is gelijk aan de open-klemmen spanning van het netwerk. De impedantie Z th



Vergelijkbare documenten
Toepassing: Codes. Hoofdstuk 3

MRT/RT MKT/KT. Wormwielreductoren.

Statica in een notendop

6 BEREKENINGSVOORBEELDEN

Bij een invalshoek i =(15.0 ± 0.5) meet hij r =(9.5 ± 0.5). 100%-intervallen. Welke conclusie kan de onderzoeker trekken?

Hoofdstuk 3 Basiswetten

Methode met ladder operatoren deel 2

5.1 Elektrische stroom en spanning

Spanningsverdeling onder een kade volgens elastische berekening. d-7 I 053. *v**wwun>ns CENTRUM VOOR ONDERZOEK WAT ER KE R I N GEN

Bronnen & Methoden bij Marktscan medischspecialistische zorg 2015

Gegevensverwerving en verwerking

Variantie-analyse (ANOVA)

PROEFEXAMEN SOCIALE STATISTIEK

Prijs ƒ 3.- "OCTllCO' HA AD

Index - Technische verklaringen

INLEIDING FYSISCH-EXPERIMENTELE VAARDIGHEDEN (3A560) , UUR

'ATION VOOR DE GROENTEN- EN FRUITTEELT ONDER GLAS, TE NAALDWIJK. Waarnemingen van de minium-temperatuufc. op 10 era.hoogte en van de max-en min.

Appendix F: Het Snelheid-Wegdiagram, trekkracht en indicatie

Hoofdstuk 5: Het Miller-effect

INLEIDING FYSISCH-EXPERIMENTELE VAARDIGHEDEN (3A560) , UUR

Automatic-schakelaar Komfort Gebruiksaanwijzing

Stochastische loadflow. Beschrijving algoritme van de stochastische loadflow.

Verslag Regeltechniek 2

2 Keten met een weerstand R in serie met een condensator met capaciteit C.

Meetmethode voor het geluid van elektrische transformatoren

Gemeentefonds verevent minder dan gedacht

Installatiehandleiding. ExaMaster

Onderhoudsrichtlijnen

Gebruikershandleiding

ART. Analoge thermostaat met dagprogramma. Installatie instructies en gebruiksaanwijzing

Yield Management & Short Selling

I I f I I I I I I i i i i i i i

Tentamen van Wiskunde B voor CiT (151217) Tentamen van Statistiek voor BIT (153031) Vrijdag 27 januari 2006 van 9.00 tot uur

AA_fullcolourC.eps ABN AMRO full-colour for coated paper. Width shield: 20 mm Overlap: 0,05 mm. landeninformatie. Producten Betalen Particulieren

Rekenen met rente en rendement

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Examen Neurale Netwerken (2L490), op woensdag 28 juni 2006, uur.

Voorschriften voor MARS Documentversie 2.52

- 2 - Datum vergadenn Nota openbaar: ľľo 9. Verzoek toepassing regeling Rood voor Rood met gesloten beurs op de locatie Scharlebeltweg 1 te Nijverdal

Onderzoeksmethoden en techieken I

Importeur. Garantie. CS 400 veelzijdige verbruiksmeter. Kenmerken CS 400 CS 400

Eindtoets Model-driven development

Scalair en vectorieel product

Clock Radio AR180D GB 2 NL 12 FR 23 ES 34 DE 45 EL 55

Installatiehandleiding

Enige aspecten van het discretiseren van randvoorwaarden in een elektrisch analogon voor grondwaterstroming

Onderwerp : Vaststellen bestemmingsplan Oud Den Heider 2012

MRKOMNO. káéìï=î~å~ñw. pfabufp=ud. aáöáí~~ä=ê åíöéå hçêíé=ü~åçäéáçáåö= kéçéêä~åçë

STROOMSENSOR BT21i Gebruikershandleiding

Waardeoverdracht. Uw opgebouwde pensioen meenemen naar uw nieuwe pensioenuitvoerder

Bijlage XIII - Bepalingsmethode S-PEIL BEPALINGSMETHODE VAN HET S-PEIL VOORWOORD OPBOUW VAN DE METHODE... 4

Knik en de Eurocode 3

Voorschriften voor MARS Documentversie 2.54

Opgaven bij hoofdstuk 12

Integere programmering voor cyclische personeelsplanning

Energiezuil met drie lege units, hoogte 491 mm Energiezuil met lichtelement en drie lege units, hoogte 769 mm

RESISTIEVE TWEEPOORTEN Lineair en niet-lineair

Systeemhandleiding. GeniaUniversal

1 Rekenen met complexe getallen

aantallen in van de prooiresten gewicht min of meer mogelijk, doch als de gebitsmaten van een groot aantal gevangen dat de gewichtsfaktor

