Məmmədov N. R.,Aslanov Z. Y.,Seydəliyev İ. M.,Hacızalov M. N.,Dadaşova K. S
Yüklə 7,93 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Sabit c ər əyan v ə sabit g ərginliyin ölçülm əsi
|
FİZİKİ KƏMİYYƏTLƏRİN ÖLÇÜLMƏSİ Fəsil 9 ELEKTRİK KƏMİYYƏTLƏRİNİN ÖLÇÜLMƏSİ 9.1. Cərəyan şiddəti və gərginliyin ölçülməsi Ümumi məlumatlar. Cərəyan şiddəti və gərginlik ölçülməsinə tez – tez ehtiyac yaranan ən geniş yayılmış elektrik kəmiyyətləridir. Sənaye müəssisələri tərəfindən istehsal olunan cərəyan şiddəti və gərginlik ölçmə vasitələrinin bu qədər geniş çeşiddə olması da məhz bununla izah edilir. Ölçmə üçün hansı vasitənin seçilməsi ölçüləcək kəmiyyətin ehtimal edilən böyüklüyü, cərəyanın növü (sabit və ya dəyişən), cərəyan tezliyi, ölçmənin tələb edilən dəqiqlik dərəcəsi, eksperimentin aparıldığı şərait (laboratoriya, sex və ya sahə ölçmələri), xarici mühitin təsiri (temperatur, maqnit sahəsi, titrəmələr və s.) kimi bir sıra amillərdən asılıdır.
Gərginlik adətən birbaşa
ölçmələrlə müəyyənləşdirildiyi halda, cərəyan şiddətinin ölçülməsində birbaşa üsulla yanaşı dolayı üsuldan da istifadə olunur. Dolayı ölçmələr zamanı ölçüləcək cərəyan şiddətinə (I x ) malik elektrik dövrəsinə qoşulmuş, məlum R müqavimətinə malik rezistorda U gərginliyin azalması ölçülür. Cərəyan ş iddəti Om qanununa əsasən hesablanır: I x = U / R. Belə
olan halda cərəyan şiddətinin ölçmə xətası ∆I x
gərginlyin ölçmə xətası ∆U və müqavimətin nominal qiyməti ilə faktiki qiymət R f
arasındakı fərqdən yaranan ∆R xətası ilə müəyyən olunur. ∆I x
xətası dolayı ölçmələrin nəticələrinin təhlili əsasında tapıla bilər. Cərəyan şiddəti və gərginliyin ölçülməsi istifadə edilən ölçmə vasitəsinin müqavimətinin təsiri nəticəsində
291
həmişə müəyyən xəta ilə müşaiət olunur. Tədqiqat aparılan dövrəyə ölçmə vasitəsinin qoşulması həmin dövrənin rejimini pozur. Məsələn, R A müqavimətinə malik ampermetrin şəkil 9.1-də göstərilən dövrəyə qoşulması nəticəsində həmin dövrənin ampermetr qoşulmazdan ə vvəlki I = U / R cərəyan şiddəti dəyişərək I 1 = U (R + R A ) olacaqdır. Ampermetrin müqaviməti nə qədər çox olarsa, ∆I = I 1 – I ölçmə xətası da o qədər çox olar. Gərginliyin ölçülməsi zamanı da analoji xəta meydana gəlir. Məsələn, şə kil 9.2-də göstərilən dövrəyə a və b nöqtələri arasındakı gərginliyi ölçmək üçün Rv müqavimətinə malik voltmetrin qoşulması nəticəsində dövrənin cərəyan rejimi pozulur, çünki voltmetr qoşulmazdan əvvəl həmin iki nöqtə arasında olan U
ab = UR
2 / (R
1 + R
2 ) gərginliyi dəyişərək aşağıdakı qiyməti alır: U
= ) /( ) /( 2 1 2 1 2 2
V V R R R R R R R R UR + + +
U R R x A U R2 R1
V R v a b + + - - Şə k. 9.1. Cərəyanın ölçülməsi sxemi və şə k. 9.2. Gərginliyin ölçülməsi sxemi ∆
ab1 – U ab voltmetrin müqaviməti ilə tərs mütənasibdir.
