Spenningsmålende AC og DC

En elektrisk spenning blir målt med et multimeter eller oscilloskop. Man måler en spenningsforskjell mellom to punkter i en krets. Usikkerhet innføres i målingen på grunn av innflytelsen av impedans s, magnetiske felt, og det sted hvor den blir målt. Det er viktig å ha en god multimeter, og å anvende en passende målemetode.

Målespenning

En spenning blir målt ved å forbinde to punkter i en krets med måleinstrumentet. Instrumentene kan brukes til å måle spenninger: et voltmeter, multimeter, effektmeter eller et oscilloskop. Innflytelse på nøyaktigheten av målingen er oppført nedenfor.
Usikkerheten av måleren
Et måleinstrument skal ha en måleusikkerhet spesifisert av produsenten. Måleusikkerhet uttrykt i en prosent begrenser hvor mye den målte mengden kan avvike fra den faktiske verdien. Den målte verdien er i siste instans
  • U = ± umeet% usikkerhet

Måleusikkerheten er uttrykt som en prosentandel av lesing eller av måleområdet. Med et kalibreringssertifikat, kan en produsent vise at et måleinstrument oppfyller krav; det da viser at feilen av instrumentet for alle målepunkter innenfor det angitte usikkerhet.
Vanligvis usikkerheten er avhengig av måleområdet til en meter. Ved måling av små spenninger, setter den måler for eksempel i mV range; et multimeter eller oscilloskop kan vanligvis justere omfanget av verdien som skal måles.
påvirkning av impedans s
Når motstanden R for måleinstrumentet er lav, kan det være en strøm løpe gjennom instrumentet. Dette er ideelt sett en uønsket situasjon, fordi den genererte kraft vil påvirke nivået av spenning og dermed gjøre målingen unøyaktig.
I diagrammet klargjør dette. Når måleren er koblet til punkter x og y vil redusere den kombinerte motstand av måleren og den lavere motstand. Dette fører til at det er i større strøm gjennom kretsen, og den målte spenningen blir lavere enn den faktiske spenning. Det kan ikke akseptere store avvik oppstår.
Den indre motstand av et instrument eller måle sted kalles også impedans. Ved AC målinger, kan det kapasitive og induktive egenskaper til måleinstrumenter og ledninger forårsake den samme effekten. Ideelt sett, ville man gjerne benytte et måleinstrument med en meget høy inngangsimpedans, måling, eller på et sted med en lav utgangsimpedans. Dette gjør det mulig for et minimalt avvik i målingen.
det sted hvor måles
En spenning måles fortrinnsvis så nær som mulig til de steder hvor man ønsker å kjenne spenningen mellom. Som et resultat av Ohms lov har en strømførende leder står en spenning U = I * R. Anta at man ønsker å vite spenningen mellom punktene A og B i en elektrisk krets. Når en forholdsvis langt fra målesteder A og B, den spenning som over ledningene tilstand mellom den virkelige målesteder, og a og b kommer til å øve innflytelse på måleresultatet. Denne innflytelsen er spesielt stor når du kjører store strømmer. Så alltid sørge for å måle så nær den faktiske steder a og b.
jordsløyfer og innflytelsen av magnetfelt
En måleinstrumentet kan være koblet til jord. Ved måling av kilden er også forbundet med jord, vil det være en løkke laget av en av signallinjene 2 og jord-forbindelsene. De ulike jordforbindelse er lokalisert i realiteten ikke akkurat 0 V, men det vil være små spenningsforskjeller. Forstyrrende signaler ved stråling eller magnetfelt kan lett oppstå. Situasjonen forverres når enhetene er ikke på samme kraftenheten; sløyfen er større, og det er større sjanse for spenningsforskjeller. Den interne motstanden i lederne vil streame en tur. Denne strøm bevirker at signalforbindelse mellom kilde og måle en interferensspenning Us = i * R; spenningsmåling viser et avvik lik oss / * 100%. Man kan redusere innvirkningen av jordsløyfer ved å isolere de signallinjer på jorden. Ved å gjøre forbindelsen til jord via en høy impedans, vil strømmen i jordsløyfe som kan oppstå bli betydelig redusert.
En lukket krets som ligger i å generere et magnetisk felt, blir en indusert spenning være:
Dette betyr at fysiske løkker som er dannet av kretser, også generere induksjonsspenning som følge av magnetiske felt. Magnetiske felt er dannet i, for eksempel, høyspentledere, som bærer høye strømmer. Vi kaller dette fenomenet også kalt induktiv kopling. Man kan redusere de uønskede virkningene av ledninger så korte som mulig, og signalkabler for å "krangle". Dette betyr at signalledningene er tvunnet rundt hverandre, slik at påvirkning av induksjonsspenninger i begge kabler er den samme som mye som mulig. Til syvende og sist vi ønsker å måle en spenningsforskjell i et signal, slik at komponentene i spenningene Ua og Ub er de samme som faller bort.
Påvirkning av hjelpeinstrumenter
Når en spenning er for høy til å måles med et vanlig voltmeter eller energimåler, kan man transformere den første spenningen ned før testing. For dette bruker man spenningsmåletransformatorer. En transformator har sitt eget måleusikkerhet og unormalt. Avviket fra en spenningstransformator påvirker størrelsen av den spenning som skal måles, og fasevinkelen til signalet presenteres. Den transformerte spenningen blir så presentert for meter, som også er en usikkerhet besittelse. Måleusikkerheten av den samlede målesystem kan -gitt at usikkerhetene normalfordelt er- beregnes som følger:
  • usikkerhet = √

