지시계기 AC 계기.

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1 지시계기 AC 계기

2 AC 계기 1. 전류력계형계기 2. 정류형계기 3. 다중측정계기 4. 열형계기
• 방법 - AC를 정류(rectify)하여 정류된 전류가 가동코일에 인가되도록 하는 방법 - AC의 발열효과를 이용하여 전류의 크기에 대한 지시치를 얻는 방법 1. 전류력계형계기 2. 정류형계기 3. 다중측정계기 4. 열형계기

3 전류력계형 계기 • 동일한 눈금으로 되어있으며 직교류(전압,전류) 양용으로 사용이 가능
• 양분되어 있는 고정코일이 가동코일의 회전에 필요한 자계를 형성하는데, 이는 측정하려는 전류에 의해서 발생되므로 그 전류의 크기를 지침으로 표시 ① 구조 • 양분되어 있는 두 고정코일은 가동코일과 직렬로 연결되어 있으며 측정코자 하는 전류가 인가 • 가동코일의 회전은 스프링에 의해 제어 • 계기의 동작에 영향을 미치는 표류자계로부터 계기를 보호하기 위해 성층차폐 (성층철심을 이용 laminated core) • 제동장치는 알루미늄 제동날개를 사용

4 전류력계형 계기 ② 동작 자계 내에 장치된 코일의 회전하는 힘에 의해 동작 이때의 회전력 는 으로 표현
이때의 회전력     는      으로 표현   는 고정코일에 흐르는 전류에 비례하므로 편위전류,     ,에 정비례   와   은 주어진 계기에 대하여 상수이므로    는 전류제곱,      ,의 함수 DC용 설계 저전류 값에서 눈금간격이 소밀하고 고전류 값에서 눈금간격이 넓어지는 자승법칙의 눈금 AC용 설계 순간의 회전하는 힘은 순시전류 자승(     )에 비례하는 눈금 은 저항 에서 1A의 DC에 의해 발생하는 열의 평균정격(Watt) 는 저항 에서 한 주기 동안 암페어의 AC에 의해 발생하는 열의 평균정격

5 전류력계형 계기 즉, 이 때의 전류 값은 AC 전류의 rms 혹은 실효치 = 등가 DC 값
전류력계형 계기는 저항을 직렬로 연결 ( )함으로써 전압계로도 사용 가능 단점 • 측정될 전류는 가동코일을 흐를 뿐만 아니라 자속을 발생 시켜야 하므로 높은 소비전력 • 이러한 고전력 소비에도 불구하고 발생자계는 PMMC 계기에 비해서 훨씬 약함 • 전류력계형 계기의 자속밀도는 60 Gauss로서 PMMC 계기의 자속밀도인 1,000 – 4,000 Gauss에 비해서 감도가 낮음

6 정류형 계기 정류형 계기는 AC의 측정에 사용 정류기를 통하여 AC를 DC로 변환한 후 정류된 AC를 다시 DC계기로 측정
① 구조 정류기 회로와 PMMC계기로 구성 정류기 소자는 Ge 혹은 Si Diode로 구성 4개의 Diode를 사용한 Bridge형 전파정류회로(fullwave rectification) 사용

7 정류형 계기 ② 동작 전파정류된 신호를 이용 평균치 : 실효치 :

8 정류형 계기 (예제) AC전압계 PMMC 계기의 내부저항 , 최대눈금 편위전류 , 입력단자에 AC 인가
계기가 최대눈금 편위가 되도록 배율기   계산 (이상적인 다이오드의 순방향 저항은 0) 이상적인 다이오드의 순방향 저항은 0이므로, 총 회로 저항은

9 다중측정계기 두 개의 다이오드로 꾸며진 반파정류 회로로 구성
D1 : 입력파형의 ‘+’ 반 주기 동안만 ON. 계기는 이 반 주기의 평균치에 대해서 편위 D2 : 입력파형의 ‘-’ 반 주기 동안만 ON. 전류는 반대방향이므로 계기를 바이패스 반파 정류에 대한 정현파의 DC 성분은 실효치의 0.45배 DC와 AC 전압에 동일한 눈금을 사용하려면 AC 측정범위에 대한 배율기의 저항은 비례적으로 더 낮아야 함

10 다중측정계기 (예제) PMMC 계기의 내부저항 100Ω, 최대눈금 편위전류 DC 1mA, 분류기 저항 100Ω,
(두 다이오드의 순방향 저항은 400Ω, 역방향 저항은 ∞) (a) 10V AC 측정범위에서 배율기     의 값 (b) 10V AC 측정범위에서 전압계의 감도 과 가 모두 이므로 반파정류된 AC 전압의 등가 DC 값은 따라서, 계기의 총 저항은 그러나, 계기에 전류가 흐르는 반주기 동안의 회로 총저항은

11 열형계기 • 전류가 흐르고 있는 열선(저항선)에서 발생하는 열 에너지를 이용하여 값을 표시
• 전류에 의해 발생되는 열은 전류의 제곱에 비례(      )하고, 온도상승(발생 DC 전압)은 실효치 전류의 제곱에 비례하는 원리를 이용 • 자승눈금 구조 및 동작 • CE와 DE는 주위의 온도에 변하지 않는 열용량이 큰 다른 두개의 금속으로 구성 (망가닌-콘스탄탄 혹은 콘스탄탄-니크롬) • AEB는 열접점(열선)으로 이 열선에 전류를 흘리면 발생되는 열 에너지는 C와 D간의 온도차에 비례한 직류의 기전력을 발생 • 즉, 이 전위차는 PMMC계기를 통해서 흐르는 DC전류의 값으로 표시

12 열형계기 열전대형 계기의 온도 보상 • 열선 AEB를 통하여 흐르는 전류에 비례하여 열전대 CED에 열기전력 발생
• 발생된 전압은 열전대의 냉접점과 열접점 사이의 온도차의 함수이어야 하므로 온도차는 측정하려는 전류에 의해서만 발생되어야 함 • 정확한 측정을 위해서 점 C와 D는 점 A와 B의 평균 온도가 되어야 함 (별개의 구리조각 중심에 열전대 C와 D의 양끝을 붙임으로 만들어짐) • 구리조각은 A와 B사이에서 열적으로 접촉되며 전기적으로는 절연된 상태 브리지형 열전대 소자 • 낮은 범위 전류의 측정( A)에 적합 • 분리된 열선을 사용하지 않음 • 측정하려는 전류는 열전대에 직접 흐르고 열전대의 온도를 에 비례해서 상승 시킴