การวัดกำลังไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ การวัดพลังงานกระแสไฟฟ้า เครื่องมือวัดความต้านทานไฟฟ้า ความจุ ค่าความเหนี่ยวนำและความเหนี่ยวนำร่วมกัน

ต่อแบบอนุกรมกับโหลดและต่อขนานกัน ในการกำหนดกำลังไฟฟ้า จำเป็นต้องคูณการอ่านค่าแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

พลังในเครือข่ายมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด กระแสสลับวัดโดยตรงกับ. อุปกรณ์นี้มีคอยล์สองตัว โดยตัวหนึ่ง (กระแส) ต่อแบบอนุกรมกับโหลด ส่วนอีกตัว (คอยล์แรงดัน) ต่อแบบขนาน

รูปที่ 1 แบบแผนสำหรับการเปิดวัตต์มิเตอร์เพื่อวัดพลังงาน กระแสไฟสามเฟส: a - มีโหลดสม่ำเสมอ b - เมื่อเชื่อมต่อเครื่องรับพลังงานกับรูปสามเหลี่ยมและโหลดเฟสสม่ำเสมอ c - ด้วยการโหลดเฟสที่ไม่สม่ำเสมอ

สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าในเครือข่าย AC เฟสเดียวใช้อุปกรณ์องค์ประกอบเดียวของระบบเฟอร์โรไดนามิกของประเภท D307 และอุปกรณ์พกพาประเภท D568 อุปกรณ์มีสองคอยส์ คอยล์แรงดันซึ่งมีจำนวนรอบมากอยู่ภายในคอยล์กระแสคงที่และติดตั้งบนแกน ลูกศรดัชนีของอุปกรณ์ยังติดอยู่ที่แกน ปฏิสัมพันธ์ของกระแสของซีรีส์และขดลวดคู่ขนานสร้างแรงบิดที่หมุนแกนด้วยลูกศร ค่าเบี่ยงเบนของลูกศรเป็นสัดส่วนกับกำลังงานของเครื่องรับ การเปลี่ยนแปลงในทิศทางของกระแส (เช่นเฟส) 180 °ในหนึ่งในขดลวดของวัตต์ทำให้ลูกศรเบี่ยงเบน ฝั่งตรงข้าม. ดังนั้นขั้วของขดลวด (กระแสและแรงดัน) ที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันและเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดเรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแสดงด้วยเครื่องหมายดอกจัน

สำหรับการวัดในวงจรกระแสไฟสามเฟสที่มีโหลดเฟสสม่ำเสมอใช้วัตต์มิเตอร์แบบองค์ประกอบเดียวที่เชื่อมต่อกับเฟสใดเฟสหนึ่งตามวงจรที่แสดงในรูปที่ 1, ก, ข. ในกรณีนี้ การอ่านค่าเครื่องมือจะต้องเพิ่มขึ้นสามเท่า

ต้องเปิดอุปกรณ์เพื่อให้กระแสเฟสไหลผ่านขดลวดแบบอนุกรมและขดลวดขนานเชื่อมต่อกับแรงดันเฟส

ในโหมดโหลดเฟสที่ไม่สม่ำเสมอ กำลังไฟฟ้าในระบบสามสายสามารถวัดได้โดยใช้สองวัตต์ รวมอยู่ในรูปที่ 1 ใน ในกรณีนี้ กำลังไฟฟ้าที่นำมาพิจารณาโดยวัตต์มิเตอร์แต่ละตัวจะเท่ากับ:

เมื่อเพิ่มการอ่านค่าวัตต์มิเตอร์ทั้งสอง:

ดังนั้น กำลังไฟฟ้าในระบบสามเฟสแบบสามสายสามารถวัดได้โดยใช้วัตต์มิเตอร์สองตัวหรือวัตต์มิเตอร์แบบสององค์ประกอบหนึ่งตัว นั่นคืออุปกรณ์ที่ประกอบด้วยวัตต์มิเตอร์แบบเฟสเดียวสองตัวที่ทำงานบนแกนร่วมและอยู่ภายในตัวเรือนเดียว แผนภูมิวงจรรวม wattmeter สามเฟสและวงจรสำหรับเชื่อมต่อกับเครือข่ายผ่านจะแสดงในรูปที่ 2.

ข้าว. 2. แผนผังการเชื่อมต่อ wattmeter กับเครือข่าย (380 V, 50 Hz) พร้อมการวัดกระแสและหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า

ในการวัดกระแสสามเฟสในวงจรสี่สายจะใช้สามวัตต์ซึ่งแต่ละอันจะวัดกำลังงานของหนึ่งเฟส กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานของวงจรถูกกำหนดเป็นผลรวมของการอ่านค่าวัตต์ทั้งหมด

อุตสาหกรรมของเราผลิตวัตต์มิเตอร์แบบพกพาสามเฟสประเภท D85, D542, D124 ฯลฯ และแผง D304, D305, D335, D345, D349, D1503 ฯลฯ บนเรือของการก่อสร้างในประเทศ wattmeters ประเภท D164 และ D174 ได้รับการติดตั้ง

ขดลวดอนุกรมของวัตต์เหล่านี้เชื่อมต่อผ่านหม้อแปลงกระแสด้วย ขดลวดทุติยภูมิสำหรับ 5 A และผ่านหม้อแปลงกระแสกลาง 5 / 0.3 ประเภท I1820 ขดลวดขนานสำหรับแรงดันไฟฟ้า 127 และ 220 V เชื่อมต่อโดยตรงและสำหรับ 380 V - ผ่านหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าวัด 380/127 V; ระดับความแม่นยำ 2.5 อุปกรณ์ดังกล่าวช่วยให้คุณสามารถวัดกำลังไฟฟ้าได้ถึง 4000 กิโลวัตต์