10 zijn ingesloten binnen, het gesloten koelsysteem. Indien evenwel

Heerhugowaard Stad van kansen

MEERJAREN OPBRENGSTEN VO 2013 TOELICHTING

Tentamen vak 4S581, d.d. 13 april 2011 Chemie en Transport in Energie Conversie Processen

INLEIDING FYSISCH-EXPERIMENTELE VAARDIGHEDEN (3A560) , UUR

Bij opwarmen ontstaat een normale isotrope vloeibare. Bij afkoelen van een vloeibaar kristal ontstaat een

VOOR HET SECUNDAIR ONDERWIJS. Correlatie: exploratieve methoden. Werktekst voor de leerling. Prof. dr. Herman Callaert

POLYCYCLISCHE AROMATISCHE KOOLWATERSTOFFEN

Digital Image Processing

D-light light alarm ARW100

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN

anwb.nl/watersport, de site voor watersporters

PARADOXEN 4 Dr. Luc Gheysens

Installatie- en onderhoudshandleiding. Voor de installateur. Installatie- en onderhoudshandleiding. ecotec plus VHR

Kwaliteitsverbetering in spaarbekkens csiot *j

Den Haag, i g. Kenmerk: DGB

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN

Hoofdstuk13: Vermogen in enkelvoudige wisselstroomkringen

Waterdistributie en afvoer

it500 Internet Thermostat GEBRUIKERSHANDLEIDING

Clockradio/CD-player

Ondersteuning en hulp bij leren

Process mining: leuk voor de liefhebber of noodzaak?

Regressie en correlatie

I / I i. Enige Kanttekeningen bij ^Visco-Elastische Respons Modellen en in het bijzonder de jiermanente vervorming /na het verdwijnen van de belasting

Tentamen weerstand en voortstuwing

Cats. Den Haag, ~ '' Kenmerk: DGB

C.P. van Splunter. Grote afwijkingen. Bachelorscriptie, 21 april Scriptiebegeleiders: prof.dr. F. Redig prof.dr. E.A.

'--AANCIBR. e * 'fl. KWrnmm. - AsV'": '' ; KMBI INHOUD: Uitgangstransformatoren voor l.f. versterkers. Smoorspoelen met gelijkstroommagnetisatie.

Tentamen MATERIAALKUNDE I, code

Centraal Bureau voor de Statistiek Keten Economische Statistieken

Systeemhandleiding. GeniaHybrid

Betreft: Standaardstructuren voor wegen met asfalt- en cementbetonverhardingen

Gaswandketel Bosch VRC

lus+ De klachtencommissie en de rol van de vertrouwenspersoon ongewenste omgangsvormen

Logica voor Informatica

11.5 INVLOED WARMTEOVERDRACHT

Looncomponenten Sector besloten busvervoer. Lever deze looncomponenten aan

Regressie en correlatie

TENTAMEN LINEAIRE ALGEBRA 2 maandag 9 januari 2006, Bij elke vraag dient een berekening of motivering worden opgeschreven.

Maatregelenlijst zwembaden. #ovem

Transcriptie:

3 Ladngseffecten treden ten eerste op wanneer een gegeven element ut het systeem de karakterstek van een vorg element beïnvloedt of wjzgt. Op haar beurt kunnen de egenschappen van dt element gewjzgd worden door een volgend element. Een tweede, meer fundamenteel, ladngseffect ontstaat bj de ntroducte van het meetelement n het proces of systeem, waardoor de te meten groothed wjzgt. Dt hoofdstuk bespreekt bede vormen van ladngseffecten. Eerst komen elektrsche schema's aan bod. Daarna wordt het prncpe utgebred naar algemene ladngseffecten. 3.1 Ladngseffecten n Thévenn-equvalent Het theorema van Thévenn geeft aan dat elk netwerk bestaande ut lneare mpedantes en spannngsbronnen vervangen kan worden door een equvalente schakelng bestaande ut een spannngsbron E th en een sere-mpedante Z th zoals aangegeven n fguur 1.9. De bron E th s geljk aan de open-klemmen spannng van het netwerk. De mpedante Z th s geljk aan de totale mpedante van het netwerk met alle spannngsbronnen geljk aan nul. Lnear Netwerk E th Zth Fguur 1.9: Thévenn-equvalent. Aansluten van een belastngweerstand over de utgangsklemmen van het netwerk resulteert n een stroom door : = E th Z th + De spannng over de belastngweerstand s: = = E th Z th + Naarmate >> Z th, zal naar E th evolueren. Om een maxmale spannngsoverdracht te realseren van netwerk naar belastng, moet de lastmpedante veel groter zjn dan de Thévenn-mpedante. Om een maxmale vermogensoverdracht te realseren moet de lastmpedante geljk zjn aan de Thévenn-mpedante. Nemen we als voorbeeld een thermokoppeltemperatuurmetng. De Thévenn-waarden voor het thermokoppel, bj verwaarlozng van de net-lneartet en de referentejuncte, zjn: E th = 40T µv en Z th = 20 Ω met T s de junctetemperatuur. - I.7 -

