|
|
PaneelmetersUit BeneluxSpoor.net - Encyclopedie
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom
De paneelmeter
Paneelmeters zijn elektrische meetinstrumenten, en zijn bedoeld voor inbouw in een (bedienings)paneel, Ze zijn verkrijgbaar in analoge- en digitale uitvoering. De paneelmeter wordt gebruikt voor het weergeven van o.a. spanningsniveaus (in volt), stroomsterkteniveaus (in ampères) en frequenties (in Herz). AnaloogBij de analoge uitvoering is de meter voorzien van een draaiende wijzer. De gemeten waarde is afleesbaar op een schaal (met schaalverdeling). DigitaalBij de digitale uitvoering is de meter voorzien van een display dat de gemeten waarde weergeeft in leesbare tekst en/of cijfers. De analoge paneelmeter.In de analoge paneelmeter is een zogenaamde "draaispoel" gemonteerd. Deze draaispoel bestaat uit een gewikkelde spoel van zeer dun koperdraad, die op een gelagerde as bevestigd is. Aan dezelfde as is een wijzer bevestigd. Voor het uitbalanceren van de wijzer zijn aan de as één- of twee contragewichtjes gemonteerd.
Aan de spoel zitten (bij een kwalitatief goede meter) een tweetal tegengesteld aangebrachte spiraalveren, om de wijzer in rust (=wanneer er geen spanning aanwezig is) in de nul-stand te houden. Deze nul-stand is instelbaar d.m.v. een (meestal) op de voorzijde van de meter aangebrachte instelschroef.
Een goede paneelmeter is voorzien van een spiegelschaal (zie afbeelding 03). Het doel hiervan is, om afleesfouten (parallax) te vermijden. Door zodanig op de meter te kijken dat de wijzer precies boven zijn spiegelbeeld in de spiegel zit, is de afleeshoek (=kijkhoek) exact nul, en weet de gebruiker zeker dat hij/zij de juiste waarde afleest.
De werkingWanneer er een spanning op het spoeltje aanwezig is, loopt er een stroom door het spoeltje, en dan zal het door het spoeltje opgewekte magneetveld, zich afzetten tegen het magneetveld van de permanente magneet (zie afbeelding 01). Het spoeltje zal een stukje draaien en daardoor zal de wijzer bewegen. Deze beweging gaat door tot de opgewekte kracht in evenwicht raakt met de veerkracht van de spiraalveertjes. De mate van verdraaiing is dus afhankelijk van de hoogte van de aangelegde spanning, ofwel; hoe meer spanning er op de spoel staat, hoe verder de wijzer uitslaat.
Aanpassing van het meetbereikWanneer met een draaispoelmeter voor bijv. 100 µA, een hogere spanning gemeten gaat worden, bijv. 30 volt bij volle schaal, dan moet een serieweerstand (dit is een weerstand in serie met de meter, zie afbeelding 05) toegepast worden. Deze serieweerstand wordt als volgt berekent: U = te meten spanning, Rm = inwendige weerstand van de meter, Imax = max. toegelaten stroom door de meter, Rv1 = de te berekenen serieweerstand. Rtotaal = U / Imax Rtotaal = 30 / 0,0001 = 300.000 Ω = Rm + Rv1 We trekken nu Rm van Rtotaal af, en krijgen dan de waarde van de serieweerstand; Rv1 = 300.000 – 100 = 299.900 Ω. Deze waarde is samen te stellen uit een weerstand van 680K, parallel aan een weerstand van 470K. Deze combinatie wordt in serie met een weerstand van 22K gezet. We krijgen dan een totale weerstandswaarde van 299.913 Ω. Meten van stroomsterkteVoor het meten van stroomsterkte (A) dienen we een zogenaamde shunt (=meetweerstand) toe te passen. Deze shunt, die een lage weerstandswaarde heeft, werkt als een omleiding voor de stroom (zie: afbeelding 06). De meeste stroom loopt door de shunt, en maar een zeer klein gedeelte loopt door de meter. Doordat de te meten stroom door de shunt loopt, ontstaat er over de shunt een spanning, en die spanning wordt gemeten door de meter. Hoe groter de stroom door de shunt, des te hoger de spanning op de meter. De shunt is vaak "af-fabriek" ingebouwd in de stroomsterkte-paneelmeter. Dit maakt het aansluiten van een ampèremeter zeer eenvoudig.
Aanpassing van het meetbereikWanneer we zelf het meetbereik van een paneelmeter willen wijzigen m.b.v een shunt, gaat de berekening van de shunt als volgt: Voorbeeld: Een paneelmeter met een bereik van 0,05 A (=50 mA), met een inwendige weerstand van 1050 Ω, waarmee een stroom gemeten wordt van 1 ampère (=volle schaal). I = te meten stroomsterkte (A), Rm = inwendige weerstand van de meter, Imax = max. toegelaten stroom door de meter (A), Sh1 = de te berekenen weerstandswaarde van de shunt. Sh1 = (Rm * Imax) / (I - Imax) Sh1 = (1050 * 0,05) / (1 - 0,05) Sh1 = 52,5 / 0,95 Sh1 = 55,2631579 Ω. Deze waarde kan samen gesteld kunnen worden uit één weerstand van 220Ω en één weerstand van 68Ω, die parallel staan. Deze combinatie zetten we in serie met een weerstand van 3,3 Ω. We krijgen dan een totale waarde van 55,2444 Ω. Deze combinatie van weerstanden moet een vermogen van minimaal 53 Watt kunnen verwerken. Meten van wisselspanningVoor het meten van wisselspanning (AC) moet de meter opgenomen worden in een gelijkrichtschakeling (zie afbeelding 07). De te meten wisselspanning sluiten we aan op de ~ aansluitingen. Op de U+ en U- aansluitingen van de meter mogen alleen de diodes aangesloten zijn. De te meten wisselspanning mag niet hoger zijn, dan de spanning die de meter aan kan geven. Bij paneelmeters geschikt voor wisselspanning "af-fabriek" is de diodebrug meestal al ingebouwd. Voor het meten van hogere spanningen, moet een serieweerstand in de + of - aansluiting van de meter opgenomen worden. Dubbelschaal-paneelmetersIn de handel zijn ook zogenaamde dubbelschaal-paneelmeters verkrijgbaar. Het werkingsprincipe van deze meters is gelijk aan de enkelvoudige.
Deze paneelmeters hebben twee schaalverdelingen; één voor volt-meting en één voor ampère-meting. Op de achterzijde bevinden zich drie aansluitingen; "V+", "A+" en "Common" (of -). Bijvoorbeeld deze van Conrad. Voor het gebruik van dit type paneelmeter, moet gebruik gemaakt worden van een dubbelpolige wisselschakelaar met zes aansluitingen (een zogenaamd "twee maal om"-type). In het schema van afbeelding 08 is te zien hoe de meter aangesloten moet worden. Hier staat schakelaar S1 in de stand voor spannings-meting. In het schema van afbeelding 09 staat schakelaar S1 in de stand voor stroommeting. De schakelaar moet berekend zijn op de te voeren stroom. De symbolen op paneelmetersOp de voorzijde van een paneelmeter staan diverse symbolen. Deze hebben de volgende betekenis:
Meer informatie
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
