přednáška 16
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Uspořádání jednotlivých částí obvodu pro měření velkého stejnosměrného proudu znázorňuje obr. 4. Dvoudílný magnetický obvod má dvě mezery. V nich jsou umístěny Hallovy články, které jsou zapojeny do série. Oběma Hallovými sondami protéká konstantní proud I0 . Materiál magnetického obvodu má velkou relativní permeabilitu (jde tedy o velmi kvalitní feromagnetický obvod). Vzniká tak tzv. magnetický zkrat (magnetický odpor feromagnetika má téměř nulovou hodnotu), Výslednou velikost magnetického odporu složeného magnetického obvodu určují pouze dvě mezery. V důsledku tohoto malého magnetického odporu se magnetické siločáry „vtáhnou“ pouze do feromagnetika, kde vyvolají magnetický tok . Tento magnetický tok způsobí v každé Hallově sondě vznik Hallova napětí. Ta jsou sečtena, zesílena (A-krát) a přivedena na cívku s indukčností L, která je zapojena v sérii se zatěžujícím odporem RZ. Cívka je navinuta na jednom z dílů magnetického obvodu tak, že proud touto cívkou zapříčiní vznik magnetického toku , působícího proti magnetickému toku . Protože měřicí zařízení pracuje se stejnosměrnými napětími, zátěž RZ plní roli proudového omezovače (impedance cívky L je nulová). Napětí na této zátěži je výstupním signálem popsané měřicí sestavy.
Odvození vztahu mezi měřeným stejnosměrným proudem I a výstupním napětím U2:
=>
působí proti => výsledný mag. tok =
=
= (Hallovo napětí, RH je Hallova konstanta)
= =>
=> (8)
(8a)
Rovnice (8a) je pouze výsledkem formální úpravy vztahu (8).
Úvaha: Předpokládáme, že zesílení A má velmi vysokou hodnotu. Z toho lze usoudit,
že sčítance v hranaté závorce na levé straně (8a) jsou velmi odlišných velikostí.
(první sčítanec je mnohonásobně menší než sčítanec druhý). Proto si můžeme
dovolit příjemné zjednodušení a první sčítanec, tj. člen RZ v hranaté závorce
zanedbáme. (8a) se tedy zjednoduší na tvar
=' (8b)
Po vykrácení všeho, co vykrátit lze, obdržíme
(8c)
=> . (9)
A to je výsledný vztah, z něhož vyplývá, že výstupní napětí je přímo úměrné měřenému
stejnosměrnému proudu .
V praxi se popsané zařízení pro měření stejnosměrných proudů často označuje jako stejnosměrný klešťový ampérmetr, protože magnetický obvod je konstrukčně uspořádán jako čelisti, které se uzavřou po vložení vodiče (kabelu), v němž protéká měřený proud.