Ölçmə vasitələrinin müqavimətinin dolayı göstəricilərindən biri də onun qoşulduğu dövrədən aldığı gücdür. Dövrəyə qoşulmuş R A müqavimətli ampermetrdən I cərəyanı keçərkən həmin ampermetrin sərf etdiyi güc P A = I 2 R A olur. Voltmetrin sərf etdiyi güc isə Pv = U 2 / Rv
düsturu ilə hesablanır (burada U voltmetrlə ölçülən 292
gərginliyi, Rv isə voltmetrin daxili müqavimətini göstərir). Deməli, gərginliyin və cərəyan şiddətinin ölçülməsi zamanı dövrənin cərəyan rejiminin pozulması nəticəsində ölçmələrdə meydana çıxan xəta ölçmə vasitəsinin qoşulduğu dövrədən aldığı güclə tərs mütənasibdir. Gərginliyi və cərəyan şiddətini ölçərkən qoşulduğu dövrədən ən az güc sərf edən alətlər kompensatorlar (potensiometrlər), elektron və rəqəmsal cihazlardır. Elektromexaniki ölçmə cihazları arasında ən az güc sərf edənlər maqnitoelektrik və elektrostatik ölçmə mexanizmləridir. Qoşulduqları dövrədən aldıqları gücün çox az olması kompensatorlardan nəinki gərginliyin, həm də elektrik hərəkət qüvvəsinin (e.h.q) də ölçülməsində istifadə etməyə imkan verir.
Ölçülən gərginlik və cərəyan şiddətinin qiymətlər diapazonu çox böyükdür. Belə ki, bioloji və kosmik tədqiqatlarda, vakuum şəraitində ölçülən sabit cərəyanın ş iddəti femtoamperin (10 -15 A) onda bir, yüzdə bir hissələri böyüklüyündə olarkən, ə lvan
metallurgiya, kimya
sənayesində istifadə olunan güclü elektrik qurğularında cərəyan şiddəti yüzlərlə kiloamperə çatır. Belə geniş diapazonda ölçmələri təmin etmək üçün sənayedə müəyyən alt – diapazonları ölçən cihazlar istehsal edilir. Gərginliyi və cərəyan şiddətini ölçən vasitələr adətən çoxhədli olaraq istehsal edilir. Cərəyan şiddətinin ölçülmə diapazonunu genişləndirmək üçün sabit cərəyan dövrələrində sabit cərəyan şuntları və ölçmə transformatorlarından, dəyişən cərəyan dövrələrində isə dəyişən cərəyan ölçmə transformatorlarından istifadə olunur. Ölçülən gərginlik diapazonunu genişləndirmək üçün gərginlik bölücülərindən, ə lavə müqavimətlərdən və
gərginlik ölçmə
transformatorlarından istifadə olunur.
cərəyan və gərginliyin ən dəqiq ölçüləri sabit cərəyanın gücü və e.h.q. vahidi üzrə dövlət birinci (ilkin) etalonlardan asılıdır. Dövlət ilkin etalonları ölçmə nəticələrinin orta
293
kvadratik sapmasının (S 0 ), sabit cərəyanın gücünün ölçülməsində 4·10 -6 , e.h.q – sinin ölçülməsində isə 5·10 -8 –
dən çox olmamasını təmin edir. Bu zaman sistematik xətanın qiyməti də (müvafiq olaraq 8·10 -6 və 1·10
-6 ) nəzərə alınır). Sabit cərəyan və gərginliyi ölçən ənənəvi cihazlar arasında ən kiçik xətanı sabit cərəyan kompensatorları verir. Məsələn, dəqiqlik sinfi 0,0005 olan kompensatorlar (potensiometrlər) var ki, 10 -9 – 2,1211111 V diapazonuna daxil olan sabit e.h.q və gərginlikləri ölçə bilir. Sabit kompensatorla, cərəyan elektrik sarğaclarından istifadə etməklə dolayı üsulla ölçülür. Müqavimət elementi kimi istifadə olunan 0,0002 dəqiqlik sinfinə aid elektrik sarğacları vasitəsi ilə aparılan cərəyan ölçmələrində xətaların ± 0,0025% - dən az olmasını təmin etmək mümkündür. Kompensatorlardan sabit cərəyanın e.h.q. – nin dəqiq olçülməsi, eləcə də daha az dəqiqliyə malik ölçmələrin nəticələrini yoxlamaq üçün istifadə olunur.
