etalon proudu stejnosměrný proud střídavý proud Měření proudu Bc. David FURKA etalon proudu stejnosměrný proud střídavý proud VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Definice veličiny, etalon proudu Proud 1 A - 2 rovnoběžné vodiče, nekonečná délka, zanedbat. průřez - síla F=2*10-7 N působící na 1 m délky obou vodičů Etalon proudu – Rayleighovy proudové váhy 2 pevné cívky, 1 pohyblivá cívky do série přesnost 10-6 velmi drahé, nepřenosné nároky na přesnost konstrukce používá se jako primární etalon NC VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Měření stejnosměrného proudu nA až mA - měřicí převodník proudu na napětí s OZ < nA - - OZ nelze použít (vstupní klidové proudy…) - měří se úbytek napětí na vysokoohmovém rezistoru modulačním voltmetrem 10 mA až 20 A - běžné magel. MP a multimetry s bočníkem > 20 A - s použitím externích bočníků (velikost, chlazení) VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Bezkontaktní měření velkých proudů I. Využívá se Hallovy sondy Hallova - lineární převodník B na UH sonda - polovodičová destička (d=10-1 mm) v magnetickém poli, proud Is - mag. pole B + IS vnucený polovodiči  Hallovo napětí UH - měřený proud Ix  mag. indukce B  UH = f(Ix) (lineární) k – materiál, rozměry, struktura VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Bezkontaktní měření velkých proudů II. Použití Hallovy sondy el. proud IX mag. pole B  uH  uA měření DC a AC proudu (do 25 kHz) periodické i neperiodické průběhy 1 mA až 1 MA klešťový ampérmetr s HS  (mag.obvod jako u běžných klešť.Am) digitální výstup, někdy analog.pro osciloskop přesnost 1 % VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Měření střídavého el. proudu do 10-2 A - měřicí převodník s OZ (104 Hz) do 20 A - magel. a elmag. MP (50 Hz) 10 -100 A - s vnějšími bočníky (do 103 Hz) 101 A - komparátory DC a AC I (106 Hz) do 105 A - měřicí transform. proudu (50 Hz) do 105 A - klešťové ampérmetry (50 Hz) do 106 A - MP s Hallovou sondou (do 25 KHz) VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Komparátor DC a AC proudu srovnává účinky DC a efektivní hodnoty AC proudu  měří ef.hod. I Postup přepínač – poz.1  AC proud ohřeje TČ  Ut>0  změna Up  UIV=0 přepínač – poz.2  DC proud ohřeje TČ  Ut>0  změna IN  UIV=0 obvod TČ je vyvážen jen při určité teplotě (určitém DC nebo AC proudu – ef. hodnotě) i pro měření AC napětí kmitočty 105 Hz i vyšší VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Měřicí transformátor proudu (MTP) transformuje el.proud harmonického průběhu za účelem měření proud musí mít nulovou stejnosměrnou složku! PROVEDENÍ: laboratorní, podpěrné, tyčové, násuvné, prstencové jmenovité zátěže 2,5 – 5 – 10 – 15 – 30 – 60 – 120 VA třídy přesnosti 0,1 – 0,2 – 0,5 – 1 – 3 % Primární vinutí většinou malý počet závitů svorky se označují K a L Sekundární vinutí většinou větší počet závitů než primár co nejmenší impedance, svorky značíme k a l při zatížení se sekundár nesmí rozpojit (hrozí zničení izolace sekundárního vinutí, zranění obsluhy apod.) paralelně k vinutí je zkratovací kontakt sekundární proud – typicky 5 A (výjimečně 1 A) VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Měřicí transformátor proudu (MTP) Pro změny rozsahů AC Ametrů a Wmetrů (PC) zapojení sériově se zátěží vstupní svorky K,L a výstupní k,l převod chyba převodu úhlová chyba – [´]  úhel mezi fázory I1 a I21 Pro max. přesnost Mag. obvod (jádro) min. sekund. impedance Z2 - min. magnetický odpor min. induk. napětí Ui  bez vzduch.mezer,max.průřez min. proud Iμ (IFe lze zanedbat)  max. permeabilita - obvykle prstencový tvar - vinuté feromagnet. páskem VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

MTP – zapojení do měřeného obvodu Úprava proudu pro Ametr Úprava proudu pro Wmetr pro větší proudy - pro větší rozsahy proudové cívky Ametr měří I2 = I1 * p - Wmetr měří PMTP=Pz*p pro zjištění I1 – výpočet - pro zjištění Pz - výpočet VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

MTP – náhradní schéma Indexace: 1 – primární veličiny 2 – sekundární veličiny (přepočtené) Fe – ztráty v železe μ – magnetizace jádra R1 – ohmický odpor primárního vinutí XL1 – rozptylová reaktance prim.vinutí Laboratorní MTP - jeden nebo více závitů primárního vinutí - více rozsahů – více primárních vinutí Podpěrné, tyčové MTP - jeden závit prim. vinutí, jeden měř. rozsah Násuvné, prstencové MTP - jeden závit – není vestavěn - jeden měřicí rozsah VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Laboratorní MTP vícerozsahový VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

MTP – konstrukční typy Podpěrné Tyčové Násuvné MO PV PV SV PV SV MO MO VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu

Klešťový ampérmetr MTP s rozevíratelným mag. obvodem (čelisti kleští) vodič se obemkne čelistmi – primární vinutí na mag. obvodu navinuto sekundární vinutí  AMP nebo ADP + ČMP změna rozsahu – přepnutí odbočky sek. vinutí sek.vinutí rozloženo po celé délce mag.obvodu vzduchová mezera  menší přesnost (2,5) chyba fáze 60´ až 200´ VOŠ a SPŠ Varnsdorf Měření el. proudu