Porady
Mierniki panelowe są preferowane w panelach sterowania i szafach sterowniczych do sterowania maszynami. Dzięki temu operatorzy maszyn mogą błyskawicznie rejestrować istotne wartości pomiarowe, takie jak prąd, napięcie lub temperatura i wyciągać wnioski na temat wydajności systemu. Aby móc rejestrować i rozliczać czas pracy maszyn budowlanych, najlepiej wyposażyć je w liczniki godzin pracy. W przypadku analogowych, wbudowanych przyrządów pomiarowych na pierwszy plan wysuwa się zwykle pomiar prądów i napięć. Z tego powodu chcielibyśmy w naszym poradniku pokazać, jak one działają i wyjaśnić, na co należy zwrócić uwagę przy stosowaniu analogowych liczników tablicowych.
Analogowe liczniki panelowe są zwykle używane wszędzie tam, gdzie systemy wymagają lub generują energię elektryczną. W związku z tym są one stosowane na przykład w przemysłowych zakładach produkcyjnych, jak również w elektrowniach wiatrowych lub słonecznych. Wyświetlają one istotne dane i sprawiają, że pomiary za pomocą dodatkowego urządzenia do badania elektryczności są zbędne. Integracja miernika panelowego może być wykonana zarówno w panelu, szafie sterowniczej, jak i w panelu sterowania. Szczególnie w przypadku mniejszych maszyn możliwy jest również montaż w odpowiednim miejscu w obudowie.
Podczas gdy cyfrowe mierniki panelowe mogą obejmować szeroki zakres różnych zadań pomiarowych, modele analogowe są zwykle ograniczone do kilku funkcji. Często są to urządzenia pomiarowe do określania prądu i napięcia. Następnie niezawodnie wskazują, czy określone wartości graniczne prądu elektrycznego lub napięcia są przestrzegane. Ma to ogromne znaczenie dla prawidłowego działania wielu urządzeń i maszyn.
Analogowe przyrządy pomiarowe prądu i napięcia posiadają zazwyczaj wskazówkę, która odchyla się w mniejszym lub większym stopniu w zależności od mierzonej wielkości. To mechaniczne odchylenie wskazówki jest przejmowane przez mechanizm pomiarowy. Preferuje się ruchome cewki lub ruchome żelazka. W obu ruchach ważną rolę odgrywa siła magnetyczna.
Ruch w cewce
W ruchu ruchomej cewki, wskazówka (1) jest przymocowana do cewki (2), która jest zamontowana obrotowo. Sama cewka znajduje się pomiędzy nabiegunnikami (3) magnesu stałego (4). Drobne sprężyny spiralne (5) utrzymują cewkę w pozycji spoczynkowej, w której wskazówka wskazuje zwykle wartość zero przy lewej krawędzi skali. Kiedy do cewki przyłożone jest napięcie elektryczne, przepływający przez nią prąd buduje pole magnetyczne. To pole magnetyczne jest wiązane i wzmacniane przez żelazny rdzeń (6) wewnątrz cewki. Ponieważ pole magnetyczne cewki i pole magnetyczne magnesu stałego odpychają się wzajemnie, cewka obraca się, a wskazówka przesuwa się w prawo.
Ruchomy element żelazny
W ruchu żelaza, wskazówka (1) jest również obrotowo zamontowana i utrzymywana w pozycji spoczynkowej przez spiralną sprężynę powrotną (2). Ponadto do wskazówki przymocowana jest zakrzywiona żelazna płytka (3). Naprzeciwko płytki wskaźnika znajduje się kolejna żelazna płytka (4), która jest trwale zakotwiczona w mechanizmie pomiarowym. Cały mechanizm pomiarowy zamknięty jest w cewce (5). Kiedy do tej cewki przyłożone jest napięcie, prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne. Powoduje to namagnesowanie obu płytek żelaznych, a więc powstanie elektromagnesów. Ponieważ pola magnetyczne obu płytek żelaznych są identyczne, odpychają się one od siebie, powodując odchylenie wskazówki.
Poza konstrukcją mechaniczną obu ruchów, jest jeszcze jedna poważna różnica. Ruch elementu żelaznego nadaje się do pomiaru napięcia stałego i zmiennego (DC/AC). Ruch cewkowy natomiast może mierzyć tylko napięcia stałe (DC). Dopiero po podłączeniu prostownika ruchome cewki mogą mierzyć również napięcia zmienne (AC).
Aby nie musieć długo szukać w danych technicznych, czy dane urządzenie pomiarowe nadaje się do pomiaru napięcia zmiennego (AC), wystarczy spojrzeć na skalę. Na skali znajduje się zazwyczaj mały symbol, który wskazuje na technologię mechanizmu pomiarowego.
