logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Metrologia – mierniki elektromechaniczne: które mierzą wartość średnią, które skuteczną?

paw789 28 Sty 2007 12:52 2960 8
REKLAMA
  • #1 3497702
    paw789
    Poziom 18  
    Posty: 298
    Pomógł: 20
    Ocena: 68
    Uczę się na egzamin z metrologii, wykaldowca udostępnil prawie 100 pytań z których wybierze kilkanaście na egzamin. Nie mogę znaleźć odpowiedzi na kilka z nich.

    Jakie mierniki elektromechaniczne mierzą wartość średnią, a jakie wartość skuteczną?
    Wymienić jakie uklady stosuje się do pomiaru "prawdziwej wartości skutecznej"
    Narysować schemat funkcjonalny ukladu do pomiaru "prawdziwej wartości skutecznej"
  • REKLAMA
  • #2 3497786
    kpodstawa
    Poziom 33  
    Posty: 1806
    Pomógł: 234
    Ocena: 244
    Mierniki magnetoelektryczne z prostownikami pełnookresowymi zwykle
    są skalowane w wartościach skutecznych napięcia/prądu sinusoidalnego.
    W takim przypadku ("sinus") wartość średnią można otrzymać z przeliczeń

    Wartości skuteczną napięcia/prądu o dowolnym kształcie mierzą
    np. tzw. woltomierze cieplne

    Przebieg mierzony przepływa przez specjalną grzałkę, do której jest
    zamocowany termoelement (tzw. termopara). Napięcie termoelektryczne,
    zależne od wartości skutecznej, mierzą miliwoltomierze

    Do pomiarów wartości średnich/skutecznych przebiegów niesinusoidalnych
    można zastosować np. rejestratory elektromechaniczne, ale już nie pomnę
    metod uśredniania zapisu na taśmie takiego rejestratora. To oczywiście
    dla przebiegów wolnozmiennych. Przebiegi szybkozmienne raczej się
    mierzyło metodami oscyloskopowymi, ale to nie są przyrządy elektro-
    mechaniczne

    Sprawdź te moje wypociny w literaturze, ponieważ z metrologią
    elektromechaniczną miałem do czynienia dawno temu i juz wiele z tego
    zapomniałem
  • REKLAMA
  • #3 3497911
    paw789
    Poziom 18  
    Posty: 298
    Pomógł: 20
    Ocena: 68
    Nie jestem pewien czy odp. na pierwsze jest poprawan, wydaje mi się że mierniki magnetoelektryczne dokonują pomiaru wartości średniej.

    W drugim chodzi o scheamt funkcjonalny. Wiem że kiedyś do pomiarów wartości skutecznych używano miernika cieplikowego
  • Pomocny post
    #4 3498059
    kpodstawa
    Poziom 33  
    Posty: 1806
    Pomógł: 234
    Ocena: 244
    Masz rację, ustrój magnetoelektryczny mierzy wartość średnią,
    ale większość mierników przenośnych z takimi ustrojami skaluje się
    w wartościach skutecznych sinusa ze względów praktycznych -
    wartości skuteczne są bardziej przydatne do zastosowań w energetyce

    Schemat funkcjonalny czyli blokowy możesz narysować z opisu,
    np. pierwszy blok - układ dopasowujący (zwykle prosty dzielnik),
    drugi blok - grzałka z termoparą (prostokąt z przekątną - tak,
    jak oznacza się przetworniki A/C i C/A), trzeci blok - miliwoltomierz.
    Można dodać strzałki oznaczające możliwość różnych regulacji,
    np. w dzielniku dla zmiany zakresu, zerowanie miliwoltomierza itp.

    Jak widać, taki najprostszy schemat nie ma sprzężenia zwrotnego

    Myślę jednak, że bez pomocy literatury fachowej się nie obejdzie
  • #5 3498159
    paw789
    Poziom 18  
    Posty: 298
    Pomógł: 20
    Ocena: 68
    Mam jeszcze jedno pytanie:

    3. Na przetwornik AC/DC prostownikowy podano kolejno przebiegi napieć o ksztalcie sinusoidalnym, prostokątnym i trójkątnym, o takiej samej wartości skutecznej napięcia. Czy napięcia wyjściowe przetwornika będą takie same, czy będą się od siebie różnily? Uzasadnić odpowiedź.

