Villamos mérések II.

Tartalom

6. Egyenáram és egyenfeszültség mérése 5
6.1. Egyenáram és egyenfeszültség mérése mutatós műszerrel 5
6.1.1. Mutatós műszerek általános jellemzői 6
6.1.1.1 Beállási viszonyok 6
6.1.1.2. Lengési és csillapítási viszonyok 9
6.1.1.3. Pontosság 11
6.1.1.4. Érzékenység 14
6.1.1.5. Fogyasztás 15
6.1.2. Egyenáram és egyenfeszültség mérése állandómágnesű műszerrel 15
6.1.2.1. Állandómágnesű műszer működési elve 15
6.1.2.2. Állandómágnesű műszer érzékenysége 16
6.1.2.2.1. Állandómágnesű műszer érzékenységének növelése 17
6.1.2.2.2. Állandómágnesű műszerek érzékenységének csökkentése 20
a) Áramméréshatár bővítése söntöléssel
b) Áramméréshatár bővítése egyenáramú áramváltóval 22
c) Feszültség méréshatár bővítése 25
6.1.2.3. Feszültség mérése eltolt nullpontú állandómágnesű műszerrel 25
6.1.2.4. A mért adatok regisztrálása. Regisztráló műszerek 26
6.1.2.5. Állandómágnesű műszer fogyasztásának és méréshatárának csökkentése elektronikus erősítő felhasználásával. Egyenfeszültségű csővoltmérők 27
6.2. Egyenfeszültség mérése kompenzátorral 29
6.2.1. A mérés elve 30
6.2.2. A mérés érzékenysége 32
6.2.3. A mérés bizonytalansága 35
6.2.3.1. A normálelem hibája 36
6.2.3.2. A segédáram beállításának bizonytalansága 36
6.2.3.3. A galvanométer véges érzékenysége miatti hiba 37
6.2.4. Kézi kiegyenlítésű kompenzátorok 37
6.2.4.1. Precíziós kompenzátorok 33
6.2.4.1.1. Soros kapcsolású kompenzátor 33
6.2.4.1.2. Párhuzamos kapcsolású kompenzátor 40
6.2.4.1.3. Hídkapcsolású kompenzátor 43
6.2.4.2. Technikai kompenzátorok 46
6.2.4.2.1. Állandó segédáramú kompenzátor 46
6.2.4.2.2. Segédáramú kompenzátor 47
6.2.5. Automatikus kiegyenlítésű kompenzátorok 47
6.2.5.1. Analóg rendszerű automatikus kompenzátor 48
6.2.5.1.1. Tisztán mechanikus kiegyenlítésű automatikus kompenzátor 48
6.2.5.1.2. Fotocellás kompenzátor 49
6.2.5.1.3. Szervo rendszerű automatikus kompenzátor 50
a) Vibrátoros átalakító 53
b) Félvezetős átalakító 53
c) Fotoellenállásos átalakító 54
d) Rezgőkondenzátoros átalakító 54
e) Elektromechanikus műszerrel kombinált átalakító 54
f) Hall-szonda 55
6.2.5.2. Digitális rendszerű egyenáramú kompenzátorok 56
6.2.5.2.1. Feszültségösszehasonlító módszer 56
6.2.5.2.2. Lépcsőgenerátoros módszer 58
6.2.5.2.3. Időtranszformációs módszer 58
E.6. Ellenőrző kérdések 61
7. Váltakozó áram és feszültség mérése 67
7.1. Váltakozó áram és feszültségmérése mutatós műszerrel 69
7.1.1. Váltakozó-egyen átalakítók 69
7.1.1.1. Félvezető egyenirányító diódák 70
7.1.1.2. Vákuum diódák 73
7.1.1.3. Mechanikus egyenirányítók 73
7.1.1.3.1. Rezgőnyelves egyenirányító 73
7.1.1.3.2. Motorral vezérelt egyenirányító 74
7.1.1.4. Hőelem 74
7.1.1.5. Fotóátalakító 75
7.1.1.6. Hőfokfüggő ellenállás 75
7.1.2. Egyenirányítós műszerek 76
7.1.2.1. B osztályú egyenirányítás 77
7-1.2.1.1. B osztályú kvadratikus egyenirányítás 77
7.1.2.1.2. B osztályú lineáris egyenirányítás 78
7.1.2.2. C osztályú egyenirányítás (Csúcsegyenirányítás) 80
7.1.2.2.1. Soros diódás csúcsértékmérő 81
7.1.2.2.2. Paralel diódás csúcs értékmérő 83
7.1.2.2.3. Csúcsértékmérő kapcsolások néhány jellemzője 84