Cədvəl 9.1
Sabit
cərəyan ölçən
cihazlar
Yuxarı ölçmə həddi, a Aşağıdakılara uyğun ən kiçik ölçmə xətası; % Ə n
Ə n böyük
yuxarı ölçmə
həddi- nin ən
kiçik qiyməti
yuxarı ölçmə
həddinin ə n böyük qiyməti Ölçü
diapazo -nuna
daxil olan
qiyməti Birbaşa
qoşulma Xarici
ş untla
qoşul ma
Sabit cərəyan
trans-fru Rəqəmsal 10 -17
10 7,5·10
3 -
5,0 0,7
0,01 Elektron – analoq 5·10
- 10
1 - - 5,0 4,0
0,5 Maqnito-
elektrik 3·10
-7
50 2·10 4
1,5·10 5
0,5 1,5
0,2 Elektro-
maqnit 5·10
-3
30 - - 0,5 1,5 0,5
Elektro- dinamik
5·10 -3
10 - - 0,2 0,2
0,2 294
Sabit cərəyan şiddəti və gərginliyin ölçülməsində ən çox istifadə olunan cihazlar ampermetrlər (mikro-, milli- və kiloampermetrlər) və voltmetrlər (mikro-, milli- və kilovoltmetrlər), eləcə də bir sıra universal və kombinə cihazlardır (məsələn mikrovoltnanoampermetrlər, nanovoltampermetrlər və s.). Sabit cərəyan və gərginliyin ölçülməsi üçün ən çox istifadə olunan ölçmə vasitələrinin siyahısı cədvəl 9.1 və 9.2-də verilmişdir.
Zəif cərəyan şiddəti və gərginliyin ölçülməsi üçün elektrometrlərdən və foto-qalvanometrlərdən istifadə olunur. Buna nümunə olaraq 10 -17 .... 10
-13 A diapazonuna aid sabit cərəyanları və 10 -15
.... 10 -7 A diapazonuna daxil olan cərəyanları ölçən universal rəqəmsal mikrovoltmetr – elektrometrləri göstərmək olar. Foto – qalvanometrlərə nümunə olaraq sabit cərəyanın (0.5 .... 0.... 0.5 nA) və sabit gərginliyin (50 .... 0 ... 0.5 nV) ən kiçik qiymətlər diapazonunu ölçən nano – voltampermetrləri göstərmək olar. Sabit cərəyan və gərginliyin kiçik və orta qiymətlərinin ölçülməsində ən çox elektron və maqnitoelektrik cihazlardan istifadə olunur. Cədvəl 9.2
Sabit
cərəyan ölçən
cihazlar Yuxarı ölçmə həddi, A Aşağıdakılara uyğun ən kiçik ölçmə xətası; %
Ə
kiçik
Ə n böyük yuxarı
ölçmə həddinin ə n kiçik
xətası Yuxar
ölçmə həddinin ə n
böyük xətası
Ölçmə diapazonuna daxil olan
xətalar Birbaşa qoşulma Xarici
ş untla
qoşulma Sabit
cərəyan transfru Rəqəmsal 2·10 -5 10 3
- - 1,0
5·10 3
2,5·10 -3
Elektron - analoq
5·10 -8 10 3
- - 5,0
1,5 0,5
Maqnit oelektrik 3·10 -4
3
- 2·10 4
1,0 1,5
0,2 Elektro- statik 30 7,5·10 4
- 0,5
1,5 0,2
Elektro- maqnit
1,5 0,6·10 3
-
0,5 0,5 0,5
Elektro- dinamik
7,5 0,6·10 3
-
0,2 0,2 0,2
295
Sabit cərəyanın böyük qiymətinin ölçülməsində xarici ş untların köməyi ilə
