Uređaj tipa rektifikator
Definicija
Instrumenti koji koriste element praviljanja za mjerenje napona i struje poznati su kao praviljne instrumente. Element praviljanja pretvara izmjeničnu struju (AC) u jednosmjernu struju (DC), koja se zatim očitava pomoću mjerača osjetljivog na DC. Uobičajeno se kao pokazivački uređaj koristi Permanentni magnetni pokretni bobinasti (PMMC) instrument.
Praviljne instrumente imaju veću osjetljivost uspoređeno s pokretno-bobinastim i elektrodinamometarskim instrumentima, što ih čini prikladnima za mjerenje struje i napona. Shema vezanja praviljnog instrumenta prikazana je na sljedećoj slici, koja sadrži četiri diode koje služe kao elementi praviljanja.
Omotni otpornik Rs koristi se za ograničenje struje tako da njena vrijednost ne premaši kapacitet PMMC instrumenta.
Element praviljanja
Element praviljanja pretvara izmjeničnu struju (AC) u jednosmjernu struju (DC), osiguravajući unidirekcijski protok struje kroz PMMC instrument. Uobičajeni materijali za elemente praviljanja uključuju oksid bakra, seleen celije, germanij diode i silicij diode.
Element praviljanja pokazuje nultu otpornost u stanju pozitivnog polariteta i beskonačnu otpornost u stanju negativnog polariteta, osobina ključna za praviljanje.
Karakteristična krivulja elementa praviljanja
Karakteristična krivulja praviljnog kruga prikazana je na sljedećoj slici. Idealno, element praviljanja nema pad napona u smjeru napada i blokira sve struje u suprotnom smjeru.
Međutim, praktično to nije moguće. Stvarna karakteristična krivulja elementa praviljanja prikazana je na sljedećoj slici.
Poluprijalni praviljni krug
Sljedeća slika prikazuje poluprijalni praviljni krug. Element praviljanja spojen je serijalno s izvorom napona, omotnim otpornikom i permanentnim magnetskim pokretnim bobinastim (PMMC) instrumentom. Pretpostavlja se da je napredna otpornost diode zanemariva.
Kada se DC izvor napona primijeni na krug, struja Im proteče kroz njega, s magnitudom jednakom V/(Rm + RS). Ova struja uzrokuje potpunu defleksiju instrumenta.
Kada se AC napon primijeni na isti krug, element praviljanja pretvara AC napon u unidirekcijski DC napon, dajući praviljenu izlaznu struju kroz instrument. PMMC instrument defleksira temeljem prosječne vrijednosti struje, koja ovisi o prosječnom naponu AC izvora.
Prosječna vrijednost napona
Gornja formula pokazuje da je osjetljivost instrumenta za AC 0,45 puta veća od osjetljivosti za DC.
Cijeli prijalni praviljni instrument
Shema cijelog prijalnog pravilnika prikazana je na sljedećoj slici.
DC napon primijenjen na krug uzrokuje potpunu defleksiju PMMC mjerača. Sinusoidalni napon primijenjen na mjerač izražen je kao
Za istu vrijednost napona, prosječna vrijednost AC-a je 0,9 puta veća od DC. Drugim riječima, osjetljivost instrumenta sa AC-om je 90% od one sa DC-om.
Osjetljivost cijelog prijalnog pravilnika dvostruko je veća od poluprijalnog pravilnika.
Osjetljivost pravilnog instrumenta
Osjetljivost instrumenta odražava kako se mjerena količina mijenja od ulaza do izlaza, poput DC osjetljivosti pravilnog instrumenta.
Osjetljivost AC pravilnog tipa instrumenta ovisi o vrsti elementa praviljanja korištenog u krugu.
Faktori koji utječu na performanse pravilnih tipa instrumenata
Sljedeći faktori utječu na performanse instrumenta kada se koristi sa AC:
Efekti valovite forme
Pravilni instrumenti kalibrirani su na osnovu RMS (root-mean-square) vrijednosti napona i struje. Faktor oblike za poluprijalne i cijele prijalne pravilne instrumente fiksiran je za kalibrirani skala. Ako se primijeni valovita forma s drugačijim faktorom oblika, dobit će se greške čitanja zbog neusklađenosti valovite forme.
Efekti promjene temperature
Otpornost elementa praviljanja varira s temperaturom, uvodeći greške u mjerenja instrumenta.
Efekti visokofrekventnih struja
Pravilni instrumenti imaju nepotpune kapacitivne karakteristike, što dopušta prohod visokofrekventnih struja i utječe na čitanja.
Smanjenje osjetljivosti
Osjetljivost pravilnih tipa instrumenata za rad sa AC manja je od one za DC.
Prednosti pravilnih instrumenata
Prošireni frekvencijski raspon: Funkcioniše od 20 Hz do visokih frekvencijskih raspona.
Niska potrošnja struje: Za voltmetre, operativni raspon struje mnogo niži je od drugih AC instrumenata.
Uniformne ljestvice: Pruža uniformne ljestvice na širokom rasponu mjerenja.
Umjerena preciznost: Postiže ±5% preciznost pod normalnim radnim uvjetima.
Primjene pravilnih instrumenata
