elektricni merni instrumenti2

Download elektricni merni instrumenti2

Post on 27-Sep-2015

44 views

Category:

Documents

11 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

el. merenja

TRANSCRIPT

  • Elektrina merenjaElektrini merni instrumenti 2

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Oznaka mernog sistema:

    Princip rada:Merni moment formira se na principu dejstva magnetskog polja (koje stvara stalni magnet) na struju koja protie kroz kretni kalem. (Elektromagnetna sila deluje na provodnik kroz koji protie elektrina struja, a koji se nalazi u magnetnom polju.)

    Razvojem konstruktivnih reenja posebno se vodilo rauna o oblikovanju polnih nastavak i iznalaenje kvalitetnih magneta. (Prvo konstruktivno reenje datira iz 1881.god. ak Darsonval)

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    1. Kalem sa N namotaja, Dimenzijelxd, jezgro od mekog gvoa, kalemmoe da se okree;

    2. Stalni magnet, obuhvata jezgro

    3. Osovina

    4. Kazaljka povezana sa pokretnimdelom sistema

    5. Opruga

    6. Preko dve opruge se struja dovodina kalem i ove dve opruge stvarajukontra momenat pri okretanju jezgra

    7. Podeavanje nule

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    0M C=

    1k kM NI I= =

    Kada kroz kalem protie stalna struja, delovikalema se ponaaju kao provodnik sastalnom strujom u homogenom radijalnommagnetskom polju indukcije B, pa na njihdeluje sila F. Na pokretni deo sistema delujemoment Mk.

    Iako je polje radijalno, zbogmale irine vazdunog procepau odnosu na poluprenikgvozdenog valjka, linije poljameusobno su praktinoparalelne

    Usled kretanja pokretnog dela sistema javljase otporni moment M0 srazmeran uglu za kojise okrenuo pokretni deo sistema.

    Dispozicija kretnog kalemau cilindrinom meugvou magneta

    NS

    B

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    0 ,

    ,

    k

    k sk

    M MCI C I k

    =

    = = =

    s iI k S I = =

    Kada su momenti u ravnotei, ugao, koji se direktno vidi kaougao otklona kazaljke, srazmeranje struji kroz kolo

    Instrumenti magnetoelektrinog tipa su vrlo osetljivi i mogu da mere i struje, odnosno napone, veoma malih jaina. Ovakvi instrumenti nazivaju se galvanometrima.

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    sk

    CI k= =

    Koeficijent srazmernosti ks, koji je stalan za dati galvanometar, naziva se strujna konstanta galvanometra.

    Njegova jedinica je [A/rad] ili [A/pod]

    Pri definisanju strujne konstante galvanometra kako bi se galvanometri u pogledu osetljivosti mogli lake meu sobom porediti, uzima se ne skretanje od 1 radijana, veskretanje svetlog lika od 1 mm na pravolinijskoj skali udaljenoj 1 m od galvanometra.

    ta je u stvari strujna konstanta? Ako je = 1, ks je struja koja proizvodi jedinino skretanje od jednog radijana, jednog podeoka, odnosno od jednog milimetra na skali udaljenoj 1 m.

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    s iI k S I = = Naponska konstanta Kn, galvanometra definie se na slian nain.

    Reciprona vrednost strujne konstante je strujna osetljivost galvanometra - Si.Jedinica je [rad/A], [pod/A] ili [mm/A].

    Ri - otpornost kalema galvanometra,I - struja koja prolazi kroz galv..U - napon na krajevima galvanometra

    nsii KKRIRU ===

    1u

    n

    U S UK

    = =

    Osetljivost instrumenta zavisi odmagnetske indukcije, dimenzijakalema I broja namotaja.

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Magnetni materijali

    1. Hromov elik2. Volframov elik3. Kobaltni elik4. AlNiCo 1605. AlNiCo 400

    7006. Barijumferit 300

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Zatita galvanometra od velikih napona i struja

    Struja kroz galvanometar moe se umanjiti na dva naina:a) vezivanjem otpornika Rr na red sa galvanometrom ilib) vezivanjem otpornika Rp paralelno sa galvanometrom

    Kalem galvanometra namotan je veoma tankom bakarnom icom, iji prenik iznosi nekoliko stotih delova milimetra, pa se galvanometar zatiuje otpornicima koji onemoguavaju da kroz njegov kalem protekne suvie velika struja.

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Zatita galvanometra od velikih napona i struja

    a) Vezivanje otpornika Rr na red sa galvanometrom

    ( )1g r gM g r r

    gM g gM g g

    R R I R R RU nU R I R R

    + += = = + =

    1= nRR

    g

    r ( )1= nRR gr

    Sa otpornikom dovoljno velike otpornosti, moe se od galvanometra napraviti voltmetar za eljeno visoke napone.

    gMU rU

    rRgR

    g MIU

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Zatita galvanometra od velikih napona i struja

    b) Vezivanjem otpornika Rp paralelno sa galvanometrom

    Ova vrsta zatite naziva se zatitom galvanometra od struje i iskoriena je za adaptiranje galvanometra u ampermetar.

    1

    g p

    g p g p g

    gM p p

    g

    UR R

    R R R R RI mUI R RR

    + += = = + =

    1=

    mR

    R gp

    pR

    gR

    gMI

    BA

    gMI

    pI

    I

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Zatita univerzalnim antom

    Ova veza pripisuje se Ajrtonu. Zatitni otpornik je u ovom sluaju sa kliznim kontaktom.