maqnitoelektrik kiloampermetrlərdən, cərəyanın çox böyük göstəricilərinin ölçülməsində isə sabit cərəyan transformatorlarından istifadə olunur. Sabit gərginliyin böyük qiymətləri maqnitoelektrik və elektrostatik kilovoltmetrlərlə ölçülür. Sabit cərəyan və gərginlik başqa cihazlarla da ölçülə bilər (bax: cədvəl 9.1 və 9.2). Unutmamaq lazımdır ki, elektrodinamik ampermetr və voltmetrlərdən sabit cərəyan dövrələrindəki cərəyan və gərginliyin texniki ölçmələrində nadir hallarda istifadə olunur. Bu cihazlardan aşağı sinif dəqiqliyə malik ölçmə vasitələrinin yoxlanması zamanı etalon olaraq daha çox istifadə olunur (yüksək dəqiqliyə malik elektron və maqnitoelektrik cihazlarla yanaşı). 9.1 və 9.2 cədvəllərində termoelektrik cihazlar göstərilməmişdir, çünki qoşulduqları dövrədən xeyli güc işlətdikləri üçün sabit cərəyan dövrələrində onlardan istifadə məqsədəuyğun hesab olunmur.
cərəyan və gərginliyin ölçülməsi, 40 ..... 1· 10 5 Hz
diapazonuna daxil olan tezliklərdə cərəyan şiddətinin 0.01 .... 10A diapazonuna daxil olan, eləcə də 20 .... 3·10 7 Hz
diapazonuna daxil olan tezliklərdə gərginliyin 0.1 .... 10 Volt diapazonuna daxil olan qiymətlərini təmsil edən dövlət xüsusi etalonlarına əsaslanır. Bu etalonların dəqiqliyi təmsil etdikləri kəmiyyətlərin böyüklüyündən və tezliyindən asılıdır. Dəyişən cərəyan etalonu ilə əlaqədar ölçmələrin nəticələrinin orta kvadratik xətalarının qiyməti sistematik xəta θ 0
-5 .... 2·10 -4 çıxılmadıqda S 0 = 5·10
-5 .... 2·10 -4
olaraq θ 0 = 1·10 -5 .... 3·10 -4 və S
0 = 5·10
-6 .... 5·10 -5 olur.
Dəyişən cərəyan və gərginliyin ölçülməsində adətən ampermetrlər (mikro-, milli- və kiloampermetrlər) və voltmetrlər (mikro-, milli- və kilovoltmetrlər), dəyişən
296
cərəyan kompensatorları, universal və kombinə olunmuş cihazlar, eləcə də qeydəalma cihazları və elektron ossilloqraflardan istifadə olunur.
Dəyişən cərəyan və gərginliyin ölçülməsini fərqləndirən cəhət ölçmələrin vaxt ərzində aparılmasıdır.
Ümumiyyətlə, vaxtdan asılı olaraq dəyişən istənilən kəmiyyət istənilən ani qiymətlə təmsil edilə bilər. Vaxtdan asılı olaraq dəyişən kəmiyyətlər həm də onlara xas olan bəzi parametrlərlə (məsələn amplituda), eləcə də inteqral parametrlərlə xarakterizə oluna bilər. Belə inteqral parametrlərə nümunə olaraq aşağıdakıları göstərmək olar: Təsiredici (effektiv) qiymət: ∫ =
dt t x T X 0 2 ) ( 1 ;
Orta düzləndirilmiş qiymət: ∫ =
ort dt t x T X 0 2 ) ( 1 Orta qiymət: ∫ =
ort dt t x T X 0 2 ) ( 1 burada x (t) vaxtdan asılı olaraq dəyişən kəmiyyəti, yəni dəyişəni göstərir.
