Villamosságtan | Felsőoktatás » Áram és feszültség mérés

24. Áram és feszültség mérés Feszültségmérés kompenzációval Mutatós műszerek általános jellemzése: A mutatós műszerek analóg műszerek. Ez azt jelenti, hogy a mérendő árammal, vagy feszültséggel arányos kitérést adnak. A mutatós műszerek jellemzői, használatukkal kapcsolatos tudnivalók azonosak egyen- és váltóáram mérése esetén. A mutatós műszerek típusai: a) állandó mágnesű műszer (Deprez műszer) b) elektrodinamikus műszer c) lágyvasas műszer d) elektrosztatikus műszer e) hődrótos műszer Az a), b), c), és e) típus közvetlenül áram mérésére szolgál. Ha ilyen típusú műszerrel feszültséget akarunk mérni, a mérendő U feszültség és a műszer R b belső ellenállása miatt a műszeren I = U / Ub nagyságú áram folyik keresztül. Ez az áram arányos a mérendő feszültséggel A d) típusú műszer közvetlenül feszültséget mér. A mérendő mennyiség és a kitérés közötti kapcsolatot tekintve az a)

típusú műszerkitérése a mérendő áram első hatványával arányos, a többi típusnál ez a kapcsolat négyzetes. A mérés során fellépő hibák forrásai a következők lehetnek: - súrlódási hiba - hőhiba - külső mágneses és elektromos terek jelenléte mérési hibát okoz - skála felvétele közben is keletkezhet hiba - ha nem a skálára merőlegesen olvassuk le az értéket fellép a paralaxi hiba Egyenáram és egyenfeszültség mérése mutatós műszerrel: Egyenáramot és egyenfeszültséget a nagyságával és irányával tudunk egyértelműen megadni. A jel nagyságának mérésére alkalmas mutatós műszerek közül azok, melyek jelzése a mérendő jel első hatványával arányos, alkalmasak az irány meghatározására is. Az ilyen műszerek csak polaritáshelyes bekötés mellett alkalmazhatók. A Deprez-műszerrel egy patkó alakú állandó mágnes, valamint a mágnes sarkai között elhelyezkedő lágyvas saruk és ugyancsak lágyvas henger

segítségével homogén, sugárirányú mágneses teret hozunk létre a légrésben. A légrésben a henger közepén átmenő tengely körül forgó téglalap alakú tekercs helyezkedik el. Ebbe vezetjük a mérendő áramot Mágneses térben, árammal átjárt vezetőre erő hat. A mágneses tér iránya az északi pólustól a déli pólus felé mutat. A tekercs ezen darabjára a jobbkézszabály értelmében lefelé mutató erő hat. A tekercs másik oldalán ellenkező irányú az erő Az erők által létrehozott nyomaték, mely a tekercset igyekszik elforgatni: M1 = I * l B 2 r N = k1 I Ez arányos a tekercsben folyó árammal. A tekercs tengelyéhez egy spirálrugó csatlakozik, mely nyomatéka az áram által létrehozott nyomatékkal ellenkező irányú: M2 = - c *  A tekercs egyensúlyának feltétele: k1 I - c *  = 0 Tehát a kitérés arányos a lengőtekercsen folyó árammal. Egyenfeszültség mérése kompenzációval: Az egyenfeszültség mérésének

legpontosabb módszere. Lényege az, hogy egy nagy pontosságú ismert feszültséggel hasonlítja össze az ismeretlen feszültséget. A mérés azonban lassú. A mérés elve: A K kapcsoló 1 állásában az AC potenciométeren a B csuszkát addig mozgatjuk, míg a G galvanométer zérust nem mutat. Ez azt jelenti, hogy az AB feszültség egyenlő a mérendő U X -szel, azaz IS R1 = UX Ahol I S a potenciométeren átfolyó áram. A kapcsoló 2 állásában felírható, hogy IS R2 = UN  R 1 /R 2 = U X / U N  U X = U N (R 1 / R 2 ) Váltóáram és feszültség mérése: Mérhető mutatós műszerekkel és kompenzációval. Mutatós műszerrel mérhető a váltófeszültség vagy úgy, hogy egyenirányítjuk, és akkor egyenfeszültséget mérünk Deprez műszerrel, vagy közvetlenül váltójel mérésére is alkalmas műszerrel. A mutatós műszerek a váltóáramú jelek effektív érétkét mérik. A váltóáramú kompenzátorokkal bonyolultabb voltuk és kisebb gyakorlati

jelentőségük miatt nem foglalkozunk. Kiegyenlítéséhez amplitúdó és fázisegyenlőség szükséges A váltóáramú jelek pillanatértéke oly gyorsan változik, hogy mérésére mechanikus szerkezet nem alkalmas. Váltóáramú jelek, és az idő függvényében gyorsan változó feszültségek vizsgálatára az oszcilloszkópok használhatók