Spotřeba a přetížitelnost měřicích přístrojů Střední odborná škola Otrokovice Spotřeba a přetížitelnost měřicích přístrojů Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Miloš Zatloukal Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika DUM 1 Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /1 Autor Ing. Miloš Zatloukal Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-El-EM/3-EL-1/7 Název DUM Spotřeba a přetížitelnost měřicích přístrojů Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 26-51-H/01 Obor vzdělávání Elektrikář Vyučovací předmět Elektrická měření Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 17 – 18 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně k samostudiu; náplň: seznámení s pojmy vlastní spotřeba a přetížitelnost měřicího přístroje Vybavení, pomůcky Dataprojektor Klíčová slova Měřicí přístroj, spotřeba, přesnost měření, přetížitelnost Datum 27. 11. 2012

Spotřeba a přetížitelnost měřicích přístrojů Náplň výuky - vlastní spotřeba měřicího přístroje - jednotka - jak se udává - jak se vypočítá - příklady výpočtu - přetížitelnost měřicího přístroje - krátkodobá - trvalá

Vlastní spotřeba a přetížitelnost měřicích přístrojů Vlastní spotřeba měřicího přístroje Při měření elektrických veličin měřicím přístrojem prochází el. proud a je na něm el. napětí dochází k odběru el. výkonu dochází k zatížení měřeného obvodu (objektu) Vlastní spotřeba měřicího přístroje – příkon měřicího přístroje Je to výkon potřebný k dosažení max. hodnoty na zobrazovači (plné výchylky ručky) měřicího přístroje má být co nejmenší poměry v proudových obvodech před připojením měřicího přístroje a po jeho připojení by měly být co nejvíce stejné jinak jde o měření méně přesné

Vlastní spotřeba měřicího přístroje – udává se pro jmenovité měřicí hodnoty. Jak se vlastní spotřeba vyjadřuje? u stejnosměrných přístrojů – ve watech (W) miliwatech (mW) u střídavých přístrojů – ve voltampérech (VA) – jde o zdánlivý příkon Obr. 1 Obr. 2

Jak bývá vlastní spotřeba udávána (např Jak bývá vlastní spotřeba udávána (např. od výrobce měřicího přístroje) – nepřímo jako a) vnitřní odpor nebo u střídavých přístrojů vnitřní impedance – jde o celkový odpor vinutí cívky měřicího přístroje, značí se Ri b) vnitřní odpor cívky na 1 volt rozsahu měřicího přístroje – používá se to u napěťových cívek, značí se ri, Ur je rozsah platí vztah Ri = Ur . ri c) proud, který prochází měřicím přístrojem při jmenovitém napětí – při plné výchylce přístroje – používá se to u napěťových cívek d) napětí na cívce při jmenovitém proudu – tj. při plné výchylce – používá se to u proudových cívek Pozn. Pokud odpor (či impedanci) neznáme (např. výrobce je neudává), je možné ji změřit.  

Příkon se pak vypočítá jako: součin odporu (impedance) a druhé mocniny proudu P = R. I2 podíl druhé mocniny napětí a celkového vnitřního odporu cívky měřicího přístroje P = 𝐔𝐫𝟐 Ri Příklady výpočtu vlastní spotřeby měřicích přístrojů: 1) Stejnosměrný voltmetr má vnitřní odpor na 1 V rozsahu ri = 5 kΩ/1V, měřicí rozsah je 30 V. Jaká je jeho vlastní spotřeba? Ri = Ur . ri = 30 . 5000 = 150 000 Ω = 150 kΩ P = Ur2 Ri = 302 150 000 = 0,006 W Vlastní spotřeba voltmetru pak bude 6 mW. 2) Vnitřní impedance střídavého voltmetru je 6 k Ω, měřicí rozsah je 100 V. Jaká je jeho vlastní spotřeba? P = Ur2 Ri = 1002 6000 = 1,7 VA Vlastní spotřeba voltmetru pak bude 1,7 VA

Na číselníku wattmetru je napsán údaj 60 V / 3 kΩ Na číselníku wattmetru je napsán údaj 60 V / 3 kΩ. Jaký bude příkon napěťové cívky pro rozsah 300 V? Vnitřní odpor napěťové cívky vypočítáme jako poměr rozsahu dílčího rozsahu odporu, násobený vlastním dílčím vnitřním odporem ri: Ri = 300 60 . 3 000 = 15 000 Ω = 15 kΩ P = Ur2 Ri = 3002 15000 = 6 W Vlastní spotřeba napěťové cívky pak bude 6 W.

Přetížitelnost měřicího přístroje. Téměř každý měřicí přístroj je možné přetížit – to znamená připustit větší hodnotu měřené veličiny, než je jeho měřicí rozsah. Očekáváme, že přitom nedojde k jeho poškození – zničení či zhoršení jeho třídy přesnosti. Jak dochází k přetížení měřicího přístroje? omylem osoby provádějící měření nějakým nepředvídaným vlivem Platí nepřímá úměra – čím větší je přetížení, tím kratší musí být doba trvání tohoto stavu – jinak hrozí nežádoucí následky přetížení.

Přetížitelnost měřicího přístroje – je to násobek jmenovitého proudu nebo napětí, který měřicí přístroj snese po určitou dobu bez poškození (tepelného, mechanického). Může být vyjádřen také v procentech jmenovité hodnoty. Podle doby přetížení měřicího přístroje je přetížitelnost krátkodobá trvalá Přetížitelnost závisí na třídě přesnosti – čím je přístroj přesnější (třída přesnosti je menší číslo), tím méně může být přetěžován. Násobek přetížení při trvalém přetížení je pochopitelně menší než při přetížení krátkodobém.

Tabulka přetížitelnosti měřicích přístrojů: Délka přetížení Třída přesnosti/MP 0,2 až 0,5 1 až 5 Krátké Voltmetr 2x Ampérmetr 10x proud. cívka W metru 2x při Un a cosФn 10x při Un a cosФn Trvalé - 1,2x Obě cívky W metru

Kontrolní otázky: Ve voltampérech (VA) se udává spotřeba měřicího přístroje pro: Střídavý proud Stejnosměrný proud Oba proudy 2. Údaj 5 kΩ/1 V označuje zřejmě: Celkový vnitřní odpor Dílčí vnitřní odpor, celkový je nutno získat vynásobením rozsahem Žádný z výše uvedených Trvalá přetížitelnost měřicích přístrojů s třídou přesnosti 0,1 až 0,5 je: 2x 1,2x 1x

Kontrolní otázky – správné odpovědi: Ve voltampérech (VA) se udává spotřeba měřicího přístroje pro: Střídavý proud Stejnosměrný proud Oba proudy 2. Údaj 5 kΩ/1 V označuje zřejmě: Celkový vnitřní odpor Dílčí vnitřní odpor, celkový je nutno získat vynásobením rozsahem Žádný z výše uvedených Trvalá přetížitelnost měřicích přístrojů s třídou přesnosti 0,1 až 0,5 je: 2x 1,2x 1x

Seznam obrázků: Obr. 1: vlastní, měření napětí voltmetrem na žárovce Obr. 2: vlastní, vlastní spotřeba voltmetru

Seznam použité literatury: [1] Vitejček, E.: Elektrické měření, SNTL, Praha, 1974 [2] Fiala, M., Vrožina, M., Hercik, J.: Elektrotechnická měření I, SNTL, Praha, 1986

Děkuji za pozornost 