Beləliklə, dəyişən cərəyan və gərginliyin ölçülməsi zamanı onların təsiredici (effektiv), orta və orta düzləndirilmiş qiymətləri müəyyənləşdirilə bilər. Praktikada çox vaxt sinusoidal əyri ilə xarakterizə olunan və adətən cari qiyməti ilə xarakterizə olunan dəyişən cərəyan və gərginliyin ölçülməsi lazım olur. Buna görə də dəyişən cərəyan və gərginliyin ölçülməsində istifadə olunan vasitələrin böyük əksəriyyəti bu kəmiyyətlərin sinusoidal ə yrilərinə uyğun olan effektiv qiymətləri əsasında şkalalanır. Dəyişən cərəyan və gərginliyin effektiv qiymətləri bir çox vasitələrlə ölçülür. Bunlardan ən çox istifadə
297
olunanları cədvəl 9.3 və 9.4-də göstərilmişdir. Həmin cədvəllərin 9.1 və 9.2 cədvəlləri ilə müqayisəsi göstərir ki, dəyişən cərəyanın və gərginliyin ölçmələrinin ən kiçik və ən böyük yuxarı hədləri sabit cərəyan və gərginliyin eyni parametrlərindən dəfələrlə çoxdur. Bu onunla izah olunur ki, dəyişən cərəyan və gərginlik üçün səciyyəvi olan xarici dəyişən maqnit sahəsinin təsiri və parazit xarakterli müqavimət – tutum əlaqələri həmin kəmiyyətlərin ölçülməsinə çox böyük təsir göstərir. Zəif dəyişən cərəyan ş iddəti rəqəmsal, elektron və düzləndirici cihazlarla, zəif dəyişən gərginlik isə elektron voltmetrlərlə ölçülür. Cədvəl 9.3
Cihazlar Yuxarı sərhəd, a Tezlik diapazonu, Hz Ə n kiçik xəta,
% Ə n kiçik Ə n böyük
Birbaşa qoşulma Ölçü sabit cərəyan
Transform at
Rəqəmsal
2·10 -5
10 - 45-2·10
4
0,4 Elektron analoq
10 -5
1 - 10-10 7
0,5 Termoel ektrik
5·10 -3
50 10 2 1-10
8
1,0 Elektro- maqnit
1,5·10 -3
3·10 2
2·10 5
45-3·10 3
0,5 Düzlən-
dirici 2,5·10
-5
2·10 2
10 4
30-2·10 4
1,5 Elektro- dinamik
5·10 -3
2·10 2
6·10 3
45-4·10 3
0,1
Dövrəyə birbaşa qoşulan ölçmə vasitələri arasında dəyişən cərəyanın qiymətlərini ən geniş diapazonda ölçməyə imkan verən alətlər düzləndirici ölçü alətləridir. Adətən çoxhədli olaraq dizayn edilən bu cihazlarla dəyişən gərginliyin də nisbətən geniş diapazonunu ölçmək mümkündür. Bunu da qeyd etmək yerinə düşərdi ki, düzləndirici alətləri düzləndirici bloku söndürüldüyündə onlardan sabit cərəyan və gərginliyi ölçən maqnitoelektrik vasitə kimi də istifadə etmək olar. Bu universallığı və 298
qabarit ölçülərinin kiçik olması düzləndirici alətlərin həm laboratoriya həm də istehsal praktikasında geniş istifadəsinə səbəb olmuşdur.
Qiyməti bir kiloamperdən böyük olan sabit və dəyişən cərəyanlar, gərginliklər dövrəxarici ölçmə vasitəsi olan transformatorlar, eləcə də elektromaqnit, düzləndirici və elektrodinamik alətlərlə ölçülür. Böyük dəyişən cərəyanlar (75 kilovata qədər) dövrəyə birbaşa qoşulan elektrostatik kilovoltmetrlərlə ölçülür.