    Wedlug mnie napięcia wyjściowe będą takie same ponieważ przetwornik AC/DC sklada się z prostownika, filtru dolnoprzepustowego (uśrednia wykrostowany przebieg) oraz ukladu który "mnoży przez wspólczynnik ksztaltu k" -> Uwe(t) = k • |Uwe(t)|śr
  • REKLAMA
  • Pomocny post
    #6 3500967
    Quarz
    Poziom 43  
    Posty: 14357
    Pomógł: 1646
    Ocena: 629
    Witam,
    paw789 napisał:
    Mam jeszcze jedno pytanie:

    3. Na przetwornik AC/DC prostownikowy podano kolejno przebiegi napieć o ksztalcie sinusoidalnym, prostokątnym i trójkątnym, o takiej samej wartości skutecznej napięcia. Czy napięcia wyjściowe przetwornika będą takie same, czy będą się od siebie różnily? Uzasadnić odpowiedź.

    będą różne, ponieważ w/w przebiegi mają różne wartości współczynnika kształtu - iloraz wartości skutecznej do wartości średniej (wyprostowanej pełnookresowo).
    Natomiast wspomniany przetwornik jest przetwornikiem wartości średniej (prostownik).

    paw789 napisał:
    Wedlug mnie napięcia wyjściowe będą takie same ponieważ przetwornik AC/DC sklada się z prostownika, filtru dolnoprzepustowego (uśrednia wykrostowany przebieg) oraz ukladu który "mnoży przez wspólczynnik ksztaltu k" -> Uwe(t) = k • |Uwe(t)|śr

    ale to jest dostosowanie współczynnikiem kształtu tylko dla przebiegu sinusoidalnego, a przebiegi są różnego kształtu i jeśli ich amplituda jest zawsze A, to wartości średnie (wyprostowane pełnookresowo) wynoszą odpowiednio, dla:
    sinusoidy - (2/Π)•A =0,636•A,
    prostokąta - 1•A =A,
    trójkąta - (1/2)•A =A/2.
    Natomiast wartości skuteczne wynoszą odpowiednio, dla:
    sinusoidy - (√2/2)•A =0,707•A,
    prostokąta - 1•A =A,
    trójkąta - (√3/3)•A =0,578•A.
    Wobec tego współczynniki kształtu wynoszą odpowiednio, dla:
    sinusoidy - [(√2/2)•A]/[(2/Π)•A] = (√2/2)•(Π/2) =1,111...,
    prostokąta - [1•A]/[1•A] =1,
    trójkąta - [(√3/3)•A]/[(1/2)•A] = (2•√3)/3 =1,155....
    Teraz już można łatwo policzyć amplitudy dla poszczególnych przebiegów. Dla ułatwienia przyjmę, iż wartość skuteczna każdego przebiegu jest równa i wynosi 1 (zgodnie z treścią pytania), mamy więc amplitudy odpowiednio, dla:
    sinusoidy - As = 1/[√2/2] = √2 =1,414...,
    prostokąta - Ap = 1/1 = 1,00(0),
    trójkąta - At = 1/(√3/3) = √3 =1,732...,
    oraz wartości średnie, odpowiednio dla:
    sinusoidy - √2•(2/Π) =0,9003...,
    prostokąta - 1•1 =1,00(0),
    trójkąta - √3•(1/2) =0,8660...,
    co potwierdza moje stwierdzenie napisane w pierwszym zdaniu odpowiedzi.

    Pozdrawiam
  • REKLAMA
  • #7 3501698
    paw789
    Poziom 18  
    Posty: 298
    Pomógł: 20
    Ocena: 68
    Dziękuję z odpowiedź. Proszę jeszcze o dopowiedź na pytania w pierwszym poście.
  • #8 3502094
    Quarz
    Poziom 43  
    Posty: 14357
    Pomógł: 1646
    Ocena: 629
    Witam,
    mówisz, masz...
    paw789 napisał:
    Uczę się na egzamin z metrologii, wykaldowca udostępnil prawie 100 pytań z których wybierze kilkanaście na egzamin. Nie mogę znaleźć odpowiedzi na kilka z nich.

    Jakie mierniki elektromechaniczne mierzą wartość średnią, a jakie wartość skuteczną?

