Villamosságtan | Felsőoktatás » Váradiné Dr. Szarka Angéla - Mérőműszerek

25 Mérőműszerek az áram, feszültség, villamos teljesítmény, energia és impedancia mérési módszerei oktatási segédlet a Miskolci Egyetem főiskolai villamosmérnök, valamint műszaki informatikus hallgatói részére Szerkesztette: Váradiné Dr. Szarka Angéla 2002. 26 (Jelen segédlet a Méréselmélet című segédlet folytatása, ezért a fejezetek és ábrák számozása ahhoz igazodik) III. Áram és feszültség mérése Árammérési tartományok DC-elektrométerek 10 aA-1 A DC DMM 100 pA-10 A AC DMM 1 nA-10 A Elektromechnikus árammérők 10 pA-100 A Söntök, mérőtrafók 10 mA-100 kA (Felsőhatár- disszipációs problémák) Feszültségmérési tartományok DC nanovoltmérők DC DMM AC DMM Elektromechanikus Osztók, mérőtrafók 10nV-1kV 100nV-1kV 1nV-1kV 10nV-1MV 1V-1MV Áram és feszültségmérés tárgykörébe tartozó jellemzők: - egyenfeszültség, egyenáram -középérték - abszolút középérték - csúcsérték - effektívérték -

pillanatérték - vektorkomponensek - frekvenciaspektrum Zavarforrások: - külső villamos terek - külső mágneses terek - közös módusú jelek - belső offset - termikus zaj - termofeszültség 27 III.1 Mérőhálózat legfőbb egységei: A zavaforrások figyelembevételére és hatásainak kiküszöbölésére az áram és feszültségmérő hálózatot gondosan kell tervezni: forrás mérővezeték műszer 1. ábra jelforrás modellezése: ZU I ZI U 2. ábra ideális mérővezeték modelleése: be ki 3. ábra valóságos mérővezeték modellezése: frekvenciafüggő soros és párhuzamos impedanciák miatt a ki-és a bemeneten mért feszültségek és áramok különbözőek. zd zp zp zsl 4. ábra mérőműszer modellezése: Za V ZV A árammérő voltmérő 5. ábra 28 Ideális mérővezetékkel összekötve a forrást: ZU Za ZV V Um I ZI U A Im 6. ábra Um= mérhető feszültség Um = U ⋅ Im = I ⋅ Zv Zu ⋅ Zv ZI ZI + ZA

Zavarérzékenység: külső zavar behatolási helye: 1. mérővezeték 2. mérendő objektum Külső zavar kiküszöbölése: a) mérőrendszer elektrosztatikus és mágneses árnyékolása b) zavarforrás elektrosztatikus és mágneses árnyékolása Kapacitív, konduktív zavarok okozta áramok árnyékolt mérővezetékkel kiküszöbölhetőek. Az áramok az árnyékoláson keresztül a földbe folynak. A frekvencia növekedésével csökken az árnyékolás hatása. Sodrott érpár - mágneses terek zavaróhatására érzéketlen (indukált feszültségek kioltják egymást) 29 Árnyékolóképesség további javítása: sodrott érpár védőárnyékolás kettős árnyékolás földelt árnyékolás mágneses árnyékolás (ferromágneses fólia) 7. ábra Gyakran a forrást is árnyékolni kell. Pl: transzformátorok (mágneses zavarforrások) mágneses árnyékolás. Kis jelszintek esetén: termofeszültség Különböző anyagú és hőmérsékletű térnek

találkozásánál. (Találkozási pontjában) Védekezés: azonos anyagok alkalmazása. Termosztátok alkalmazása 30 III.2 Áram- és feszültségmérő műszerek Elektromechanikus műszerek Alapfogalmak 1. kitérítőnyomaték: A mérendő villamosmennyiséggel arányos 2. visszatérítő nyomaték: A kitérítő nyomaték ellen hat, a mozgórész nyugalmi állapotát állítja vissza. 3. csillapító nyomaték: A kitérítő és visszatérítő nyomaték lengőrendszert hoz létre Ezeket a lengéseket kell csillapítani. - csillapítatlan műszer többet leng - túlcsillapított műszer, lassan kúszik fel Állandó mágnesű (Depzer) műszer Alapműszer: egyenáram mérése 1µA.0,5A tartományban Működési elve az áram és a mágneses tér kölcsönhatásán alapul. Lengőtekercs két oldalán két ellentétes csavarmanetű rugó (hőtágulás kiküszöbölése) rugó: 1. visszatérítő nyomaték 2. mérendő áram továbbítása a tekercsbe A kitérítő nyomatékot a

