Meetsystemen

Meetsystemen: Algemene principes
Ladingseffecten in meetsystemen
3 Ladingseffecten in meetsystemen
Ladingseffecten treden ten eerste op wanneer een gegeven element uit het systeem de
karakteristiek van een vorig element beïnvloedt of wijzigt. Op haar beurt kunnen de
eigenschappen van dit element gewijzigd worden door een volgend element. Een tweede, meer
fundamenteel, ladingseffect ontstaat bij de introductie van het meetelement in het proces of
systeem, waardoor de te meten grootheid wijzigt.
Dit hoofdstuk bespreekt beide vormen van ladingseffecten. Eerst komen elektrische schema's aan
bod. Daarna wordt het principe uitgebreid naar algemene ladingseffecten.
3.1 Ladingseffecten in Thévenin-equivalent
Het theorema van Thévenin geeft aan dat elk netwerk bestaande uit lineaire impedanties en
spanningsbronnen vervangen kan worden door een equivalente schakeling bestaande uit een
spanningsbron E th
en een serie-impedantie Z th
zoals aangegeven in figuur 1.9. De bron E th
is
gelijk aan de open-klemmen spanning van het netwerk. De impedantie Z th
is gelijk aan de totale
impedantie van het netwerk met alle spanningsbronnen gelijk aan nul.
i
i
Lineair Netwerk
Z L
E th
Z L V L
Zth
Figuur 1.9: Thévenin-equivalent.
Aansluiten van een belastingweerstand Z L
over de uitgangsklemmen van het netwerk resulteert in
een stroom i door Z L
:
i =
E th
Z th + Z L
De spanning V L
over de belastingweerstand is:
Z L
V L = iZ L = E th
Z th + Z L
Naarmate Z L
>> Z th
, zal V L
naar E th
evolueren. Om een maximale spanningsoverdracht te
realiseren van netwerk naar belasting, moet de lastimpedantie veel groter zijn dan de
Thévenin-impedantie. Om een maximale vermogensoverdracht te realiseren moet de
lastimpedantie gelijk zijn aan de Thévenin-impedantie.
Nemen we als voorbeeld een thermokoppeltemperatuurmeting. De Thévenin-waarden voor het
thermokoppel, bij verwaarlozing van de niet-lineariteit en de referentiejunctie, zijn:
E th
= 40T µV en Z th
= 20 Ω met T is de junctietemperatuur.
__________ - I.7 -
Johan Baeten