Măsurări

C A P I T O L U L 2

CONVERTOARE DE INTRARE

2.1. INTRODUCERE

Dupa natura marimii de masurat aplicata convertorului de intrare se disting:

- convertoare de intrare marime electrica - marime electrica ;

- convertoare de intrare marime neelectrica - marime electrica.

Convertoare de intrare marime electrica-marime electrica permit modificarea nivelului semnalelor, fara a le afecta forma, fiind utilizate, în special, pentru extinderea intervalului de masurare al aparatelor electrice (ampermetre, voltmetre, wattmetre, cosfimetre, contoare, compensatoare, punti etc.). Din aceasta categorie fac parte dispozitivele de raport si sunturile.

Sunturile sunt convertoare curent-tensiune. Dispozitivele de raport sunt multipoli liniari, pasivi si reciproci, servind la stabilirea unui raport de tensiuni sau a unui raport de curenti. Dupa natura elementelor componente, dispozitivele de raport pot fi rezistive, inductive si capacitive. Ca elemente reprezentative pentru dispozitivele de raport se pot aminti divizoarele de tensiune si transformatoarele de masurare.

2.2. DIVIZOARE DE TENSIUNE

Divizoarele de tensiune, utilizate la masurarea tensiunilor continue, alternative si de impuls, sunt dispozitive de raport cu doua perechi de borne (tip diport), care stabilesc o relatie de dependenta liniara, pe un anumit interval, între marimea de masurat electrica si marimea electrica ce actioneaza asupra convertoarelor intermediare de prelucrare.

2.2.1. Divizorul de tensiune rezistiv

Este realizat din rezistoare bobinate, putând atinge exactitati ridicate ( ), sau din rezistente cu pelicula metalica, situatie în care exactitatea este mai scazuta ( ) dar suficient de buna pentru instrumentatia analogica si digitala. Se utilizeaza pentru masurarea tensiunilor în curent continuu sau în joasa frecventa si pentru extinderea limitei superiore de masurare a voltmetrelor, compensatoarelor de tensiune continua etc.

Fig.2.1. Divizor rezistiv.

În Fig.2.1 marimea de masurat este tensiunea continua iar marimea de iesire este tensiunea continua . Considerând functionarea divizorului în gol rezulta tensiunea de iesire:

(2.1)

si raportul de divizare:

(2.2)

Masurarea tensiunii se realizeaza cu un voltmetru având rezistenta interioara R. În aceasta situatie, tensiunea de iesire are expresia:

(2.3)

iar raportul de divizare:

(2.4)

este influentat de rezistenta interna R a voltmetrului conectat la iesire cu atât mai mult cu cât aceasta rezistenta este mai mica.

Fig.2.2. Divizor cu autocalibrare. Fig.2.3. Divizor cu ecran de garda.

In afara de divizoarele de valoare fixa se construiesc divizoare reglabile, utilizate pentru prescrierea gamelor la voltmetrele de c.c. Treptele de divizare se aleg în secventa 1-3-10 (sau o alta) pentru voltmetrele analogice si în secventa 1-10-100 pentru cele digitale.

Exista divizoare de tensiune cu mai multe trepte de divizare, cu particularitatea ca una din componente este de înalta exactitate. Aceasta serveste ca etalon la verificarea prin comparatie a exactitatii celorlalte rezistente ale divizorului. Multe din acestea sunt astfel realizate încât rezistentele componente sau grupuri ale acestora sa aiba valori nominale egale, ceea ce permite compararea directa a lor, pentru determinarea erorii fiecarei trepte de divizare. In acest fel întregul divizor poate fi autocalibrat (fig.2.2).

De exemplu, rezistorul inferior de 1kW este comparat cu fiecare din urmatoarele patru rezistoare de 1kW, deducându-se corectiile corespunzatoare pentru treptele x2, x3, x4, x5. Ansamblul primelor cinci rezistoare este comparat apoi cu rezistorul de 5kW etc. In acest mod operatia de autocalibrare nu necesita etalon exterior ci numai un mijloc de masurare pentru comparare.