rugó méri. 8. ábra Ampermérő 9. ábra Mk = F·D 31 D: erőpár karja F = B·l·N·I Mk =D·B·l·N·I = k·I (Nm) >> α szögelfordulás rugó nyomatéka: Mr=cr·α cr = rugóállandó Mk = Mr k·I = Cr·α k α = ⋅ I = KI I Cr Árammérés tartománya söntöléssel terjeszthető ki, akár 1000 A-ig is. I RS Ra A Im 10. ábra Rs (I - Im) = Ra·Im Rs = Im ⋅ Ra I - Im 50 A-ig házbaépíthető sönt. Afölött söntszekrény (hőfejlődés miatt) Voltmérő: Lengőtekerccsel ellenállást kapcsolunk sorba. U I = R α = KI ⋅ U = KU ⋅ U R R1 U1 Im . . . Un A Rn 11. ábra U=Im⋅Za 32 Rn = Un - Ra Im 600 V-ig bővíthető méréshatár előtétellenállással. Osztálypontosság ≥0,1 % Lineáris skála, kis fogyasztás Csillapítónyomaték: Alumíniumkeretben keletkezett örvényáramok csillapítanak. Ui = dφ dα = B⋅l ⋅D dt dt dα keret szögelfordulása Keretben indukált feszültaég, keret ellenállása R. i = BlD dα R dt Mcs

= Fcs·D F = BlN·I M cs = k cs ⋅ dα dt A csillapítónyomaték arányos a keret szögsebességével. Galvanométer Nagy érzékenységű, különleges konstrukciójú Deper-műszer. Érzékenység - mekkora áram hatására fordul el a mérőtekercs. Kis áram hatására nagy elmozdulás - nagy érzékenység 10 pA -10 nV felbontóképesség. Jellemzők: -spirálrugó helyett torziós szál -mutató helyett fénysugár -alumínuum keret nincs örvényáram helyett Lenz törvény szerinti tekercs elmozdulást akadályozó Ui. 33 Elektrodinamikus műszer Egyen - váltakozó (RMS) mennyiségek mérése 30 mA.100 A ill 15600 V Depze-hez működési elvben hasonló. A mágneses teret nem egy állandó mágnes, hanem egy állótekercs árama gerjeszti. Szerelési okokból az állótekercs két részre van osztva 12. ábra M = k B Il B = k Ia Mk = k · k ·Il · Ia = K · Il ·Ia Légcsillapítás Wattmérő: K ⋅ U ⋅ I a cosϕ R1 Váltakozómennységek mérése esetén: M= il

= ia 2 I l sinωt 2 I a sin (ωt - ϕ ) m = Ki l ia = K ⋅ 2 ⋅ I l I a sinωt sin(ωt - ϕ ) 1 sin α sin β = [cos(α - β) - cos(α + β)] 2 1  1  sinωt ⋅ sin(ωt - ϕ ) = cos ω t ω t + ϕ cos ω t + ω t ϕ = cosϕ - cos( 2ωt - ϕ )] ( ) ( ) [  2  2  m = K ⋅ I l I a cosϕ - KI l I a cos(2ωt - ϕ ) A lengőtekercs tehetetlenségi nyomatéka miatt a második rész nem hat. M = KI l I a cosϕ a mutató szögelfordulása az áram négyzetével arányos >> négyzetes skála. 34 Amennyiben az egyik tekercset feszültségtekercsként, a másik tekercset áramtekercsként használjuk: K α= U ⋅ I a cos ϕ = K p ⋅ P Cl R1 a mutató kitérése a teljesítménnyel arányos >> skála lineáris. Árammérő Re Ra Rl Il R Ia 13. ábra lengőtekercs árama max. 100 mA, állótekercs árama 5-10 A Így csökkenthető a lengőtekercs súlya. α = K I ⋅ I a2 Voltmérő Rl Ra Re Ia=Il=I U 14. ábra Ia = Il = I cosϕ = 1 M = K I2 35 I= U