Påvirkningen av vinkelfeilen er i visse tilfeller også av betydning, men det er ikke inkludert i beregningen ovenfor. Utledningen av påvirkning av vinkelfeilen er noe mer komplisert.

Måleverktøy

egenskapene til et multimeter
Man kan måle en spenning til jord, eller spenningen mellom to punkter i en krets. Disse to målingene er fundamentalt annerledes. Måling av en spenning i forhold til jord betyr at ett av de to måle pinnene er koblet til jord. Måling av en potensialforskjell på null kan betraktes som et enkelt problem.
Å måle en spenning mellom to punkter som er isolert fra jord, innebærer at forskjellen i potensialet som vises. Et AC-signal kan betraktes som en rekke sinusformede spenninger, hver med sin egen frekvens og amplitude. Det kan være at de to punktene ha felles komponenter i deres spenning. Men vi ønsker en spenningsmåling måler forskjellen mellom to punkter. Et måleinstrument må således være ideelt sett ikke er følsomme overfor de vanlige komponenter i to spenningssignaler.
Den felles komponent i to spenningssignaler kalles vanlig modus spenning. I hvilken grad en måle denne komponenten ignorerer målingen kalles Fellesmodus dempningsforhold. Det er denne egenskapen trykk -den grad av demping på ut. Verdien av CMRR er avhengig av frekvensen av målespenningen.
Graden av dempning kan bli beregnet som følger:
  • CMRR = 10 ^

Når man har et multimeter med en CMRR av 100dB for en viss frekvens enn den svekking vil være:
= 10 ^ 10 ^ -5 = 0,00001
AC og DC spenning
Møte en en DC meter enn gjennomsnittet i den tiden av et sett med verdier. Påvirkninger av vekselspenninger filtreres og ikke inkludert i resultatet. Før signalet måles, passerer den gjennom et lavpass-filter med en båndbredde på 1 til 20 Hz.
En AC spenningsmåling, måler den effektive verdien av et AC-signal. Denne verdi tyder på at: høyden av en DC-spenning som en like stor kraft vil forsvinne i en lastmotstand som en vekselspenning. Denne muligheten for DC kan uttrykkes som P = U² / R, U = verdien av den likespenning. En vekselspenning vil være et like stort energitap i en last når amplituden av denne spenning er lik U / √2.
Det kalles den effektive verdien også kalt RMS verdi; bestemmelse av denne finner sted ved kontinuerlig beregning på signalet. Når et signal er rent sinusformet, er beregningen av RMS-verdien relativt enkel. Med andre AC signaler, trenger du en sann RMS meter. En sann RMS meter for alle typer vekselspenninger kan beregne den effektive verdien.
(0)
(0)

Kommentarer - 0

Ingen kommentarer

Legg en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn igjen: 3000
captcha