zobrazeno níže, obsahuje čtyři diody, které slouží jako usměrňovací prvek.
Odměrnostní odpor Rs se používá k omezení proudu tak, aby jeho hodnota nepřesáhla maximální hodnotu pro PMMC přístroj.
Usměrňovací Prvek
Usměrňovací prvek přeměňuje střídavý proud (AC) na stejnosměrný proud (DC), zajišťuje unidirekční tok proudu skrz PMMC přístroj. Běžné materiály pro usměrňovací prvky zahrnují oxid měďnatý, seleńové články, germaniové diody a křemíkové diody.
Usměrňovací prvek má nulový odpor ve stavu předpojení a nekonečný odpor ve stavu zápětového spojení, což je klíčová vlastnost pro usměrňování.
Charakteristická Křivka Usměrňovacího Prvku
Charakteristická křivka usměrňovacího obvodu je zobrazena níže. Ideálně by usměrňovací prvek neměl pád napětí v předpojeném směru a blokoval všechny proudy v zápětovém směru.
Prakticky to však není možné. Reálná charakteristická křivka usměrňovacího prvku je zobrazena níže.
Obvod Polovlného Usměrňovače
Níže je znázorněn obvod polovlného usměrňovače. Usměrňovací prvek je spojen sériově s zdrojem napětí, odporovým multiplikátorem a přístrojem s trvalým magnetem a pohyblivou cívkou (PMMC). Předpokládá se, že přední odpor diody je zanedbatelný.
Když se na obvod aplikuje zdroj stejnosměrného napětí, proud Im protéká obvodem s magnitudou rovnou V/(Rm + RS). Tento proud způsobí plnou deflexi přístroje.
Když se na stejný obvod aplikuje střídavé napětí, usměrňovací prvek přemění střídavé napětí na unidirekční stejnosměrné napětí, což dává usměrněný výstup přes přístroj. PMMC přístroj se odkloní podle průměrné hodnoty proudu, která závisí na průměrném napětí střídavého zdroje.
Průměrná Hodnota Napětí
Toto výpočet ukazuje, že citlivost přístroje pro AC je 0,45 krát citlivost pro DC.
Přístroj s Plnou Vlnou Usměrňovače
Obvod plné vlny usměrňovače je znázorněn níže.
Stejnosměrné napětí aplikované na obvod způsobí plnou deflexi PMMC měřiče. Sinusoidální napětí aplikované na měřič se vyjádří jako
Pro stejnou hodnotu napětí je průměrná hodnota AC 0,9 krát průměrná hodnota DC. Jinými slovy, citlivost přístroje pro AC je 90% citlivosti pro DC.
Citlivost přístroje s plnou vlnou usměrňovače je dvojnásobná oproti přístroji s polovlným usměrňovačem.
Citlivost Usměrňovacího Přístroje
Citlivost přístroje odráží, jak se měřená veličina mění od vstupu k výstupu, například DC citlivost usměrňovacího přístroje.
Citlivost AC usměrňovacího přístroje závisí na typu usměrňovacího prvku použitého v obvodu.
Faktory Ovlivňující Výkon Usměrňovacích Přístrojů
Následující faktory ovlivňují výkon přístroje při použití s AC:
Efekty Vlnové Formy
Usměrňovací přístroje jsou kalibrovány na základě efektivní hodnoty (RMS) napětí a proudu. Formový faktor polovlných a plnovlnných usměrňovacích přístrojů je pevně stanoven pro kalibrovanou škálu. Pokud se aplikuje vlna s jiným formovým faktorem, dojde k chybám čtení kvůli neshodě vlnových forem.
Efekt Změny Teploty
Odpor usměrňovacího prvku se mění s teplotou, což způsobuje chyby v měřeních přístrojem.
Efekt Vysokofrekvenčních Proudů
Usměrňovací přístroje mají nedokonalé kapacitní vlastnosti, což umožňuje vysokofrekvenčním proudům projít a ovlivnit čtení.
Snížení Citlivosti
Citlivost usměrňovacích přístrojů pro provoz s AC je nižší než pro provoz s DC.
Výhody Usměrňovacích Přístrojů
Rozšířený Frekvenční Rozsah: Funkční od 20 Hz až po vysoké frekvenční rozsahy.
Nízké Spotřební Proudy: Pro voltmetry je spotřební proud mnohem nižší než u jiných AC přístrojů.
Jednotné Škály: Poskytuje jednotné škály v širokém rozsahu měření.
Střední Přesnost: Dosahuje přesnosti ±5% za běžných provozních podmínek.
Aplikace Usměrňovacích Přístrojů