Niezależnie od tego, jaki mechanizm pomiarowy posiada miernik panelowy, początkowo jest on zdolny do wyświetlania jedynie wartości napięcia. W zależności od konstrukcji ruchu, do doprowadzenia wskazówki do pełnej skali wystarczą napięcia rzędu kilku miliwoltów (mV) lub wynikające z nich prądy rzędu kilku miliamperów (mA). I to też jest ważne, bo mechanizm pomiarowy nie powinien obciążać mierzonego obwodu. Jeśli mają być mierzone wyższe napięcia, to w szereg z mechanizmem pomiarowym należy podłączyć rezystory szeregowe o wysokiej impedancji. Aby móc mierzyć prądy, równolegle z mechanizmem pomiarowym podłącza się rezystory o niskiej rezystancji (boczniki).
Przykłady połączeń dla pomiaru napięcia i prądu
Poniższe przykłady połączeń pokazują podłączenie woltomierza i amperomierza do prostego zasilacza, tak jak jest to często stosowane.
Woltomierz analogowy
Woltomierz jest zawsze podłączony równolegle do mierzonego napięcia.
Amperomierz analogowy
Amperomierz musi być zawsze podłączony do obwodu.
Wskazówka:
Jeśli przyrząd pomiarowy jest zaprojektowany na przykład dla 15 V AC / DC lub 5 A (amperów), rezystory bocznikujące lub boczniki wymagane do ruchów pomiarowych są już zintegrowane w obudowie lub dołączone bezpośrednio do przyłączy przyrządów pomiarowych.
Cyfrowe mierniki panelowe stały się standardem. Krótkie porównanie ilustruje różnice pomiędzy tymi dwoma modelami.
Cyfrowe mierniki panelowe
Zaletami modelu cyfrowego jest lepsza czytelność i dokładniejsze wyświetlanie mierzonych wartości, które w razie potrzeby mogą być dokładne do kilku miejsc po przecinku. Ponadto modele cyfrowe praktycznie eliminują błędy odczytu. Dodatkowo dostępne są również urządzenia, które umożliwiają graficzne wyświetlanie wyznaczonych wartości.
Analogowe mierniki panelowe
Jednak instrumenty analogowe wciąż mają swoją rację bytu. Podczas gdy czytelność i dokładność są oczywistymi zaletami modeli cyfrowych, analogowy miernik panelowy jest w stanie znacznie lepiej przedstawić ewentualne wahania mierzonej wielkości. Ponadto, zawsze widoczna skala pomiarowa zapewnia dobry przegląd i pomaga ocenić aktualną sytuację pomiarową.
Jeśli chcesz kupić analogowy miernik panelowy, minimalne i maksymalne zakresy pomiarowe mają elementarne znaczenie. Należy pamiętać, że urządzenie pomiarowe z ruchem elementu żelaznego nie nadaje się do pomiaru bardzo małych prądów i napięć, w tym przypadku należy wybrać urządzenie z ruchem cewkowym. Należy jednak pamiętać, że przy pomiarach prądu zmiennego lub napięcia zmiennego należy podłączyć prostownik. Z kolei do pomiarów większych prądów i napięć preferowane są przyrządy pomiarowe z ruchem ruchomym. W zależności od obszaru zastosowania, ważne jest, aby miernik panelowy był odpowiednio chroniony przed cieczami i pyłem. W tym kontekście musi on posiadać certyfikat o odpowiednio wysokiej klasie ochrony IP.
Nasza praktyczna rada: Zwróć uwagę na wymiary miernika panelowego!
Przy zakupie należy pamiętać, że mierniki panelowe występują w różnych rozmiarach i głębokościach. Jeśli trzeba wymienić stary licznik, pamiętaj, aby wziąć pod uwagę wymiary wymagane do instalacji. Jeśli głębokość instalacji nie pasuje, mogą wystąpić konflikty z innymi komponentami maszyny lub panelu sterowania.
Dlaczego w przyrządach pomiarowych często widać śrubę?
Dzięki tej śrubie regulacyjnej w obszarze mechanizmu pomiarowego można regulować napięcie wstępne sprężyny. Dzięki temu możliwe jest dokładne ustawienie wskazówki w pozycji zerowej, gdy miernik jest w stanie spoczynku, co zwiększa dokładność wskazań.
Co to jest prostownik?
Za pomocą prostownika można odciąć ujemną część napięcia zmiennego lub w przypadku prostownika mostkowego odwrócić biegunowość. W połączeniu z umieszczonym za nim kondensatorem ładującym, w elektronice z napięcia zmiennego (AC) można wytworzyć napięcie stałe (DC). Aby osiągnąć ten cel, wymagane są elementy elektroniczne, które są przepuszczalne dla prądu tylko w jednym kierunku. Zazwyczaj do tego celu stosuje się diody półprzewodnikowe.
Jak działa licznik panelowy z licznikiem mechanicznym?
W liczniku mechanicznym na osi znajduje się kilka rolek z cyframi od 0 do 9. Każda z tych rolek jest uruchamiana osobno przez mechanizm. Przy każdym uruchomieniu licznik przeskakuje o jedną cyfrę dalej. Po osiągnięciu liczby 9, licznik zaczyna ponownie od 0, podczas gdy rolka po lewej stronie przesuwa się o jedną cyfrę do przodu.