De thermokoppelspannng dent versterkt te worden. De versterker vormt de belastng voor het thermokoppel en functoneert als spannngsbron voor een ndcator. Fguur 1.10 geeft de algemene schakelng voor een versterker weer als verpoort (2 maal 2 klemmen). N Z n V n AV n Zut Fguur 1.10: Equvalent schema voor een versterker. Typsche waarden voor een versterker zjn: ngangsmpedante Z n = R n = 2.10 6 Ω, open-lus versterkng A = 1000, utgangsmpedante Z ut = R ut = 75Ω. De ndcator s voor te stellen als een zuver ressteve belastng van 10 4 Ω. De schaal van de ndcator s zodang dat een wjzgng van met 1 V met een wjzgng n utlezng van 25 C overeenstemt. De gemeten temperatuur T M s dus 25.. Fguur 1.11 geeft het volledge equvalente schema weer. T Werk. Temp 40 T 1000 V µv 2 n V n 10 M 20 Ω Ω k 75 Ω Ω Thermokoppel Versterker Indcator T M Gemeten Temperatuur Fguur 1.11: Thévenn-equvalent voor temperatuurmeetkrng. Er gelden volgende verbanden: Dt geeft: V n = 40.10 6 2.10 6, en 2.10 6 + 20 T = 1000V 10 4 n T 75 + 10 4 M = 25 T M = 2.10 6 2.10 6 + 20 10 4 T = 0, 9925T 75 + 10 4 Herbj s de factor /Z Th + ngevoegd bj elke nterconnecte van twee elementen om het ladngseffect n rekenng te brengen. De ladngsfout s 0,0075T (onafhankeljk van eventuele andere fouten). Door de juste keuze van de opeenvolgende mpedantes s de ladngsfout n dt voorbeeld klen. Inden deze voorzorgen net genomen worden, kan de ladngsfout echter zeer groot worden. Paragraaf 7.2 geeft nog een voorbeeld van ladngseffecten bj een potentometer. In paragraaf 9.6 komen ook AC-ladngseffecten voor wanneer een LVDT met een zuver Ohmse weerstand belast wordt. De spannngsgevoelghed van de LVDT s sterk afhankeljk van de belastngmpedante. - I.8 -

3.2 Ladngseffecten n Norton-equvalent Het theorema van Norton stelt dat elk netwerk bestaande ut lneare mpedantes en spannngsbronnen, voorgesteld kan worden door een equvalente schakelng bestaande ut een stroombron N n parallel met een mpedante Z N, zoals weergegeven n fguur 1.12. Z N s de mpedante tussen de utgangsklemmen wanneer alle spannngsbronnen herled worden tot nul en vervangen worden door hun nwendge weerstand. N s de stroom de vloet bj kortgesloten utgangsklemmen. Lnear Netwerk N ZN Fguur 1.12: Norton-equvalent Toevoegen van een belastngweerstand tussen de utgangsklemmen van het netwerk, s equvalent aan het plaatsen van een belastngweerstand over de Norton-schakelng. De spannng over de belastng s geljk aan N Z met Z de parallelle mpedante van en Z N : Z = N N Z N + (Ladngseffect bj Norton-equvalent) Inden << Z N, s ongeveer geljk aan N. Om een maxmale stroom doorheen de belastng te bekomen, moet de lastmpedante veel klener zjn dan de Norton-mpedante van het netwerk. Een voorbeeld van een stroombron s een elektronsche verschldrukomvormer welke een utgangsstroomsgnaal, 4 tot 20 ma, geeft proportoneel aan de aangelegde verschldruk, typsch van 0 tot 2.10 4 Pa. Fguur 1.13 toont het equvalent schema voor de omvormer, va een kabel verbonden met een opnametoestel. N 4-20 ma R N 1MΩ R k 2 = 125Ω R k 2 = 125 Ω R o 250Ω V o Verschldrukomvormer Opnemer Fguur 1.13: Typsche stroombron met belastng. De spannng over de totale belastng R k + R o van opnemer en kabel s = N R N (R k + R o ) R N + R k + R o - I.9 -