a) Bemeneti ellenállás 84
b) A diódára jutó maximális feszültség 85
c) A vákuumdióda indulóárama 85
d) A töltőáram által okozott hiba 85
7.1.2.3. A osztályú egyenirányítás (Kvadratikus egyenirányítás) 86
7.1.2.4. A görbealak befolyása 87
7.1.2.4.1. A osztályú egyenirányítás 87
7.1.2.4.2. B osztályú kvadratikus egyenirányítás 88
7.1.2.4.3. B osztályú lineáris egyenirányítás 89
7.1.2.4.4. C osztályú egyenirányítás 93
7.1.2.5. Egyenirányítós műszer érzékenységének fokozása és fogyasztásának csökkentése 95
Elektronikus voltmérők 95
7.1.2.5.1. Nagyfrekvenciás csővoltmérő 96
7.1.2.5.2. Alacsonyfrekvenciás csővoltmérő 97
7.1.2.5.3. Szelektív csővoltmérő 98
a) Frekvenciafüggő visszacsatolást, alkalmazó csővoltmérő 98
b) Heterodin rendszerű szelektív csővoltmérő 99
7.1.2.5.4. Effektív értékei mérő csővoltmérő 100
a) Másodfokú parabola közelítése törtvonallal 100
b) Törtvonalas karakterisztika egyéb alkalmazása 102
7.1.2.6. Árammérés egyenirányítós műszerrel 102
7.1.2.6.1. Frekvencia befolyása az egyenirányítós árammérő műszerre 103
7.1.2.7. Feszültségmérés egyenirányítós műszerrel 106
7.1.2.7.1. Feszültségmérés árammérés útján 106
7.1.2.7.2. Feszültségmérés csúcsegyenirányítóval 107
a) Az időállandó és a frekvencia hiba közti kapcsolat 107
b) Szórt paraméterek befolyása 108
c) A mérőkör induktivitásának hatása 109
7.1.2.8. Fázisérzékeny egyenirányítós műszerek 110
7.1.2.8.1. Mechanikus egyenirányítók 110
7.1.2.8.2. Félvezetős fázisérzékeny kapcsolások 113
7.1.3. Hőelemes műszerek 117
7.1.3.1. Árammérés hőelemes műszerrel 117
7.1.3.2. Feszültségmérés hőelemes műszerről 118
7.1.3.3. Hőelemes fázisérzékeny kapcsolás 119
7.1.4. Elektrodinamikus műszer 120
7.1.4.1. A hőmérséklet befolyása 123
7.1.4.2. A frekvencia befolyása 123
7.1.5. Lágyvasas műszerek 124
7.1.5.1. A vas nem linearitása miatti hiba 125
7.1.5.2. A frekvencia befolyása 126
7.1.6. Elektrosztatikus műszerek 126
7.1.7. Elektromechanikus műszerek érzékenységének növelése. Elektromechanikus nullindikátorok 127
7.1.7.1. Érzékenység fokozása mechanikus rezonanciával. Vibrációs galvanométer 128
7.1.7.2. Külsőerjesztésű elektrodinamikus műszer 129
7.1.7.3. Egyenirányítós műszer érzékenységének fokozása 129
7.1.7.4. Elektro-akusztikus nullindikátor 130
7.1.8. Áram- és feszültségmérő műszerek érzékenységének csökkentése (méréshatár kiterjesztése) 130
7.1.8.1. Áram- és feszültségméréshatár kiterjesztése söntöléssel ill. előtétellenállással 131
7.1.8.2. Mérőtranszformátorok 132
7.1.8.2.1. Működési elv 132
7.1.8.2.2. Feszültségváltók 136
7.1.8.2.3. Áramváltók 139
7.1.8.2.4. Áramváltók alkalmazása nagyfrekvencián 141
7.1.8.2.5. Mérőtranszformátorok kapcsolása 145
7.1.8.2.6. Mérőtranszformátorok hitelesítése 148
7.1.9. Impulzusok mérése 152
7.1.9.1. Ballisztikus módszer 152
7.1.9.2. Flux-mérő 155
7.2. Váltakozó feszültség mérése kompenzátorral 156
7.2.1. Fázistolós kompenzátorok 157
7.2.2. Derékszögű kompenzátorok 160
7.2.2.1. Áramköri megoldások 161
7.2.3. Váltakozóáramú kompenzátorok hibái 163
7.2.3.1. Segédáram görbealakjának befolyása 163
7.2.3.2. Szórt mágneses terek hatása 163