Dəyişən cərəyanları ən geniş diapazonda ölçən cihazlar termoelektrik və elektron cihazlar, dəyişən cərəyanı ə n geniş diapazonda ölçməyə imkan verən cihazlar isə elektron və elektrostatik ölçü cihazlarıdır. Termoelektrik voltmetrlər dövrədən çox güc işlətdiyinə görə, onların tətbiq sahəsi bir qədər məhduddur və bu səbəbə görə onlar cədvəl 9.4-də verilməmişdir. Ən kiçik ölçmə diapazonuna malik cihazlar elektrodinamik və elektromaqnit ölçü cihazlarıdır. Onların tezlik diapazonunun yuxarı həddi adətən bir neçə kilohersi keçmir. Nəzərə almaq lazımdır ki, 9.3 və 9.4 cədvəllərində verilən rəqəmlər cədvəldəki cihazların həddi imkanlarını göstərir və ölçmə diapazonunun yuxarı həddini xarakterizə edən rəqəmləri birmənalı olaraq cihazların tezlik diapazonu ilə əlaqələndirmək olmaz. Ölçmə diapazonu ilə tezlik diapazonu arasındakı əlaqənin xarakteri ölçü cihazından asılı olaraq dəyişir. Bununla belə, burada ümumi olaraq belə bir qanunauyğunluğu göstərmək olar: ölçülən kəmiyyətin qiyməti yüksəldikcə tezlik diapazonunun yuxarı həddi adətən kiçilməyə başlayır. Bu zaman müşahidə olunan ikinci qanunauyğunluq da tezlik çoxaldıqca ölçmələrdə xətanın böyüməsidir. Məsələn, 1.0 dərəcəli ölçmə dəqiqliyinə malik T15 termoelektrik milliampermetrdə ölçmə həddi 100 mA olarsa
299
Cədvəl 9.4
tezliyin yuxarı həddi 50 MHz, 300 mA ölçmə həddində isə 25 MHz – dir. Eyni cihazla 100 MHz- qədər tezlikdə 100 mA, 50 MHz - ə qədər tezlikdə isə 300 mA-ya qədər cərəyan şiddətini ± 4.0% xəta ilə ölçmək mümkündür. Qrafiki təsviri sinusoidal əyridən fərqli olan dəyişən cərəyan və gərginliyin effektiv qiymətlərinin ölçülməsində ə lavə xəta yaranır. Geniş tezlik zolaqlarında işləyən ölçmə vasitələrində bu xətanın qiyməti həmin cihazların çıxışındakı siqnalları ölçülən
kəmiyyətin girişdəki qiymətinin təsiri ilə formalaşarsa, minimal olur. Dəyişən cərəyan və gərginliyin qrafik əyrilərindəki dəyişikliyə ən az həssaslıq göstərən ölçü cihazları termoelektrik, elektrostatik və elektron cihazlardır.
Sinusoidal cərəyan və
gərginliyin effektiv qiymətlərinin dəqiq ölçülməsi elektrodinamik və rəqəmsal ölçü cihazları, eləcə də dəyişən cərəyan kompensatorları ilə həyata keçirilir. Dəyişən cərəyan
və gərginliyin ölçülməsindən alınan xəta sabit cərəyan və gərginliyin ölçülməsindən alınan xətadan çox olur. Məsələn, 40 .... 60
Yuxarı sərhəd, a Tezlik
diapozo nu, Hz
Ə n kiçik xəta, % Ən kiçik Ə n böyük Birbaşa qoşulma xarici mənbənin ə lavə
müqaviməti ilə Ölçmə
məqsədli gərginlik transf. Rəqəmsal
0,01
10 3
- - 4-10 5
0,15 Elektron – analoq
3·10 -6
3·10 2
- - 10-10 9
0,5 Elektromaq nit
0,5 6·10
2
7,5·10 2
6·10 5
45-10 4
0,5 Düzlən- dirici
0,5 1,2·10
5
- 3·10 4
30-2·10 4
0,5 Elektrostati k 7,5
6·10 2
- 3·10
4
45-2·10 3
0,1 Elektro- dinamik
30 7,5·10
4
- - 20-
1,4·10 -7
0,5 300
Hz intervalında işləyən dəyişən cərəyan kompensatorları e.h.q – ni və gərginliyi minimal yolverilən xəta ilə (± 0.1%) ölçür. Daha geniş diapazonda eyni dəqiqliyə nail olmaq üçün elektrodinamik ampermetr və voltmetrlərdən istifadə etmək lazımdır.