R M = K 2 U = K ′′U 2 2 R α = Ku U2 A skála alján nagyon pontatlan a leolvasás Lágyvasas műszerek Mágneses vonzáson vagy mágneses taszításon alapul a működésük. Lapos tekercsű műszer működése Működése a mágneses vonzáson alapul. A mérendő áramot egy tekercsre kapcsoljuk, amelynek az áram hatására kialakul a mágneses tere. Ez a tér vonza a tengelyre erősített lágyvas darabkát, és elfordul Visszatérítő nyomaték: rugó csillapítónyomaték: légkamrában mozgó dugó 15. ábra 36 Kerek tekercses műszer taszítás elvén működik 16. ábra Állóvas a csévetesthez rögzítve, mozgóvas a tengelyhez. A mozgóvas elmozdulása közben végzett elemi munka: dW = F dx dx = r dα F = dW r ⋅ dα Nyomaték: M = F ⋅ r = dW dα A tekercs energiája: W = 1 ⋅ LI 2 2 M= 1 2 dL I ⋅ 2 dα lágyvasas műszerek általános nyomatékegyenlete dL = K = á ll. megfelelő vas alak mellett. dα M = K ′ ⋅ I 2 - négyzetes skála

egyen-és váltakozó (RMS) mennyiségek mérése 37 Digitális multiméterek Az alapműszer: DVM pontosság sebesség (beállási idő) felbontás érzékenység mintavétlezési idő DVM hibája Katalógusadat: hrdg hrdg ′ = h fs ⋅ mért értékre vonatkoztatott relatív hiba x fs Hx ⇐ h fs = x rdg x fs méréshatárra vontkozó hiba D ⋅ 100 % számlálási hiba Nk Nk - teljes szám értéke (kijelzés) D - bizonytalan jegyek száma h sz = Pl: Um = Urdg = 5,215mV Ufs = 10µV hrdg = ± 0.015 % katalógus hfs = ± 0,02 % D=1 méréshatárra vonatkoztatva: U fs 10 µV hrdg = ± 0,02 % ⋅ = 0,038 % ′ = h fs U rdg 5,215mV számlálási: h sz = 1 ⋅ 100 % = ± 0,019 % 5215 összevont relatív hiba: h = ± 0,015 + 0,038 + 0,019 % = 0,072% Abszolút hiba: h 0,072 H = ⋅ U rdg = ⋅ 5,215 ≈ 4µV 100% 100 38 DMM A/D átalakítóval az analóg feszültséget digitális formába alakítják Kijelző Jelkondícionáló osztók S/H A/D Uref Vezérlő

Billentyűzet 17. ábra Muktiméter = digitális voltmérő + jelkondícionálók + A/D Mit mérnek a DMM-ek? 1. Egyenfeszültség 2. Váltakozófesz 3. Egyenáram 4. Váltáram 5. Ellenállás (DV) (AV) (DC) (AC) (R) dc osztó ac osztó Kijelző AC/DC dc C/V ac C/V ADC AC/DC . R/V 18. ábra Uref Vezérlő Billentyűzet 39 IV. Teljesítmény és energia mérése Egyenáramú teljesítmény: P = U · I Szinuszos jelek esetén: S = U ⋅ I = p2 + Q 2 P = U ⋅ I ⋅ cosϕ Q = U ⋅ I sinϕ látszólagos teljesítmény hatásos teljesítmény meddő teljesítmény pillanatérték= p(t) = u(t) · i(t) ϕ = u és i közötti fázisszög cos ϕ = teljesítménytényező n Többfázisú teljesítmény P = ∑P k k=1 k= fázisok száma IV.1 DC teljesítmény mérése Volt- és ampermérővel I I A A RV Ra R Ra V RV U U R V 19. ábra P = U⋅I - U2 Rv P = U · I - I2 · Ra Rv>>R Ra<<R Háromvoltmérős módszer Z impedancia hatásos