7.2.3.3. Komplex kompenzátorok hibái 164
7.2.4. Konvergencia vizsgálat 165
7.2.5. Automatikus kiegyenlítésű kompenzátor 168
7.3. Váltakozó mennyiségek görbealakjának vizsgálata 169
7.3.1. Váltakozó mennyiség görbealakjának felvétele 169
7.3.1.1. Joubert tárcsa 169
7.3.1.2. Görbealak felvétele mechanikus egyenirányítóval 171
7.3.1.3. Görbealak felvétele hurkos oszcillográffal 172
7.3.1.4. Katódsugaras oszcilloszkóp 174
7.3.2. Harmonikus analizis 177
7.3.2.1. Harmonikus analizis villamos módszerrel 178
7.3.2.1.1. Harmonikus analizis elektrodinamikus műszerrel 179
7.3.2.1.2. Harmonikus analizis hangolható szelektív csővoltmérővel 179
7.3.2.1.3. Harmonikus torzítás mérése 179
7.3.2.2. Harmonikus analizis grafikus módszerrel 181
E.7. Ellenőrző kérdések 182
8.Teljesítmény és energiamérés 191
8.1. Teljesítménymérés 194
8.1.1. Hatásos teljesítmény mérése egyenáramú és egyfázisú hálózatokban 194
8.1.1.1. Közvetett mérési módszerek 194
8.1.1.1.1. Egyenáramú teljesítménymérése áram és feszültségmérés útján 194
8.1.1.1.2. Teljesítménymérés ismert fogyasztói ellenállás esetén 195
8.1.1.1.3. Három voltmérős módszer 195
8.1.1.1.4. Három ampermérős módszer 195
8.1.1.1.5. Teljesítménymérés fázisérzékeny mechanikus egyenirányítóval 197
8.1.1.1.6. Teljesítménymérés kompenzátorral 198
8.1.1.1.7. Teljesítménymérés kaloriméterrel 199
8.1.1.2. Közvetlen mérési módszer 199
8.1.1.2.1. Teljesítménymérés elektrodinamikus fűszerrel 199
a) A wattmérő kapcsolásából eredő korrigálható hiba 200
b) Az elektrodinamikus wattmérővel történő méréssel kapcsolatos néhány fontos tudnivaló 202
c) Teljesítménymérés mérőtranszformátorok közbeiktatásával 204
d) A mérőtranszformátor hibájának befolyása 205
e) Elektrodinamikus wattmérő hibaforrásai 207
8.1.1.2.2. Teljesítménymérés fázisérzékeny egyenirányítós kapcsolással 208
8.1.1.2.3. Teljesítménymérés hőelemes fázisérzékeny kapcsolásai 209
8.1.1.2.4. Teljesítménymérős elektrosztatikus wattmérővel 210
8.1.1.2.5. Teljesítménymérés Hallszondával 211
8.1.2. Hatásos teljesítmény mérése háromfázisú hálózatban 212
8.1.2.1. Háromfázisú teljesítmény mérése két wattmérővel 212
8.1.2.2. Háromfázisú teljesítmény mérése két wattmérővel 213
8.1.2.2.1. Teljesítménymérés háromvezetékes rendszerben, két wattmérővel (Aron-kapcsolás) 213
8.1.2.2.2. Teljesítménymérés négyvezetékes rendszerben két wattmérővel 217
8.1.3. Meddő teljesítmény mérése egyfázisú hálózatban 218
8.1.4. Meddő teljesítmény mérése háromfázisú hálózatban 221
8.2. Villamos energia (munka) mérése 223
8.2.1. Energiamérés egyenáramú hálózatban 223
8.2.1.1. Elektrolitikus amperóraszámláló 223
8.2.1.2. Motoros wattóra számláló 224
8.2.2. Energiamérés váltakozóáramú hálózatban 225
8.2.2.1. Indukciós fogyasztásmérő működési elve 225
Hibagörbe 230
Súrlódás 230
Áram és feszültségfluxus fékező hatása 231
A frekvencia befolyása 231
Túlterhelhetőség 232
8.2.2.2. Energiamérés egy-, és háromfázisú hálózatban 232
8.2.2.3. Meddő fogyasztás mérése 233
8.2.2.4. Hibás kapcsolások 234
8.2.2.5. Indukciós fogyasztásmérő hitelesítése 236
E. 8. Ellenőrző kérdések 240
Tartalomjegyzék 245

Témakörök