Üçfazalı dövrələrdə cərəyan
və gərginliyin ölçülməsinin aşağıdakı fərqli cəhətlərinə nəzər salaq. Adətən asimmetrik üçfazalı dövrələrdə cərəyan və gərginliyin ölçülməsi üçün lazım olan ölçmə vasitələrinin sayı, əgər kəmiyyətlərin hər biri ölçü cihazı ilə ölçülərsə, ölçüləcək kəmiyyətlərin sayına bərabər olur. Simmetrik üçfazalı dövrələrdə aparılan ölçmələrdə sadəcə bir məftildə (fazada) cərəyan və gərginliyin ölçülməsi kifayət edir, çünki belə dövrələrdə hər üç məftildəki (fazadakı) cərəyan və gərginlik bərabər olur. Məftil və fazalardakı cərəyan və gərginlik arasındakı əlaqə yükün bağlanması sxemindən asılıdır. Məlumdur ki, simmetrik üçfazalı dövrələrdə həmin ə laqə yükün ulduz şəkilli bağlanma sxemində I məftil = I f və U məftil =
U 3 düsturu, üçbucaq şəkilli bağlanma sxemində isə I xətt = f I 3 və U məftil = U f düsturu ilə xarakterizə olunur. Asimmetrik üçfazalı dövrələrdə cərəyanın və gərginliyin ölçü transformatorları ilə ölçülməsi zamanı istifadə edilən transformatorların sayını azaltmaq olar. Bunu əyani olaraq nümayiş etdirmək üçün şək. 9.3, a-da üç məftildəki cərəyanın, şək. 9.3, b-də isə yenə üç məftildə gərginliyin iki transformatorla necə ölçüldüyü sxematik olaraq
göstərilmişdir.
a b
L1 L2 L3
L4 İ4
İ3 İ2
İ1
Şə k. 9.3. Üç xətdə cərəyanın (a) və gərginliyin (b) iki ölçmə transformatoru ilə ölçülməsinin sxemi. Burada L 1 …. L
4 və L
1 … L
4
nöqtələri transformatorların qoşulduğu nöqtələrdir. 301
Bu sxemlər üçfazalı dövrələrə xas olan növbəti nisbətlərə əsaslanır: I A + I B + I C = 0 və U AB + U BC + U AC
= 0. Sxemdəki I A və I B cərəyanları transformatorların K 1 , K 2 transformasiya əmsalları nəzərə alınmaqla A1 və A2 ampermetrləri ilə ölçülür, yəni, I
və I B = K 2 I 2 . A3
ampermetri elə qoşulmuşdur ki, ondan ümumi cərəyan, yəni, I 3 = I 1 + I 2 cərəyanı axır. K 1 = K 2 olarsa, KI 3 = KI 1 + KI 2 = I A + I B = - I C olar. Buradakı mənfi işarəsi cərəyanın fazasının dəyişdiyini göstərir. Lakin, bildiyiniz kimi, ampermetrin göstərdiyi cərəyan şiddəti ölçülən cərəyanın fazasından asılı deyil. Beləliklə, A3 ampermetrinin göstərdiyi qiymət əsasında I C = KI 3 düsturu ilə I C cərəyanını hesablamaq olar. Nəzərə almaq lazımdır ki, cərəyanın qiymətlərini düzgün toplamaq üçün ölçmə
