voltmetru-ampermetru analogic de c.c

1
VOLTMETRU / AMPERMETRU ELECTRONIC ANALOGIC DE c.c. Schema de principiu a celui mai simplu ampermetru / voltmetru electronic de c.c. este dată în fig.1. Fig.1 Aparatul are trei domenii de măsurare, selectate din comutatorul K 2 : 0...10mV, 0...100mV, 0...1V, respectiv 0...10mA, 0...100mA, 0...1A. Aceste domenii sunt stabilite prin intermediul divizorului de tensiune R 1 , R 2 , R 3 , dimensionat corespunzător. Dispozitivul indicator este un voltmetru magnetoelectric de c.c. (VME în fig.1) care are tensiunea la borne U O . a) Măsurarea tensiunii La măsurarea tensiunii, K 1 este pe poziŃia 1. Amplificatorul neinversor realizat cu amplificator operaŃional (AO) are o rezistenŃă de intrare R I →∞ şi o amplificare în tensiune 4 5 I O U R R 1 U U A + = = =10. Ca urmare, * I O U 10 U = . R 1 , R 2 şi R 3 constituie un divizor de tensiune intrucât R I →∞ pentru amplificatorul neinversor cu AO. Tensiunea U I * depinde de poziŃia comutatorului K 2 şi de U I . Astfel, - când K 2 este pe poziŃia 1, U I * = U I , iar U O = 10 U I ; - când K 2 este pe poziŃia 2, 10 U U R R R R R U I I 3 2 1 3 2 I = + + + = , iar U O = U I ; - când K 2 este pe poziŃia 3, 100 U U R R R R U I I 3 2 1 3 I = + + = , iar I O U 10 1 U = . Expresia deviaŃiei α a acului indicator al VME este = = α I U U O U U A S U S , unde S U este sensibilitatea de tensiune a VME. Indiferent de poziŃia comutatorului K 2 , U Omax =100mV, valoare căreia îi corespunde deviaŃia maximă (α max ) a acului indicator al VME. În aceste condiŃii, domeniile de valori ale tensiunii de intrare sunt: U I = 0…10mV, când K 2 este pe poziŃia 1; U I = 0…100mV, când K 2 este pe poziŃia 2; U I = 0…1V, când K 2 este pe poziŃia 3. b) Măsurarea curentului Pentru măsurarea curentului se realizează, mai întâi, conversia semnalului de intrare I I [mA] într-o tensiune U I [mV] = R[Ω]I I [mA] de aceeaşi valoare numerică (întrucât R=1Ω). Astfel, problema măsurării unor curenŃi din domeniile 0...10mA, 0...100mA, 0...1A se reduce la măsurarea unor tensiuni continue din domeniile 0...10mV, 0...100mV, 0...1V.

Upload: mcbone3

Post on 26-Jun-2015

403 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Voltmetru-Ampermetru Analogic de c.c

VOLTMETRU / AMPERMETRU ELECTRONIC ANALOGIC DE c.c.

Schema de principiu a celui mai simplu ampermetru / voltmetru electronic de c.c. este dată în fig.1.

Fig.1

Aparatul are trei domenii de

măsurare, selectate din comutatorul K2: • 0...10mV, 0...100mV, 0...1V, respectiv • 0...10mA, 0...100mA, 0...1A.

Aceste domenii sunt stabilite prin intermediul divizorului de tensiune R1, R2, R3, dimensionat corespunzător.

Dispozitivul indicator este un voltmetru magnetoelectric de c.c. (VME în fig.1) care are tensiunea la borne UO .

a) Măsurarea tensiunii

La măsurarea tensiunii, K1 este pe poziŃia 1. Amplificatorul neinversor realizat cu amplificator operaŃional (AO) are o rezistenŃă de intrare RI →∞

şi o amplificare în tensiune 4

5

I

OU R

R1

U

UA +==

∗=10. Ca urmare, *

IO U10U ⋅= .

R1, R2 şi R3 constituie un divizor de tensiune intrucât RI →∞ pentru amplificatorul neinversor cu AO. Tensiunea UI

* depinde de poziŃia comutatorului K2 şi de UI . Astfel, - când K2 este pe poziŃia 1, UI

* = UI , iar UO = 10 UI;

- când K2 este pe poziŃia 2, 10

UU

RRR

RRU I

I321

32I =⋅

++

+=

∗ , iar UO = UI;

- când K2 este pe poziŃia 3, 100

UU

RRR

RU I

I321

3I =⋅

++=

∗ , iar IO U

10

1U = .

Expresia deviaŃiei α a acului indicator al VME este ∗⋅⋅=⋅=α IUUOU UASUS , unde SU este

sensibilitatea de tensiune a VME. Indiferent de poziŃia comutatorului K2, UOmax=100mV, valoare căreia îi corespunde deviaŃia maximă (αmax) a acului indicator al VME. În aceste condiŃii, domeniile de valori ale tensiunii de intrare sunt: UI = 0…10mV, când K2 este pe poziŃia 1; UI = 0…100mV, când K2 este pe poziŃia 2; UI = 0…1V, când K2 este pe poziŃia 3.

b) Măsurarea curentului

Pentru măsurarea curentului se realizează, mai întâi, conversia semnalului de intrare II[mA] într-o tensiune UI[mV] = R[Ω]⋅II[mA] de aceeaşi valoare numerică (întrucât R=1Ω). Astfel, problema măsurării unor curenŃi din domeniile 0...10mA, 0...100mA, 0...1A se reduce la măsurarea unor tensiuni continue din domeniile 0...10mV, 0...100mV, 0...1V.