teljesítménye Z R UZ V UR U UZ V ϕ U V UR 20. ábra 40 Z inpedanciával sorbakapcsolunk egy R ellenállást, amit ismerünk. Mérjük a feszültségeket A voltmérők fogyasztását elhanyagoljuk. U Uz y ϕ UR x 21. ábra U 2 = (U r + x) 2 + y 2 U 2z = x 2 + y 2 U 2 = U 2r + 2U r ⋅ x + x 2 + y 2 Uz2 =x2 + y2 U 2 = U 2r 2U r x + U 2z x = Uz cosϕ U 2 = U 2r + U 2z + 2U r ⋅ U z ⋅ cosϕ Az ellenálláson átfolyó áram: (Z-n is ez folyik) Ur I = R U z ⋅ U r ⋅ cosϕ vagyis: P = U z ⋅ I ⋅ cosϕ = R (1) (2) (1)-ből U r ⋅ U z cosϕ = U 2 − U 2r - U 2z 2 (2)-ből és (3)-ból U r ⋅ U z ⋅ cosϕ U 2 - U 2r - U 2z P = = R 2R (3) 41 Elektrodinamikus mérés 1: U2 R Po = I 2 ⋅ R = P = Ia2 · R U Ia = R + Ra U2 P= ⋅R (R + Ra ) 2 U2 ⋅ R U2 R 1 2 2 (R + R a ) R (R + R a ) R R 2 - (R + R a ) 2 m-p h = = = = 1 U2 p (R + Ra ) 2 R R Ez a tört 0. ha a számláló 0 vagyis: R2 - (R + Ra)2 0 R2 (R + Ra)2 ⇓ Ra 0 vagyis R>>Ra ! 2. 1.

W R U 1. 2. I I A A Ra R U RV Ra V RV U 22. ábra V R 42 IV.2 Háromfázisú teljesítmény mérése PR W R PS W S PT W T N 23. ábra R3f = Rr + Ps + Pt Áron kapcsolás P1 W R U RS S P2 W 24. ábra P = P1 + P2 P = U R I R + USIS + U T I T IR + IS + IT = 0 vektoriális szorzata I S = −I R − I T P = U R I R − USI R − USI T + U T I T P = I R (U R − U S ) − I T (U T + U S ) U R − U S = U RS - vonali feszültség U T − U S = U TS - vonali feszültség U TS T 43 IV. 2 Meddőteljesítmény mérése W R 1 W Fo- S 2 gyasz- W tó T 3 N 25. ábra W1 W2 W3 - IR, UST - IS, URT - IT, USR Q = U f ⋅ I f ⋅ sin ϕ sin ϕ - t úgy kapunk, ha az Uf-re merőleges feszültséget mérünk. R UTR UR URS ϕ UT T IR US UST S 26. ábra Q R = U R ⋅ I R ⋅ sin ϕ U R ⊥ U ST - így IR fázisáramot és UST vonalifeszültséget mérünk. Mivel azonban a fázisfeszültség helyett vonalit mérünk, 3 -mal osztani kell az

eredményt. 1 Q= Q1′ + Q 2 ′ + Q 3 ′ 3 Nullvezeték nélküli szimmetrikus feszültségű hálózaton mérhetünk meddőteljesítményt Áron kapcsolással: ( P1 = U V ⋅ I V ⋅ cos(30 + ϕ ) P1 = U V ⋅ I V ⋅ cos(30 − ϕ ) ) szimmetrikus terhelés esetén 44 P2 − P1 = U V I V [cos(30 − ϕ ) − cos(30 + ϕ )] P2 − P1 = U V I V sin ϕ Q = 3 ⋅ U V I V sin ϕ mivel Q 3f = 3 ⋅ U V I V sin ϕ Q 3f = 3 ⋅ ( P2 − P1 ) R UTR 30+ϕ URS UR ϕ UST IT IR 30-ϕ ϕ US UT T UST 27. ábra S 45 IV.3 Energia mérése Inukciós fogyasztásmérő 28. ábra 29. ábra Az egyik tekercs az áramtekercs a fogyasztóval sorbakapcsolva, a másik tekercs a feszültségtekercs, a fogyasztóval párhuzamosan kapcsolva. I1 - a hálózat árama, I2 - a feszültséggel arányos áram. Visszatérítő nyomaték: fékmágnes Mf = K⋅n, ahol n a fordulatszám. M k = c ⋅ I 1 ⋅ I 2 sin β Ph = U ⋅ I ⋅ cos ϕ M k = k ⋅ Ph Egyensúlyi helyzet: Mk = Mf k Ph = K n

