מכשיר סוג מתקן
הגדרה
מכשירים המנצלים אלמנט מתקדש כדי למדוד מתח וזרם נקראים מכשירי מתקדש. האלמנט המתקדש ממיר זרם חילופין (AC) לזרם ישר (DC), שמתויג על ידי מד מדידת DC. בדרך כלל משתמשים במכשיר סליל מגנט קבוע (PMMC) כמכשיר ההצג.
מכשירי מתקדש מראים רגישות גבוהה יותר בהשוואה למכשירי סליל נזils ולמכשירי אלקטרודינאמומטר, מה שהופך אותם מתאימים למדידת מתח וזרם. תבנית החיבור של מכשיר מתקדש מוצגת בתמונה שלהלן, הכוללת ארבע דיודות פועלות כאלמנט המתקדש.
התנגדות הכפל Rs משמשת להגביל את הזרם כך שלא יעלה על הממוצע של מכשיר PMMC.
אלמנט מתקדש
אלמנט מתקדש ממיר זרם חילופין (AC) לזרם ישר (DC), תוך הבטחת זרימה חד-כיוונית דרך מכשיר PMMC. חומרים נפוצים עבור אלמנטים מתקדשים כוללים אוקסיד נחושת, תאים של סלניום, דיודות גרמניום ודיודות סיליקון.
אלמנט המתקדש מראה התנגדות אפסית במצב קדמי ומצב התנגדות אינסופי במצב הפוך, מאפיין קריטי למתקדש.
עקומת התכונות של אלמנט מתקדש
עקומת התכונות של מעגל מתקדש מוצגת בתמונה שלהלן. באופן אידיאלי, לאלמנט המתקדש אין נפילת מתח בכיוון קדמי והוא חוסם את כל הזרם בכיוון הפוך.
אבל בעובדה, זה בלתי אפשרי. העקומה האמיתית של אלמנט המתקדש מוצגת בתמונה שלהלן.
מעגל מתקדש מחצית גל
התמונה שלהלן מציגה מעגל מתקדש מחצית גל. האלמנט המתקדש מחובר בטור עם מקור המתח, מכפיל ההתנגדות ומכשיר PMMC. ההתנגדות הקדמית של הדיודה נחשבת כנמוכה מאוד.
כאשר מפעילים מקור מתח DC על המעגל, זרם Im זורם דרכו, כאשר הגודל שלו שווה ל-V/(Rm + RS). הזרם הזה גורם לשיפוע מלא במכשיר.
כאשר מפעילים מתח AC על אותו המעגל, האלמנט המתקדש ממיר את מתח AC למתח DC חד-כיווני, ונותן פלט מתקדש דרך המכשיר. מכשיר PMMC מתפתל בהתאם לממוצע הזרם, שמבוסס על ממוצע המתח של מקור ה-AC.
ערך ממוצע של מתח
החשבון לעיל מצביע על כך שהרגישות של המכשיר עבור AC היא 0.45 מהרגישות של הזרם עבור DC.
מכשיר מתקדש גל מלא
מעגל המתקדש גל מלא מוצג בתמונה שלהלן.
מתח ה-DC המופעל על המעגל גורם לשיפוע מלא של מד ה-PMMC. המתח הסינוסואידלי המופעל על המד מתבטא כך:
עבור אותו ערך מתח, ממוצע ה-AC הוא 0.9 מה-DC. במילים אחרות, הרגישות של המכשיר עבור AC היא 90% מהרגישות עבור DC.
הרגישות של מכשיר מתקדש גל מלא היא כפולה מזו של מכשיר מתקדש מחצית גל.
רגישות מכשיר מתקדש
הרגישות של מכשיר משקפת כיצד הנמדד משתנה מהקלט לפלט, כגון הרגישות של מכשיר מתקדש עבור DC.
הרגישות של מכשיר מתקדש מסוג AC תלויה בסוג האלמנט המתקדש המשמש במעגל.
גורמים המשפיעים על ביצועי מכשירי מתקדש
הגורמים הבאים משפיעים על ביצועי המכשיר כשמשתמשים בו עם AC:
השפעת צורת הגל
מכשירי מתקדש מכוונים לפי ערך הרoot-mean-square (RMS) של מתח וזרם. מקדם הצורה של מכשירי מתקדש מחצית גל וגל מלא קבוע עבור סולם המכוון. אם מפעילים צורת גל שונה, תתרחש טעות קריאה עקב אי התאמה בצורת הגל.
השפעת שינוי הטמפרטורה
ההתנגדות של האלמנט המתקדש משתנה עם הטמפרטורה, מה שמוביל לתוצאות מדידה לא נכונות.
השפעת זרמים בתדר גבוה
מכשירי מתקדש הם בעלי תכונות קיבוליות לא מושלמות, שמאפשרות לזרמים בתדר גבוה לעבור ולהשפיע על התוצאות.
ירידה ברגישות
הרגישות של מכשירי מתקדש עבור פעולה של AC נמוכה יותר מאשר עבור פעולה של DC.
יתרונות של מכשירי מתקדש
טווח תדר מ expended: פועל מתדר של 20 Hz ועד לרמות תדר גבוהות.
צריכת זרם נמוכה: עבור מד מתח, טווח הפעולה של הזרם הרבה יותר נמוך מאשר מכשירי AC אחרים.
מגיני אחידים: מספק מגינים אחידים לאורך טווח מדידה רחב.
דיוק בינוני: משיג דיוק של ±5% בתנאי פעולה נורמליים.
יישומי מכשירי מתקדש
