Uređaj tipa rektifikator

Definicija

Instrumenti koji koriste element praviljanja da bi merili napon i struju poznati su kao praviljne instrumente. Element praviljanja pretvara izmjeničnu struju (AC) u jednosmjerne struju (DC), koja se zatim očitava DC-odgovornim merilom. Često se kao pokazni uređaj koristi Permanentni Magnetni Pokretno Bobinasti (PMMC) instrument.

Praviljne instrumente karakteriše veća osjetljivost u usporedbi 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 funkcioniraju kao elementi praviljanja.

Omotni otpor Rs koristi se kako bi ograničio struju tako da njena vrijednost ne premaši kapacitet PMMC instrumenta.

Element Praviljanja

Element praviljanja pretvara izmjeničnu struju (AC) u jednosmjeru (DC), omogućujući unidirekcionalni protok struje kroz PMMC instrument. Uobičajeni materijali za elemente praviljanja uključuju oksid bakra, seleen celije, germanijumske diode i silicijumske diode.

Element praviljanja pokazuje nultu otpornost u stanju s prednapajanjem i beskonačnu otpornost u stanju s obrnutim napajanjem, osobina ključna za praviljanje.

Karakteristična Krivulja Elementa Praviljanja

Karakteristična krivulja praviljnog kruga prikazana je na sljedećoj slici. Idealno, element praviljanja nema pad napona u prednapajanom smjeru i blokira sve struje u obrnutom smjeru.

Međutim, praktički to nije moguće. Stvarna karakteristična krivulja elementa praviljanja prikazana je na sljedećoj slici.

Polupolukružni Praviljni Krug

Sljedeća slika ilustrira polupolukružni praviljni krug. Element praviljanja spojen je serijalno sa izvorom napona, omotnim otporom i permanentnim magnetnim pokretno bobinastim (PMMC) instrumentom. Pretpostavlja se da je prednapajani otpor diode zanemariv.

Kada se na krug primijeni izvor DC napona, kroz njega teče struja Im, čija je veličina jednaka V/(Rm + RS). Ova struja uzrokuje punoskalni odmak na instrumentu.

Kada se na isti krug primijeni AC napon, element praviljanja pretvara AC napon u unidirekcionalni DC napon, dajući praviljenu izlaznu struju kroz instrument. PMMC instrument se odmakne na osnovu srednje vrijednosti struje, koja ovisi o srednjoj vrijednosti AC izvora.

Srednja Vrijednost Napona

Gore navedeno računanje pokazuje da je osjetljivost instrumenta za AC 0,45 puta manja od osjetljivosti za DC.

Celični Praviljni Instrument

Shema celog praviljnog instrumenta prikazana je na sljedećoj slici.

DC napon primijenjen na krug uzrokuje punoskalni odmak PMMC mjerača. Sinusoidalni napon primijenjen na mjerač izražen je kao

Za istu vrijednost napona, srednja vrijednost AC-a je 0,9 puta ona DC-a. Drugim riječima, osjetljivost instrumenta za AC je 90% osjetljivosti za DC.

Osjetljivost celog praviljnog instrumenta dvostruko je veća od osjetljivosti polupolukružnog praviljnog instrumenta.

Osjetljivost Praviljnog Instrumenta

Osjetljivost instrumenta odražava kako se mjerena količina mijenja od ulaza do izlaza, poput DC osjetljivosti praviljnog instrumenta.

Osjetljivost AC praviljnog tipa instrumenta ovisi o vrsti elementa praviljanja korištenog u krugu.

Faktori koji Utječu na Performanse Pravilnih Tipova Instrumenta

Sljedeći faktori utječu na performanse instrumenta kada se koriste sa AC-om:

Efekti Valnih Oblika

Praviljne instrumente kalibriraju se na osnovu RMS (root-mean-square) vrijednosti napona i struje. Faktor oblika za polupolukružne i celične praviljne instrumente fiksiran je za kalibrirani skalni sistem. Ako se primijeni valni oblik s drugačijim faktorom oblika, dogodit će se greške u očitavanju zbog neusklađenosti valnih oblika.

Efekti Promjene Temperature

Otpor elementa praviljanja varira s temperaturom, uvodeći greške u mjerenja instrumenta.

Efekti Visokofrekventnih Struja

Praviljne instrumente imaju nedovršene karakteristike kapaciteta, što dopušta prohod visokofrekventnih struja i utjeca na očitavanja.

Smanjenje Osjetljivosti

Osjetljivost pravilnih tipova instrumenta za rad sa AC-om niže je od osjetljivosti za DC rad.

Prednosti Pravilnih Instrumenta

• Proširen Opseg Frekvencija: Funkcioniše od 20 Hz do visokih frekvencijskih opsega.

• Niska Potrošnja Struje: Za voltmetre, raspon radne struje mnogo niži je nego kod drugih AC instrumenta.

• Uniformne Skale: Pruža uniformne skale na širokom rasponu mjerenja.

• Umjerena Preciznost: Postiže ±5% preciznost pod normalnim radnim uvjetima.

Primjene Pravilnih Instrumenta

• Mjeri napon u rasponu od 50–250 V.

• Koristi se kao milliampermetri ili microammeteri.

• Primjenjuje se u komunikacijskim krugovima za mjerenje signala.

• Napomena: Osjetljivost AC praviljnog voltmetera niže je od osjetljivosti DC voltmetera, što rezultira većim opterećenjem za AC mjerenja.