개념 한 쪽
소방설비산업기사(전기) 전기계측기기의 구조 및 원리 — 지시값과 측정법
계기는 어떻게 움직이고 무엇을 눈금으로 보여 주는지가 따로 정해져 있다. 계기 종류별 지시값, 흔들림을 읽는 방법과 영점을 맞추는 방법, 열전 현상의 구분, 전압 전용 계기의 한계를 정리한다.
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뜻
가동코일형 계기는 전류에 비례하는 힘으로 움직이고, 지침이 평균 위치에서 멈추므로 지시값이 평균값이다. 직류 전용이어서 교류를 혼자 넣으면 지침이 서지 않는다. 실효값을 지시하는 계기는 가동철심형이나 전열형 쪽이다.
정류기형 계기는 구조가 다르다. 가동코일 계기에 정류기를 붙여 평균값에 비례해 움직이지만, 눈금은 정현파의 실효값으로 매겨져 있다. 평균값에 1.11을 곱한 값을 눈금으로 읽는 셈이다. 움직이는 원리와 눈금에 적힌 값을 구별해야 한다.
측정법은 지침을 어떻게 다루는지로 갈린다. 지침이 흔들린 값을 그대로 읽는 것이 편위법이고, 지침을 영점에 맞추어 측정하는 것이 영위법이다. 보상법과 치환법은 표준기와 견주거나 바꾸어 넣는 정밀 측정법이라 흔들림 읽기와는 다르다.
열전 현상은 조건에 따라 이름이 달라진다. 온도차가 있는 하나의 도체에 전류를 흘려 발열이나 흡열이 생기는 것이 톰슨 효과다. 온도차로 기전력이 생기는 것은 제벡 효과이고, 서로 다른 금속의 접점에서 발열이나 흡열이 생기는 것은 펠티에 효과다. 한 도체 안에서 일어나는지, 두 금속의 접점인지, 기전력이 생기는지로 나눈다.
정전형 계기는 정전기력으로 동작하므로 고전압을 재는 전압 전용 계기다. 전류를 재는 데에는 쓸 수 없다. 가동코일형은 직류 전류, 가동철편형과 열전대형은 직류와 교류 전류 측정에 쓰인다.
서보전동기는 계측과 제어에 쓰이는 작은 전동기다. 직류용과 교류용이 모두 있고, 낮은 속도에서도 원활하게 돌며, 급가속과 급감속, 정역전이 쉽다. 교류용만 있다고 단정하면 종류를 좁게 본 설명이 된다.
예제
선지 판단은 가동코일형 계기의 지시값을 평균값으로 읽는지, 정류기형 계기의 눈금을 정현파 실효값으로 아는지, 흔들림 읽기를 편위법으로 구분하는지, 영점에 맞추는 방법을 영위법으로 보는지, 한 도체 내부의 발열·흡열을 톰슨 효과로 잡는지, 정전형 계기를 전압 전용으로 아는지, 서보전동기에 직류용과 교류용이 모두 있다고 보는지에서 갈린다.
자주 묻는 물음
- 정류기형 계기는 무엇을 지시하나요?
- 평균값에 비례해 움직이지만 눈금은 정현파 실효값으로 매겨져 있어 실효값을 읽게 됩니다.
- 편위법과 영위법은 어떻게 다른가요?
- 편위법은 지침이 흔들린 값을 그대로 읽는 방법이고, 영위법은 지침을 영점에 맞추어 측정하는 방법입니다.
- 톰슨 효과와 펠티에 효과는 어떻게 구별하나요?
- 톰슨 효과는 온도 구배가 있는 하나의 도체 안에서 일어나고, 펠티에 효과는 서로 다른 금속의 접점에서 일어납니다.
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