Süsteemide tõstmiseks kasutatav seade
Määratlus
Voolu- ja pingemeetriteks kasutatakse välimuselemendiga seadmeid. Välimuselement teisendab vahelduvvoolu (VV) järjepidevaks vooluks (JV), mida seejärel näitab JV-le vastav meetritegur. Tavaliselt kasutatakse näitamiseks jäiklismagnetilist liiguvahela (PMMC) seadet.
Välimuselemendiga seadmed on tundlikumad kui liiguvahela- ja elektrodünaamomeeter-seadmed, mis muudab need sobivaks voolu- ja pingemõõtmiseks. Allpool on näidatud vahtimisehendi skema, kus välimuselementina on kasutatud neli dioodi.
Kordaja vastus Rs piirab voolu, et selle väärtus ei ületaks PMMC seadme suurust.
Välimuselement
Välimuselement teisendab vahelduvvoolu (VV) järjepidevaks vooluks (JV), tagades ühepoolelist vooluloo PMMC seadmes. Tavalised välimuselemendid hõlmavad kupruoksiidi, seleeniumcellide, germooniumdioodide ja silitsiumdioodide.
Välimuselementil on nullvastus edasipöördel ja lõpmatu vastus tagasipöördel, mis on oluline välimuse jaoks.
Välimuselementi karakteristikukäik
Välimuselementi karakteristikukäik on näidatud allpool. Ideaalses olukorras on välimuselementil edasipöördega nullpinge ja takistab kogu voolu tagasipöördega.
Praktikas see aga pole võimalik. Reaalne välimuselementi karakteristikukäik on näidatud allpool.
Poolkoha võrgustik
Allpool on näidatud poolkoha võrgustiku skeem. Välimuselement on sarireeglis ühendatud pingeallikaga, vastusega kordajaga ja PMMC seadmega. Dioodi edasipöördeline vastus eiratakse.
Kui võrgustikule rakendatakse DC-pinget, siis läbib selles vool Im, mille suurus on V/(Rm + RS). See vool põhjustab seadmes täismittelineeritud näitmise.
Kui sama võrgustikule rakendatakse AC-pinget, siis välimuselement teisendab AC-pingu unidirektsionaalseks DC-pingeks, andes välja võrgustiku läbiva voolu. PMMC seade näitab voolu keskmist väärtust, mis sõltub AC-allika keskmisest pinnast.
Pingea keskväärtus
See arvutus näitab, et seadme tundlikkus AC korral on 0,45 korda suurem kui DC korral.
Täiskoha võrgustiku seade
Täiskoha võrgustiku skeem on näidatud allpool.
DC-pinge rakendamine võrgustikule põhjustab PMMC seadmes täismittelineeritud näitmise. Sinusoidne pinge, mis rakendatakse seadmele, väljendub kujul
Sama pingeväärtuse korral on AC keskväärtus 0,9 korda suurem kui DC. Teisisõnu, seadme tundlikkus AC korral on 90% DC tundlikkusest.
Täiskoha võrgustiku seadme tundlikkus on kahekordne poolkoha võrgustiku seadme tundlikkusest.
Välimuselementi seadme tundlikkus
Seadme tundlikkus näitab, kuidas mõõdetav suurus muutub sisendi ja väljundi vahel, näiteks välimuselementi seadme DC tundlikkus.
AC välimuselementi seadme tundlikkus sõltub kasutatava välimuselemendi tüübist.
Teated, millel on mõju välimuselementi seadmete toimimisele
Järgmised tegurid mõjutavad seadme toimimist AC korral:
Lainekuju mõju
Välimuselementi seadmed kalibreeritakse RMS (root-mean-square) väärtuse alusel. Poolkoha ja täiskoha välimuselementide formaator on fikseeritud kalibreeritud skaalal. Kui rakendatakse lainekujuga erineva formaatoriga signaal, siis tekivad lugemisel vead lainekuju mitteühtiolu tõttu.
Temperatuuri muutuse mõju
Välimuselementi vastus muutub temperatuuri muutusega, mis toob kaasa veate seadme mõõtmistes.
Kõrge sageduse voolude mõju
Välimuselementi seadmel on ebapiisav kapatsiitomine iseloom, mis lubab kõrge sagedusega voolu läbipaasta ja mõjutada lugemisi.
Tundlikkuse vähenemine
Välimuselementi seadme tundlikkus AC korral on madalam kui DC korral.
Välimuselementi seadmete eelised
Laia sagedussihiline: töötab 20 Hz-st kõrgete sageduste ulatuseni.
Madal voolukasutus: voltmeterite korral on töötamisvooli ulatus palju madalam kui teiste AC seadmete puhul.
Ühtlane skaala: pakub ühtlast skaalat laia mõõtmisulatuses.
Keskmine täpsus: saavutab ±5% täpsuse tavapärases töötingimusel.
Välimuselementi seadmete rakendused
