지시계기 AC 계기

1. 지시계기AC 계기

2. AC 계기 •계기에 AC가 인가되면 지침은+/- 반주기 동안 눈금 주위를 왔다 갔다 함 •AC계기는 지침의 회전하는 힘이 각 반주기에서 동일한 방향으로 갖도록 해야 함 •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 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 (AC용 계기 보다 DC용 계기가 높은 감도를 갖기 때문) 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 사용하려면AC 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(0.1-0.75A)에 적합 •분리된 열선을 사용하지 않음 •측정하려는 전류는 열전대에 직접 흐르고 열전대의 온도를 에 비례해서 상승 시킴