Aaltomuodon ja jännitteen mittaus
Jännite- ja virtakäyrien muotoa pidetään käytännöllisenä sinimuotoinen, jos jokin sen ordinaateista eroaa amplitudiltaan sitä vastaavan sinioidin ordinaatista, jonka segmentti ei ylitä 5 % amplitudista.
Sinusoidisuutta voidaan testata monella tapaa. Tarkkaile tutkittua käyrää katodisädeoskilloskoopin näytöltä käyttämällä yksinkertaisinta niistä.
Tätä varten laitteen näytölle tai läpinäkyvälle levylle piirretään aiemmin kaksi identtistä sinimuotoista viivaa, jotka on siirretty pystysuoraan suhteessa toisiinsa 10 % amplitudistaan (kuva 1).
Testattava jännite syötetään sitten oskilloskoopin Y-sisääntuloon ja säätämällä Y-kanavan vahvistusta ja pyyhkäisyjaksoa, kokoa näyttökäyrä niin, että se on apusisiniaaltojen rajoittamalla kaistalla. Jos tämä onnistuu, jännitteen katsotaan olevan käytännössä sinimuotoinen.
Riisi. 1. Apukäyrät virran ja jännitteen muodon määrittämiseen katodisädeoskilloskoopilla
Tarkastellaksemme toista tapaa määrittää käyrän sinimuotoisuus, otamme käyttöön useita määritelmiä. Kuten tiedät, jaksollisen muuttujan arvoa voidaan luonnehtia tehollisilla, keskiarvoilla ja maksimiarvoilla (amplitudi). Jos jaksollinen suure x muuttuu sinimuotoisen lain mukaan, niin kaikki sen arvot liittyvät toisiinsa tietyllä tavalla.
Esimerkiksi amplitudiarvon suhde teholliseen arvoon, jota kutsutaan huippukertoimeksi ka = xm/ x = √2 = 1,41, puolen jakson keskiarvon suhde amplitudiarvoon, jota kutsutaan keskiarvokertoimeksi kCp. = xcp / xm = 2 /π = 0,637 ja lopuksi tehollisen arvon suhde keskiarvoon, jota kutsutaan kuvasuhteeksi ke = x / xCp = π / (2√2) = 1,11.
Näihin suhteisiin keskittyen standardi mahdollistaa jaksollisen suuren käyrän sinimuotoisen muodon määrittämisen keskimääräisten ja tehollisten arvojen samanaikaisen mittauksen tulosten perusteella. Käyrä katsotaan lähes sinimuotoiseksi, jos 1,132> kph> 1,088.
Koska suurin osa käytännössä käytetyistä mittauslaitteista on kalibroitu keskiarvoihin, ei aina ole mahdollista mitata suoraan keskiarvoja ja mediaaniarvoja. Tässä tapauksessa tutkittu arvo mitataan samanaikaisesti amplitudi- (huippu-) ja sähködynaamisilla volttimittarilla. Jos on tarpeen määrittää kaikki kolme nimettyä kerrointa, on kytkettävä tasasuuntaajan volttimittari.
Volttimittarin lukemat ja muodon sinimuotoisuutta kuvaavat kertoimet liittyvät seuraaviin suhteisiin: ka = 1.41U1/ U2, кf = U2/0.9U3, kcp = 0.673 = U3/ U1, missä U1, U2, U3 — amplitudi-, elektrodynaamisten ja tasasuuntausasteikon volttimetrien lukemat kalibroituina keskimääräisiksi sinimuotoisiksi jännitearvoiksi.
Esimerkki. Muuntajan toisiokäämin jännitekäyrän ei-sinimuotoisen muodon määrittämiseksi vaihejännite mitataan samanaikaisesti amplitudin V3-43, sähködynaamisen D-556 ja tasasuuntaajan Ts4317 volttimetrien kanssa.
Niiden lukemat olivat U1 = 76 V, U2 = 61 V, U3 = 59,5 V. Sitten ka = 1,41 x 76/61 = 1,76, ke = 1,11 x 61 / 59,5 = 1, 14, kcp = 0,637 x 59,5 / 5.
Koska sinimuotoisella käyrällä näiden kertoimien tulisi olla 1,41, 1,11 ja 0,637, voidaan päätellä, että muuntajan toisiokäämin jännitteellä on ei-sinimuotoinen muoto. Kiinnitä huomiota siihen, että sinimuotoisella jännitteellä kaikkien kolmen volttimittarin lukemien tulisi olla samat.