    Można wiedzieć u kogo (via PW)?
    Wartość średnią mierzy miernik o ustroju magnetoelektrycznym,
    czyli dla prądu przemiennego dla którego całka za okres jest równa zero, oczywiście wskazuje zero.
    Należy tylko dodać, iż ze względu na istniejącą indukcyjność ustroju pomiarowego i istniejące posobniki (skalowane z ustrojem dla prądu stałego) dla nieprawdziwego woltomierza (woltomierz prawdziwy ma swą rezystancję wewnętrzną ==> ∞) pomiar napięcia, którego wartość średnia nie jest równa zero za okres może prowadzić do błędnych wskazań już przy niewielkiej częstotliwości tętnień.
    Nie należy też zapominać o miernikach z ustrojem magnetoelektrycznym z prostownikim (najczęściej pełnookresowym), gdzie mierzona jest wartość średnia wyprostowana i wtedy dla przebiegu sinusoidalnego o amplitudze A wskazanie jest różne od zera i równe; (2/Π)•A.

    Wartość skuteczną dla przebiegów sinusoidalnie zmiennych mierzą mierniki o ustroju elektromagnetycznym i dynamicznym (w układzie amperomierza, lub woltomierza) w których wychylenie wskazówki jest proporcjonalne do kwadratu przepływającego przez cewkę ustroju prądu.
    Nie bardzo nadają się one do pomiaru wartości skutecznej przebiegów odkształconych ze względów jak poprzednio (połączenie szeregowe rezystacji i indukcyjności, czyli zależność prądu ustroju od pulsacji).
    Dlatego też, do pomiaru prądu prawdziwej wartości skutecznej (True RMS), gdzie kształt przebiegu nie ma wpływu na wskazanie, używany jest ustrój magnetoelektryczny z przetwornikiem cieplnym.
    W takim przetworniku (złożonym ustroju pomiarowym) pomiar i przetwarzanie na wyjściową wartość prądu stałego odbywa się zgodnie z definicją fizyczną wartości skutecznej.
    Są również przetworniki elektroniczne True RMS, ale to już jest poza zasadniczą częścią Twojego pytania, które tyczyło mierników elektromechanicznych, a nie elektronicznych.

    paw789 napisał:
    Wymienić jakie uklady stosuje się do pomiaru "prawdziwej wartości skutecznej"
    Narysować schemat funkcjonalny ukladu do pomiaru "prawdziwej wartości skutecznej"

    Patrz wyżej. Natomiast schemat funkcjonalny w/w układu do pomiaru True RMS to sądzę, iż po przeczytaniu tego co napisałem wyżej, potrafisz narysować sobie sam.

    Pozdrawiam
  • #9 3502181
    paw789
    Poziom 18  
    Posty: 298
    Pomógł: 20
    Ocena: 68
    Studiuję na Politechnice Szczecińskiej. Dziękuje za odpowiedzi.

Podsumowanie tematu

✨ Mierniki elektromechaniczne o ustroju magnetoelektrycznym mierzą wartość średnią prądu lub napięcia, przy czym często są skalowane w wartościach skutecznych dla przebiegów sinusoidalnych ze względu na praktyczne zastosowania w energetyce. Mierniki z prostownikami pełnookresowymi wskazują wartość średnią wyprostowaną, która dla przebiegu sinusoidalnego wynosi (2/π)·A. Do pomiaru prawdziwej wartości skutecznej (RMS) stosuje się mierniki cieplne (np. woltomierze cieplne), gdzie mierzony sygnał przepływa przez grzałkę z termoparą, a wynik odczytuje miliwoltomierz. Schemat funkcjonalny takiego układu obejmuje układ dopasowujący (np. dzielnik), grzałkę z termoparą oraz miliwoltomierz, bez sprzężenia zwrotnego. Przetworniki AC/DC oparte na prostownikach mierzą wartość średnią, a ich wyjścia różnią się dla przebiegów o różnych kształtach (sinusoidalny, prostokątny, trójkątny) ze względu na różne współczynniki kształtu (stosunek wartości skutecznej do średniej wyprostowanej). Wartości skuteczne i średnie dla tych przebiegów różnią się, co powoduje różne wskazania wyjściowe przetworników. Pomiar przebiegów szybkozmiennych elektromechanicznie jest trudny i zwykle realizowany jest metodami oscyloskopowymi, które nie są miernikami elektromechanicznymi.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA