přednáška 13

Proudová sonda pro měření střídavých proudů je v podstatě proudovým měřicím transformátorem. Princip zachycuje obr. 7.

obr. 7

Střídavý proud i(t) (vyznačen silnou šipkou) prochází vodičem, který je provlečen uzavřeným magnetickým obvodem, na němž je umístěno snímací vinutí s N závity (Magnetický obvod, který je tvořen dvěma částmi – tzv. pevným dílem C a pohyblivým dílem I, se otevře při provlékání proudového vodiče, ve fázi měření však musí být uzavřen.)

V důsledku časově proměnného proudu i(t) vzniká v magnetickém obvodu magnetický tok Φ(t) (vyznačeno čárkovanou šipkou).

(4)

Magnetický tok snímací cívkou je N-krát větší .

Pro napětí ui(t), které se indukuje na svorkách snímací cívky, platí známý Lenzův zákon

. (5)

=> => (6)

= magnetický odpor uzavřeného magnetického obvodu

= permeabilita vakua, relativní permeabilita magnetického materiále mag. obvodu

= délka střední siločáry uzavřeného magnetického obvodu

S = průřez magnetického obvodu

Z (6) vyplývá, že průběh proudu získáme integrací výstupního napětí snímací cívky. Při odvozování jsme předpokládali, že tato cívka je připojena na nekonečně velký odpor, neprotéká jejími závity tedy žádný proud a magnetický tok v mag. obvodu tak není deformován. [Pokud by snímací cívkou proud protékal, tok v magnetickém obvodu by byl tvořen dvěma složkami – první by byla vyvolávána měřeným proudem vodiče, druhá (zkreslující, nežádoucí) by byla důsledkem nenulového proudu snímacího vinutí.].

Z uvedeného tedy vyplývá, že na snímací cívku musí být připojen integrační člen. Druhý poznatek říká, že měření průběhu střídavého proudu bylo převedeno na měření střídavého napětí.

Pokud by měl být snímán průběh elektrického proudu s velmi malými časovými změnami, příp. snímán a měřen proud stejnosměrný, je popsaná metoda nepoužitelná. V tomto případě lze použít proudovou sondu s Hallovým článkem. Její princip je založen na Hallovu jevu, který byl stručně popsán v kapitole o měření součinu dvou analogových signálů.

Při analýze průběhů časově proměnných signálů vzniká často potřeba detailnějšího zobrazení některých časových úseků. Tento požadavek je aktuální např. při posuzování kvality vzestupných nebo sestupných hran impulsů, při hledání nežádoucích zákmitů, …

K těmto účelům mají osciloskopy k dispozici tzv. časovou lupu. Její princip spočívá

ve využití dvou časových základen, jedné - hlavní a druhé - zpožděné. Časové posunutí (zpoždění) je manuálně nastavitelné, stejně tak je nastavitelná i doba jednoho kmitu posunuté časové základny. Tímto způsobem, který je snad jasný z obr. 8, se zvolený detail, tj. krátký časový úsek, „roztáhne“ a zobrazí se na ploše celé obrazovky osciloskopu nebo na její podstatné části.