přednáška 16

V první kroku je přepínač v poloze 0. Řízený usměrňovač je ovládán impulzním signálem z TO1. Výstupní veličinu řízeného usměrňovače si můžeme představit jako součinový signál vytvořený z napětí u1 a výstupního signálu tohoto tvarovače. Filtr propustí pouze stejnosměrnou složku usměrněného napětí. V této situaci se využívá platnosti vztahů (1) a (3). Povšimněte si toho, že platí:

. (5)

V druhém kroku změníme polohu přepínače (90°). Nyní je řízený usměrňovač ovládán impulzním signálem z TO2, tedy signálem o π/2 posunutým (zpožděným). I v tomto případě platí, že výstupní napětí řízeného usměrňovače vznikne jako součin napětí uX a výstupního signálu tvarovače TO2 . Za této situace se využívá platnosti (4). Usměrněný signál prochází opět dolní propustí, pro jejíž výstupní stejnosměrné napětí platí

. (6)

Z (5) a (6) lze již snadno stanovit jak absolutní velikost (modul) měřeného fázoru, tak

i jeho úhel (fázi).

(7)

Uvedené úvahy a odvozené vztahy ilustruje obr. 3, v němž jsou uvedeny průběhy napětí měřeného, napětí řídicích včetně fázových posunů. Ještě jednou zdůrazněme, že integrace se provádí vždy ve vztahu k časovému průběhu napětí řídicího (od 0 do T/2 příp. od T/4 do 3T/4).

(Samozřejmě, že zjistit velikost harmonického napětí a jeho fázi je možné i jednoduchou metodou Lissajousových obrazců pomocí jednokanálového osciloskopu v režimu XY nebo použitím dvoukanálového osciloskopu v režimu Yt. Zde však odkazujeme na kapitoly pojednávající o měření frekvence a fáze periodických signálů.)

obr. 3

V praktických podmínkách průmyslových provozů (sklárny, …) je často zapotřebí změřit velikost stejnosměrných proudů, mnohdy velmi velkých. V předcházejících kapitolách věnovaných měření napětí a proudů byl popsán i způsob zvětšení proudového rozsahu ampérmetru – pomocí bočníku a v případě harmonického proudu i pomocí proudového transformátoru. Použití proudového transformátoru pro měření stejnosměrných proudů je principiálně nemožné, zapojení bočníku může být sporadické. Problém tkví v tom, že v případě velkých stejnosměrných proudů vychází velikost bočníku velmi malá, srovnatelná s velikostí přechodových odporů, které vznikají v místech jeho připojení. Navíc průchodem velkých proudů bočníkem dochází k jeho zahřívání a v důsledku nárůstu teploty

i ke změnám jeho odporu. Důsledkem nárůstu ohmické hodnoty bočníku může být i zničení ampérmetru. Je proto třeba zvolit metodu jinou. Jedním z nemnoha způsobů je metoda, využívající Hallova jevu, který byl též popsán již dříve, konkrétně při v kapitole o měření součinu dvou analogových signálů.

Měřicí metoda je založena na známém jevu, že okolo vodiče, kterým protéká elektrický proud, vzniká magnetické pole. Připomeňme jen tzv. zákon celkového proudu (který by měl být znám z kurzu fyziky), podle něhož