ÖLÇÜ ALETLERİNİN TANITILMASI Giriş

FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
EEM’NİN TEMELLERİ-2
DENEY NO:1
ÖLÇÜ ALETLERİNİN TANITILMASI
Giriş
Ölçü aletleri analog ve digital ölçü aletleri olarak iki sınıfa ayrılırlar. Digital ölçü aletlerinin
çalışma esaslarından birçoğu üst sınıflarda inceleneceğinden, bu deneyde analog ölçü aletlerinden en
yaygın olarak kullanılan, döner bobinli ölçü aletleri incelenecektir.
1. Döner Bobinli Ölçü Aletiyle Akım Ölçülmesi
1.1. Döner bobinli alette akım, döner bobinli sistemin yayları üzerinden iletilmektedir. Yayların
ısınarak özelliklerini değiştirmemeleri için ampermetreden geçen akımın mümkün olduğunca küçük
tutulması gerekmektedir. Uygulamada küçük bir akımla aletin tam sapması sağlanmakta ve bu aletle
büyük akımların ölçülmesi Şekil-1’de görüldüğü gibi paralel bağlama yöntemiyle yapılmaktadır.
Şekil -1
1.2. R ampermetreye paralel bağlanan şönt direnç ve Ri ampermetrenin iç direncidir. Buna göre
devreden geçen I akımı ile IA akımı arasındaki ilişki bulunabilir. A ve B noktaları arasındaki gerilim
düşümünden;
UAB = IA .Ri = (I - IA). R
IA . (Ri + R)=I.R
I=IA.(1+Ri / R)
(1)
elde edilir.
Görüldüğü gibi şöntlenmiş bir ölçü aleti IA akımını gösterdiği zaman devreden geçen akım, (1)
bağıntısından bulunabilir. Bu formüller aynı zamanda ampermetrenin ölçü alanını genişletmek içinde
geçerlidir.
2. Deneyin Yapılışı
2.1. Şekil-2’ deki bağlantıyı gerçekleştirerek ampermetrenin ölçme sınırını 10 kat artırmak için
gerekli şönt direncin değerini hesaplayınız. Devreden akım geçirerek şöntlenmiş ampermetre ile
ölçtüğümüz akım değerini , A2 ampermetresi ile ölçtüğünüz akım değeri ile karşılaştırınız. Deneyi bir
kaç akım değeri için tekrarlayınız.
1-1
Deney 1
Şekil - 2
2.2. Döner bobinli ölçü aleti sadece doğru akım ölçmektedir. Alternatif akım ise diyotlarla
doğrultulduktan sonra ölçülebilir. Diyotlar akımı bir yönde geçiren diğer yönde geçirmeyen yarı
iletken elektronik elemanlardır. Yapı itibariyle P ne N tipi maddenin çeşitli yöntemlerle birleştirilmesi
şeklince oluşturulur. Pratikte tek yollu (yarım dalga) ve çift yollu (tam dalga) olmak üzere iki türlü
doğrultucu devreler kullanılmaktadır.
Aşağıdaki devrede akım, tek yollu (yarım dalga) olarak doğrultulmakta ve ortalama değeri
ölçülmektedir. Fakat alet efektif değere göre ölçeklendirilmiştir.
Şekil - 3
Şekil 4’ de yükten geçen akım tam dalga doğrultucu ile doğrultulmaktadır. Gerilimin pozitif
alternansında D2 ve D3 diyotları, negatif alternansında da D1 ve D4 diyotları iletime girmektedir.
Şekil - 4
Yükten ve ampermetreden akan akımların dalga şekilleri; yarım dalga doğrultucu için Şekil-5’
de, tam dalga doğrultucu için de Şekil-6’ da görülmektedir.
1-2
Deney 1
Şekil-5
Şekil-6
Şekil 5 için ampermetrenin sapması, içerisinden geçen akımın ortalama değeri ile orantılıdır.
1
α =k⋅ ⋅
T
T /2
∫ I (t ) ⋅ dt
0
Burada; k, orantı sabitidir. Yarım dalga doğrultucu devresinde kullanılan ampermetrenin yapacağı
sapma;
1
α =k⋅ ⋅
T
α=
T /2
∫I
m
⋅ Sin(ωt ) ⋅ dt
0
0,5.T
k Im
⋅
⋅ (− Cos (ωt ) )
0
T ω
α =k⋅
Im
.........................................................................................................................................( 2 )
T
ile hesaplanır. Görüldüğü gibi ampermetrenin yapacağı sapma akımın tepe değeri ile orantılıdır.
Şekil-3 ve 4’ deki bağlantıyı gerçekleştiriniz. Belirli bir yük için ampermetrenin gösterdiği
değeri okuyunuz. Bu değerden yararlanarak yükten geçen toplam akımın tepe değerlerini hesaplayınız.
Bulduğunuz değerleri karşılaştırınız.
3. Döner Bobinli Ölçü Aleti ile Gerilim Ölçülmesi
Döner bobinli bir ölçü aletiyle gerilim ölçmek için, ölçü aletine seri bir ön direnç
bağlanır.
Şekil -7
Ampermetreden geçen akım,
I = E / (R+Ri) ...................................................................................................................................... (3)
1-3
Deney 1
olur. Burada Ri, ampermetrenin iç direncidir. R ve Ri dirençlerinin değerleri bilindiğine göre I akımına
göre ölçülecek E gerilim değeri;
E= I. (Ri+R) .........................................................................................................................................(4)
bağıntısıyla hesaplanabilir. R ön direncinin değeri değiştirilerek aynı ölçü aletiyle çeşitli kademelerde
ölçme yapılabilir.
3.1. Deneyin Yapılışı
Şekil-7’ deki devreyi kullanarak 10 volt ölçen bir voltmetre yapmak için gerekli direnç
değerini hesaplayınız.
4. Ölçü Aletinin Kullanılmasında Dikkat Edilmesi Gereken Kurarlar
1. Ölçü aletinin ölçme sahası yeterlimi. Değilse kesinlikle kullanılmamalıdır.
2. Yapılacak ölçümün tipine göre gerekli kademe ( AC mi-DC mi; akım mı–gerilim
mi–direnç mi) seçilmelidir.
3. Ölçme kademesi ölçülecek değer yaklaşık olarak biliniyorsa bir üst kademeye,
bilinmiyorsa ve ölçü sahası yeterli ise en üst kademeye ayarlanmalıdır.
4. Ölçü aleti devreye doğru bağlanmalıdır. (DC kademesinde +/- işaretlerine dikkat
edilmelidir)
5. Güvenli kademe ile başlanılan ölçme sonuçlarına göre, ölçülen değer hakkında
yaklaşık fikir sahibi olununca, buna göre ölçü kademesi ayarlanmalıdır.
6. Analog ölçü aletlerinde ibre ne kadar fazla saparsa yapılan ölçüm o kadar hassas
olur. Ayrıca ibre aynadaki görüntüsü ile çakıştırılarak okunmalıdır.
1-4