De verhoudng V o / = R o /(R o +R k ), levert dan als opnemerspannng V o : R N V o = N R o R N + R k + R o Met de gegeven waarden ut fguur 1.13, geeft dt V o = 0,9995 N R o. De opgenomen spannng wjkt dus slechts 0,05% af van de gewenste spannng. Een tweede voorbeeld van de belastng bj een spannngsbron s gegeven n paragraaf 11.2, de pëzo-elektrsche sensoren behandelt. Her treden er belangrjke ladngseffecten op, o.a. ten gevolge van de kabelcapactet. 3.3 Veralgemeende ladngseffecten De vorge paragrafen tonen hoe elektrsche ladngseffecten beschreven kunnen worden door gebruk te maken van twee varabelen: spannng en stroom. Spannng s een voorbeeld van een staande varabele, gemeten tussen twee klemmen. Stroom s een voorbeeld van een lopende varabele. Andere mogeljke paren van staande en lopende varabelen zjn: snelhed - kracht, hoeksnelhed - moment, verschldruk - volumedebet of temperatuurverschl - warmtestroom. Voor elk paar geldt dat het product van bede varabelen het vermogen n Watt voorstelt (opgeslagen of gedsspeerd n het beschouwde element) met utzonderng van de thermsche varabelen waar het product de dmense heeft van Watt. C. Naar analoge van elektrsche systemen bestaan er dus ook mechansche, pneumatsche, hydraulsche of thermsche mpedantes. Voor een volledge beschrjvng wordt verwezen naar appendx B van de cursus Bass-Regeltechnek. We beperken ons her tot het geven van twee voorbeelden, een mechansch en een thermsch. F mp Mechansch systeem λp F s m s k p λs k s Krachtsensor Opnemer R p R o Vo V s Fguur 1.14: Belastng van een mechansch systeem door een krachtsensor. Fguur 1.14 toont een mechansch systeem voorgesteld door een massa, een veer en een demper. De kracht F utgeoefend op het systeem wordt gemeten door een krachtsensor, bestaande ut een - I.10 -

elastsch vervormbaar element verbonden met een potentometer. Het elastsch element kan eveneens voorgesteld worden door een massa-veer-demper systeem. In de evenwchtstoestand waar zowel snelhed als versnellng nul zjn, gelden volgende vergeljkngen voor krachtevenwcht: systeem: F = k p x + F s sensor: F s = k s x De relate tussen gemeten kracht F s en werkeljke kracht F s: F s = k s F = 1 F k s + k p 1 + k p /k s (ladngseffect voor mechansch systeem n evenwcht). Herut bljkt dat de sensorstjfhed ks veel groter moet zjn dan de processtjfhed kp om de ladngsfout n evenwcht tot een mnmum te beperken. Ook voor de dynamsche ladngsfouten kunnen geljkaardge egenschappen afgeled worden. Fguur 1.15 toont een warm lchaam, het thermsch systeem, waarvan een thermokoppelsensor de temperatuur meet. Bj onevenwcht gelden volgende vergeljkngen voor de warmteoverdracht: proces: sensor: m p c p dt p dt m s c s dt s dt = W p W s en W p = A p (T F T p ) λ p = W s en W s = A s λ (T p T s ) met m de massa, c de specfeke warmtecoëffcënt, λ de thermsche weerstand per oppervlakte eenhed en A de oppervlakte (en met verwaarlozng van stralngswarmte). Omgevng T F C T C p W p W s T s E Th T > T >T F p s Warm lchaam Themokoppelsensor Fguur 1.15: Belastng van een thermsch proces door een thermokoppel. m p c p en m s c s zjn thermsche capacteten, λ s /A s en λ p /A p zjn thermsche weerstanden. Het equvalent schema voor proces en thermokoppel s weergegeven n fguur 1.16. De relate tussen omgevngstemperatuur T F en procestemperatuur T p hangt af van de mpedantedeler [ λ p /A p, m p c p ]. De relate tussen procestemperatuur T p en sensortemperatuur T s hangt af van de - I.11 -

mpedantedeler [ λ s /A s, m s c s ]. Het thermokoppel kan op haar beurt voorgesteld worden door een tweepoort met een thermsche ngangspoort en een elektrsche utgangspoort. W p W s λ p λ s A T p A s F T m p c p p m c s s T s 40 T µv 20 Ω naar versterker en opnemer Proces Thermsche poort Thermokoppel Elektrsche poort Fguur 1.16: Equvalent schema voor een thermsch systeem met thermokoppel als verpool of tweepoort. Als beslut herhalen we dat de voorstellng van meetsysteemelementen door netwerken van tweepoorten de stude van ladngseffecten en -fouten tussen proceselementen en van proces naar opnemer mogeljk maakt. - I.12 -