transformatorlarının generator sıxacları dövrəyə düzgün bağlanmalıdır. Transformatorların birində bu sıxacların düzgün bağlanmaması (əsas və ya ikinci dərəcəli dövrədə) toplanan cərəyanlardan birinin fazasının dəyişməsinə gətirib çıxara bilər və bu da hesablamaların cavabının səhv olması ilə nəticələnə bilər. Gərginliyin ölçülməsi də analoji sxem üzrə aparılır. Belə sxemlər fazalardakı cərəyan və gərginliyin ölçülməsi üçün istifadə oluna bilər. Üçfazalı dövrələrdə cərəyanın və gərginliyin ölçülməsi üçün birfazalı dövrələri ölçmək üçün nəzərdə tutulmuş cihazlardan istifadə etmək olar. Bundan başqa, xüsusi olaraq üçfazalı dövrələr üçün nəzərdə tutulmuş, lazımi ölçmələri sürətlə və rahat şə kildə aparmağa imkan verən vericilər də istehsal olunur. Sinusoidal əyri ilə xarakterizə olunan gərginlik və cərəyanın orta düzləndirilmiş qiymətlərinin (X
və
amplitudasının (X m ) ölçülməsi elə də çətinlik yaratmır, çünki bu parametrlər birmənalı olaraq sinusoid əyrisinin X qiyməti ilə əlaqəlidir: X o.düz = X / 1,11 və X m = X 2 . Ə yrisinin forması sinusoid olmayan cərəyan və gərginliyin orta düzləndirilmiş qiymətlərinin ölçülməsi üçün çıxış
302
siqnalı ölçülən kəmiyyətin girişdəki orta düzləndirilmiş qiyməti ilə müəyyən olunan ölçmə vasitələrindən istifadə olunmalıdır. Belə ölçmə vasitələrinə nümunə olaraq düzləndirici cihazları və bəzi elektron, rəqəmsal cihazları göstərmək olar. Kəmiyyətlərin sinusoid əyrisi boyunca effektiv qiymətlərinə uyğun olaraq dərəcələndirilmiş bu cihazların köməyi ilə orta düzləndirilmiş qiyməti tapmaq üçün cihazların göstərdiyi qiymətlər 1.11 - ə bölünür. Cərəyan və gərginliyin əyrisinin formasının dəyişməsi nəticəsində yaranan ölçmə xətaları onların işlədiyi tezlik diapazonu genişləndikcə azalır. Əyrisinin forması sinusoid olmayan cərəyan və gərginliyin amplitud qiymətlərinin ölçülməsi üçün ölçülən kəmiyyətin girişdəki amplitud qiyməti ilə müəyyən olunan ölçmə vasitələrindən istifadə olunmalıdır. Belə ölçmə vasitələrinə nümunə olaraq bəzi elektron ölçü cihazlarını göstərmək olar. Kəmiyyətlərin sinusoid əyrisi boyunca effektiv qiymətlərinə uyğun olaraq dərəcələnmiş bu cihazların köməyi ilə amplitud qiymətləri tapmaq üçün cihazların göstərdiyi qiymətlər 2 -yə vurulur. İ mpuls cərəyan və gərginliyin amplitud qiymətlərini ölçmək üçün elektron impuls cihazlarından istifadə olunur.
Dəyişən cərəyanın və ya gərginliyin orta qiyməti ölçülən kəmiyyətin sabit tərkib hissəsini xarakterizə edir. Dəyişən cərəyanın və ya gərginliyin orta qiymətini ölçmək üçün adətən maqnitoelektrik cihazlardan istifadə olunur.
Dəyişən cərəyanın və gərginliyin ani qiymətini ölçmək üçün qeydetmə cihazlarından və elektron ossilloqraflardan istifadə olunur.
Nəzərə almaq lazımdır ki, ani qiymətlərin əsasında cərəyanın və gərginliyin digər qiymətlərini də (orta, orta düzləndirilmiş, effektiv, amplitud) müəyyən etmək mümkündür.
|