n = áallandó ⋅ P A tárcsa egységnyi idő alatt megtett fordulatszáma a villamos teljesítménnyel arányos. Fordulatszámláló beépítve. Elektronikus fogyasztásmérő 46 30. ábra Az árammal és feszültséggel arányos jelek szorzását elektronikus, időosztásos szorzó végzi. A szorzó kimenetén megjelenő feszültség egyenkomponense arányos a Z impedancia hatásos teljesítményével. Az U/f átalakító kimenete impulzuskimenet, amelynek a frekvenciája arányos a pillanatnyi teljesítménnyel. Az impulzusokat számlálóval jegyzik 47 V. Impedanciamérés Z= U I Ideális ohmos ellenállás: Z = R A valóságos ellenállás frekvenciafüggő. Ha váltakozóáramon használjuk, figyelembe kell venni, hogy van induktivitása és kapacitása. Igy a helyettesítő kép: R LS cp Rp 31. ábra LS - ellenállástekercs induktivitása cp - szórt kapacitás Rp - az ellenállás sarkai között fellépő szivárgási ellenállás Egyéb járulékos hibák:

skineffektus - a frekvencia növekedésével a hasznos keresztmetszet csökken, ezért az ellenállás nő. A hatás 1 MHz felett jelentkezik fokozottan Kiküszöbölés: többerű hurokellenállás hőhatás - környezeti, - átfolyó áram okozta. Kiküszöbölés: termosztát, hűtés. termofeszültség - az ellenállás kivezetése és az ellenálláshuzal érintkezési pontjában keletkező feszültség. Kiküszöbölés: az egymáshoz csatlakozó anyagok helyes megválasztása. 48 V.1 Analóg ellenállásmérés Volt-, ampermérővel I I A A Ra R RV Ra V U RV U V 32. ábra Ellenállásmérés közvetlenmutatós ohmmérővel 1. Állandó áramot hajtunk és mérjük a feszültséget 33. ábra Ux = I ⋅ RX I = állandó UX arányos RX - szel. Digitális műszerekben alkalmazzák. 2. Feszültséggenerátoros feszültséggenerátor - szárazelem (pl. Deprez műszer) 34. ábra Soros ohmmérő R 49 A soros ohmmérő árama: U U 1 I= = ⋅ R + RX R 1 + RX R A

műszer kitérése: (A Deprez műszer skálaegyenlete szerint) : α = k ⋅ I = k ⋅ hiperbólikus skála RX = 0 esetén αmax RX = ∞ esetén α = 0 A skála közepén a legpontosabb. 35. ábra Párhuzamos ohmmérő Ellenállásmérés feszültségösszehasonlítással 36. ábra UN = I ⋅ RN RX = RN ⋅ (UX / UN) UX = I ⋅ RX Digitális multiméterekben ellenállásaránymérésre használják. 1 U ⋅ R 1+ RX R 50 Ellenállásmérés áramösszehasonlítással 37. ábra U = IX ⋅ RX U = IN ⋅ RN RX = RN ⋅ (IN / IX) V.2 Nullmódszer Wheatstone-híd Feszültségösszehasonlítás módszere. 38. ábra Ha UX = U3 , akkor U0 = 0 Kiegyenlítés feltétele:  RX R3  U0 =  −  =0  R1 + R X R 3 + R 2  R X ⋅ R 2 = R1 ⋅ R 3 R X = R1 ⋅ R3 R2 U0 mérése nagyérzékenységű nullindikátorral történik. 51 Egyenáramú hidak pontossága függ: - nullindikátor érzékenysége - kiegyenlítő elemek pontossága - hőhatások, termofeszültségek -

