Elektromechanické měřicí přístroje

Elektromechanické měřicí přístroje Lubomír Slavík TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Materiál vznikl v rámci projektu ESF (CZ.1.07/2.2.00/07.0247) Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

Měřicí metody, impedanční můstky Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Vlastnosti elektrických měřicích přístrojů s elektromechanickým ústrojím pevná část pohyblivá část – otočné ústrojí měřená veličina vyvolá pohybový moment – vychýlení otočného ústrojí z nulové polohy proti působení řídicího (direktivního) momentu pohybový moment

M p  f x   k p  x

x … měřená veličina β … výchylka otočného ústrojí v rad

direktivní moment

Md  M p  0 Cx 

 x

k

x 1 Kx   Cx 

kp kd

M d  kd  

  x

kp kd

α … výchylka otočného ústrojí v dílkách

  g    k  

citlivost měřicího přístroje definují statické vlastnosti měřicího přístroje konstanta měřicího přístroje


Dynamické vlastnosti – působení 4 momentů moment direktivní moment pohybový moment setrvačnosti sil moment brzdicí


Typy měřicích elektromechanických přístrojů Magnetoelektrické Elektromagnetické Elektrodynamické Ferodynamické Indukční Kmitočtoměry (rezonanční přístroj)


Magnetoelektrický (Deprézský) měřicí systém Permanentní magnet ‐ měřicí cívka ‐ pólové nástavce Vhodné pouze pro měření ss (DC) U a I Výchylka úměrná proudu měří střední hodnotu prvku Střídavý proud lze měřit až po usměrnění Stupnice kalibrovaná pro efek vní hodnoty harmonického usměrněného průběhu → pro jiný než sinusový průběh nutný přepočet Princip měření: do cívky přiváděn proud → silový účinek → vychýlení měřicí cívky na které je ručička


Magnetoelektrický ampérmetr I N Im 

Rb 

Rm N  1


Magnetoelektrický voltmetr U N Um

 R p  Rm  N  1


Magnetoelektrické přístroje s usměrňovačem

Přístroj měří střední hodnotu, je však kalibrován v efektivních hodnotách pro harmonický (sinusový) průběh. Při neharmonickém (nesinusovém) průběhu nelze efektivní hodnotu z údaje přístroje určit! Střední hodnotu vypočteme podělením údaje koeficientem tvaru pro harmonický průběh (1,11)



Magnetoelektrické přístroje s usměrňovačem - pokračování

Kmitočtová závislost: parazitní kapacity předřadných rezistorů (V‐metr) parazitní indukčnosti bočníků (A‐metr)


Speciální typy magnetoelektrických přístrojů Magnetoelektrické přístroje s termoměničem Napětí Ut, které měří mgel. milivoltmetr je úměrné rozdílu teplot θ a θ0 Teplota θ, na kterou se ohřeje topný vodič, je úměrná kvadrátu protékajícího proudu →mgel. přístroj s termoměničem měří efektivní hodnotu Výhody: nízká frekvenční závislost, měří správně i při velkém činiteli výkyvu. Nevýhody: Nízká přesnost, malá přetížitelnost.

Galvanoměry měření extrémně malých proudů – až 1010 d/A ukazatele vyvážení ss můstků


Elektromagnetický přístroj Pevná cívka, v dutině je otočná osa, na ose váhový segment, který je v jádru cívky Princip: po připojení U zmagnetují segmenty ve shodě → segmenty se budou odpuzovat → otočení osy, na které je ručička Měří efektivní hodnoty U a I Nepotřebuje usměrnění, lze měřit DC i AC hodnoty U a I


Elektromagnetický voltmetr


Praktická provedení


Elektrodynamický přístroj Pevná cívka vytváří elektromagnetické pole, pohyblivá cívka vytváří výchylku Princip: pohyblivá cívka je připojena na napětí, pevná na proud → výchylka je úměrná součinu U a I Používá se zejména při měření výkonu Měří pouze činný výkon Princip

pro střídavé průběhy:

pro harmonický průběh:

Přepínání rozsahů ‐ Napěťové rozsahy – předřadný rezistor Proudové rozsahy – sério‐paralelní řazení ekvivalentních sekcí cívky


Ferodynamický přístroj menší přesnost omezenější frekvenční rozsah méně citlivé na okolní rušení – výborné elmag stínění

Princip


Elektrostatický přístroj


Indukční přístroje MOPC – mag. obvod proudové cívky MONC – mag obvod napěťové cívky BM – brzdicí magnet K – hliníkový kotouček


Praktické provedení indukčního přístroje


Poměrové přístroje ‐ logometry

G (I1/I2) … výchylka ručky závislost pohybových momentů a na výchylce i poměru proudů cívkami:


Vibrační kmitoměr

největší použití pro 50Hz

F ~ B2 … mechanická rezonance nastává při f=2.fB


Schématické značky základních typů elektromechanických měřicích přístrojů

Elektromechanické měřicí přístroje

Recommend Documents