    +=

    nR

    RRIU ppgg ( ) nR

    IIU pg=

    ( )n

    RIRRI ppgg =+

    g p g p

    pg p

    R R R RI n nmRI Rn

    + += = =

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    ica namotaja je uobiajeno od bakra. Otpornost bakra se poveava saporastom temperature. Temperaturni koeficijent otpornosti je 0.4 %/K, toznai da se otpornost kalema RK poveava za 0.4 procenta pri poveanjutemperature ice za 1K. Zbog toga se vri kompenzacija sa kompenzacionim otpornikom.

    Kompenzacija se vri otpornikom koji se redno povezuje na namotajkalema, a ima otpornost nekoliko puta veu od otpornosti samognamotaja.Zbir otpornosti namotaja i kompenzacionog otpora je unutranjaotpornost instrumenta

    (Rg=Ri+RK).

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Magnetnoelektrini merni instrumenti se koriste kao ampermetri i voltmetri za merenje jednosmernih struja i napona. Izrazito su kvalitetniinstrumenti jednosmerne struje, veoma pogodni za laboratorijskuprimenu.Iako nisu direktno upotrebljivi za merenja naizmeninih struja, to nepredstavlja nedostatak. Korienjem usmeraa ili u kombinaciji sa termopretvaraom mogu meriti i naizmenine struje i napone. Vrlo su precizni (klase tanosti 0.1), a izrauju se serijski klase tanosti 0.5.

    Granice opsega mernja napona i struje mogu se po potrebi lako proiriti, rednim ili paralelnim vezivanjem otpornika sa instrumentom.

    Magnetoelektrini ampermetar i voltmetar

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Opseg je uobiajeno izmeu 50 mV do 500 V sapredotpornicima koji su ugraeni u kuite, dok seza merenje veih napona koriste posebni prikljucina voltmetru koji omoguuju primenu spoljnihpredotpornika. Klasa tanosti je uobiajeno od 0.1 do 2.5. Pri merenju treba uvek voditi rauna o polaritetu

    Ampermetri se prave za razliite opsege merenjaod 0.1 A do 20 A, a za posebne potrebe i zamnogo vee opsege. Za merenje veih struja tzv. ant otpornik se postavlja van kuita, dok je zamanje struje ant i kuistu instrumenta. Klasatanosti ampermetra sa pokretnim kalemom jeuobiajeno u opsegu 0.1 do 2.5.

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Proirivanje mernog opsega nezavisnim dodavanjam otpornika na red. Primer voltmetra za tri opsega merenja jednosmernog napona (U1, U2,U3)

    3RgR

    gMI1R2R

    1U 2U 3U+

    1

    2

    3

    , ,

    Proirivanje mernog opsega Proirivanje mernog opsega rednim vezivanjem otpornika sa galvanometrom. Primer voltmetra za tri opsega merenja jednosmernog napona (U1, U2, U3)

    3R

    gMI1R 2R

    1U 2U 3U

    1 2 3

    , ,

    gR

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Proirivanje mernog opsega paralelnim dodavanjem otpornika (antiranjem). Primer ampermetra za tri opsega merenja jednosmerne struje (I1, I2, I3)

    Proirivanje mernog opsegaProirivanje mernog opsega univerzalnim antom. Primer ampermetra za tri opsega merenja jednosmerne struje (I1, I2, I3)

    3R

    gMI1R

    2R

    1I 2I 3I

    1

    2

    3

    4

    gMI I

    gMI3R

    gR

    gMI1R 2R

    1 2 3, ,I I I

    1 2 3

    +

    gMI

    pI

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Redna veza instrumenta i otpornika ija se otpornost meri

    Magnetoelektrini ommetar Paralelna veza instrumenta i otpornika ija se otpornost meri

    Ri

    0

    Ri

    0

    Podesniji je za merenjeotpornosti manjih vrednosti

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    ,V m V mU I

    Magnetnoelektrini instrumenti imaju malu potronju.

    2V m

    V m V m V mV

    UP U IR

    = =

    1V

    VV

    V m

    RRU

    =

    - Napon i struja voltmetra pri punom skretanju

    Usvojeno je da se kod voltmetara uvede podatak takozvane jedinine (karakteristine) otpornosti, tj. podatak o otpornosti po jednom voltu opsega merenja.

    RV je unutranja otpornost voltmetra i treba da bude to vea

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    Potronja ampermetra pri punom skretanju je:

    mAAmAmAmA IRIUP2==

    .

    Za obezbeenje stvaranja dovoljno jakog kretnog momenta, mora se obezbediti na krajevima ampermetra neophodan napon. Konvencionalno je uzeto da to bude 60 mV. Ako su struje punog skretanja na primer: 60mA, 6A i 60000A, snaga ampermetra pri punom skretanju bie respektivno: 3,6mW, 0,36 W i 3,6 kW.

    AmA

    Am

    URI

    =

    RA je unutranja otpornost ampermetra i treba da bude to manja.

  • Magnetoelektrini instrumenti sa kretnim kalemom

    - Skala je linearna;- Velika osetljivost;- Skretanje skazaljke je jednoznano u odnosu na polaritet merene veliine;- Temper