kis ellenállások esetén a bekötő vezetékek ellenállása - nagy ellenállások esetén aszivárgóáramok Általában h<0.5% Thomson híd 10 Ω alatti mérések esetén a bekötő vezetékek jelentős mérési hibákat okozhatnak. Ezt küszöböli ki a belső híddal kiegészített Thomson-híd. 39. ábra Re - áramkorlátozó ellenállás, R a hozzávezetések ellenállása. (R X ) ( ) + R 3′ R 2 = R1 + R 2 ′ R 3 R X R 2 + R 2 R 3 ′ = R1R 3 + R 2 ′ R 3 R X R 2 = R1R 3 & R 2 R 3′ = R 3R 2 ′ Vagyis a fő- és a mellékhíd egyidejű kiegyenlítése szükséges. 52 Váltakozóáramú hidak 40. ábra Komplex impedancia: z 2 e jϕ 2 z 3 e jϕ 3 = z1 e jϕ1 z 4 e jϕ 4 A kiegyenlítés feltétele: z 2 z 3 = z1 z 4 & ϕ 2 + ϕ 3 = ϕ1 + ϕ 4 V. 3 Digitális ohmmérő A mérés elve: az ellenállásmérést visszavezetjük feszültségmérésre. 41. ábra U ki = − U be jωRc x 53 42. ábra U ki = − U be jω 1 Lx R Mindkét esetben

U arányos az R-rel. Impedanciaanalizátorok Impedanciák vizsgálatára szolgál feszültség-, áram-, frekvenciatartományban. 43. ábra Vagy feszültséggenerátor, vagy áramgenerátor táplálja, frekvenciafüggő táp, I0 (előmágnesező áram a nem lineáris impedanciák szintfüggő mérésére) és U0 előfeszültség beállítási lehetőséggel. 54 VI. Tápforrások A tápforrások energiaellátásra szolgálnak. Potenciális zavarforrás, ezért gondos kiválasztást igényel. Tápforrások jellemzői és funkciói: DC és AC tápforrások - jó hatásfok - szünetmentes energiaellátás - pontos és stabil feszültség és áram - pontos és stabil frekvencia - változtathatóság, programozhatóság - hálózati ingadozások elnyomása - hálózati zavarok szűrése - terhelésingadozás hatásának csökkentése - zárlattűrés - galvanikus leválasztás VI.1 DC tápegységek Leggyakrabban stabilizált tápegységra van szükség. Ez kétféle lehet: telep

stabilizátor hálózat UDC AC/DC 44. ábra Az UDC feszültség előállítható vagy egyenáramú tápforrásból (akkumulátortelep, szárazelem), vagy a hálózati feszültségből egy AC/DC átalakítón keresztül. 55 Stabilizált tápegység 45. ábra Stabilizátor Helyettesítő kapcsolás: 46. ábra Feladata: állandó Uki biztosítása Jellemző adatok: - feszültség stabilitási tényező: ∂U be ∆U be U be U be Su = ≅ ∂U ki ∆U ki U ki U ki - kimeneti ellenállás: R ki = ∂U ki ∆U ki ≅ ∂I ki ∆I ki 56 - Uki hőmérsékletfüggése: ∆U ki ∂U ki 1 U ki αu = ⋅ ≅ ∂Tk U ki ∆Tk Ezen jellemzők általános értékei: Su = 10 . 104 Rki = 10-3 . 10 Ω αu = ± 10-3 . 10-5 /K Lineáris hálózati stabilizált tápegységek Leggyakoribb a soros áteresztő tranzisztoros felépítésű CV/CC (constant voltage/constant current) kimeneti jelleggörbéjű. Szabályzókör kapcsolása: 47. ábra Kimeneti jelleggörbe: Uki R1 R2 R3 Uki0 R4

Uki4 R5 Iki2 Iki0 48. ábra Iki 57 Rt = R1 = ∞ R1 > Rt > R3 Rt = R2 Rt = R3 üresjárás a terhelést csökkentve állandó feszültségű generátor üzemmód : Uki = Uki0 az adott terheléshez tartozó áram értéke: Iki2 befejeződik a feszültséggenerátoros szakasz és kezdődik az áramgenerátoros szakasz A választó áramkör átkapcsol az AV erősítős feszültségszabályozó kör és az AC erősítős áramszabályzó kör között. Fénydiódák jelzik, hogy épp melyik működik. R3 > Rt > R5 állandó áramú generátor üzemmód: Iki = Iki0 Rt = R4 állandó áram mellett az adott terhelésnél a feszültség értéke: Uki4 Rt = R5 rövidzár; rövidzár esetén is a kimeneti áram értéke nem változik, továbbra is Iki0. Uki0 és Iki0 alapértéke az RC és RV ellenállásokkal állítható be. IRV áramgenerátor értéke állandó, tehát U ki = I RV ⋅ R V R I ki = I RV ⋅ C RS Hálózati stabilizált tápegységek jellemző műszaki

paraméterei: - Hálózati stabilitás: Azt mutatja meg, hogy névleges Rt terhelésnél a hálózati feszültség ± 10% - os változása esetén mennyit változik a kimeneti feszültség. - Terhelés stabilitás: Azt mutatja meg, hogy mennyivel változik meg a kimeneti feszültség, ha a kimeneti áram a névleges áram értékével megváltozik. - Hőmérséklet stabilitás: Típusvizsgálattal határozzák meg, mV/°C - ban adják meg. - Hosszúidejű stabilitás: Azt mutatja meg, hogy 8 órás folyamatos terhelés után a névleges adatok mennyit változnak. - Kimeneti impedancia, és annak frekvenciafüggése - Tranziens feléledési idő: dinamikus tulajdonság Azt mutatja meg, hogy névleges mértékű áramváltozás esetén a kimeneti feszültségnek mekkora a beállási ideje (µs nagyságrendű) - védelem: túlfeszültség, túláram, hőmegfutás, stb. CC esetén automatikus áramszabályzás Bizonyos tápegységek a környezeti hőmérséklet növekedése esetén

automatikusan csökkentik a terhelhetőséget. 58 Kapcsolóüzemű hálózati stabilizált tápegység Eőnyei: kis súly, kis méret, javuló hatásfok 49. ábra A hálózati feszültséget egyenirányítva, szűrve, szaggatással négyszögalakú nagyfrekvenciás váltakozó feszültséget állít elő. Ezt transzformáljuk, egyenirányítjuk és szűrjük A szabályzó a kimeneti feszültséget állandó értéken tartja. A galvanikus leválasztást a trafó és a szabályzó biztosítja. Működési elv: 50. ábra K - szaggatás > > hullámosság csökkentése Lc szűréssel. K kapcsoló zárt állásban: Az Ube feszültség az L tekercsen keresztül tölti a c kondenzáatort és táplálja az Rt terhelést. K kapcsoló nyitott állásban: Az L tekercsben felhalmozott energia a D diódán keresztül leépül, miközben tovább tölti a kondenzátort és táplálja a terhelést. Az impulzusok szélességének a függvényében változik a kapcsoló kapcsolási ideje.

59 VII. Jelforrások Funkciói: • stabil feszültség és frekvencia elállítása • változtatható feszültség és frekvencia előállítása • különböző hullámformák előállítása • AM- és FM-moduláció lehetőségének biztosítása • programozhatóság automatikus mérések céljából ]Jellemzői: • ferkvencia- és feszültségtartomány • felbontóképesség • frekvencia- és amplitúdópontosság • frekvencia és amplitúdó rövid ill. hosszú idejű stabilitása • frekvencia és amplitúdó hőmérsékleti tényezője • spektrális tisztaság, torzítási tényező • modulációs mélység ill. löket • kimeneti impedancia Fajtái: Szinuszos generátorok Nemszinuszos generátorok Hangfrekvenciás generátorok (szinuszos) - kis torzítás Alapgenerátor: Rc oszcillátor Lc oszcillátor (Wien-hidas Rc oszcillátor) 51. ábra RC-oszcillátoros generátor 52. ábra Wien-hidas Rc oszcillátor 60 53. ábra Lc oszcillátoros generátor

Az alapgenerátor kiegészülhet különböző modulációs üzemmódokkal. Amplitúdó modulált jel: 53. ábra u = U V (1 + U m / U V cos ω m t ) cos ω V t Um/UV - modulációs mélység 61 Frekvenciamodulált jel: 54. ábra u = U V sin(ω V t + m sin ω m t ) m - modulációs index frekvencialöket: ∆f = mω m / 2 π