การวัดพลังงาน กระแสไฟฟ้า

เมตรใช้ในการวัดพลังงานของกระแสไฟฟ้าในการกำหนดตัวนับตัวอักษรและตัวเลขหมายถึง: C - ตัวนับ; เอ - พลังงานที่ใช้งาน; อาร์ - พลังงานปฏิกิริยา; O - เฟสเดียว; 3 หรือ 4 - สำหรับเครือข่ายสามหรือสี่สาย ยู - สากล; I - ระบบการวัดการเหนี่ยวนำ; T - รุ่นเขตร้อน; 670, 672 เป็นต้น - ออกแบบ

ควรสังเกตว่าตัวนับสองและสามองค์ประกอบสำหรับการวัดในระบบสามและสี่สายของกระแสสามเฟสมีดิสก์สองตัว

มิเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรง(SA - แอมแปร์-ชั่วโมง, CB - โวลต์-ชั่วโมง, SKVT - กิโลวัตต์-ชั่วโมง) ของระบบอิเล็กโทรไดนามิกและเฟอโรไดนามิกถูกผลิตขึ้นเพื่อการรวมโดยตรงหรือเพื่อรวมเข้ากับชิ้นส่วนเสริม

เรือไม่ได้ติดตั้งมิเตอร์ไฟฟ้าและใช้พลังงานตามปริมาณเฉลี่ยต่อวัน

วัตต์มิเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท - ความถี่ต่ำ (และ DC) ความถี่วิทยุ และออปติคัล ตามวัตถุประสงค์ wattmeters ของช่วงวิทยุแบ่งออกเป็นสองประเภท: กำลังส่ง รวมอยู่ในการแบ่งในสายส่ง และพลังงานดูดซับ เชื่อมต่อกับปลายสายเป็นโหลดที่ตรงกัน ขึ้นอยู่กับวิธีการแปลงการทำงานของข้อมูลการวัดและการส่งออกไปยังผู้ปฏิบัติงาน wattmeters เป็นแบบแอนะล็อก (ระบุและบันทึกด้วยตนเอง) และแบบดิจิตอล

ความถี่ต่ำและ DC wattmeters

วัตต์มิเตอร์ความถี่ต่ำส่วนใหญ่จะใช้ในเครือข่ายพลังงานความถี่อุตสาหกรรมเพื่อวัดการใช้พลังงาน อาจเป็นเฟสเดียวและสามเฟส กลุ่มย่อยที่แยกจากกันคือ varmeters- เครื่องวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ เครื่องมือดิจิทัลมักจะรวมความสามารถในการวัดกำลังงานและกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ

• วัตต์มิเตอร์ความถี่ต่ำแบบแอนะล็อกของระบบอิเล็กโทรไดนามิกหรือเฟอโรไดนามิกมีขดลวดสองตัวในกลไกการวัด ซึ่งหนึ่งในนั้นเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด อีกอันขนานกัน ปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กของขดลวดสร้างแรงบิดที่เบี่ยงเบนลูกศรของอุปกรณ์ตามสัดส่วนกับผลคูณของความแรงของกระแส แรงดัน และโคไซน์หรือไซน์ของความต่างเฟส (สำหรับการวัดพลังงานแอคทีฟหรือรีแอกทีฟตามลำดับ)
  • ตัวอย่าง: Ts301, D8002, D5071
• วัตต์มิเตอร์ความถี่ต่ำแบบดิจิตอลมีเซ็นเซอร์สองตัวเป็นวงจรอินพุต สำหรับกระแสไฟและแรงดันไฟที่เชื่อมต่อตามลำดับแบบอนุกรมและขนานกับโหลด เซ็นเซอร์สามารถใช้กับอุปกรณ์แปลงไฟ เทอร์มิสเตอร์ เทอร์โมคัปเปิล และอื่นๆ ข้อมูลจากเซ็นเซอร์จะถูกส่งผ่าน ADC ไปยังอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ซึ่งในอุปกรณ์ที่ใช้งานและ พลังงานปฏิกิริยาจากนั้นข้อมูลสุดท้ายจะแสดงบนจอแสดงผลดิจิทัลและหากจำเป็น บนอุปกรณ์ภายนอก (สำหรับการจัดเก็บ พิมพ์ข้อมูล ฯลฯ)
  • ตัวอย่าง: MI 2010A, SR3010, SHV02

เครื่องวัดกำลังวัตต์ดูดซับพลังงาน RF

wattmeters พลังงานที่ดูดซับสร้างกลุ่มย่อย wattmeters วิทยุขนาดใหญ่มากและใช้กันอย่างแพร่หลาย การแบ่งสปีชีส์ของกลุ่มย่อยนี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการใช้ทรานสดิวเซอร์หลักประเภทต่างๆ (หัวรับ) เป็นหลัก วัตต์มิเตอร์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดใช้ทรานสดิวเซอร์แบบเทอร์มิสเตอร์ เทอร์โมคัปเปิล และเครื่องตรวจจับพีค น้อยกว่ามากในงานทดลองใช้เซ็นเซอร์ตามหลักการอื่น - Pondemotor, galvanomagnetic ฯลฯ เมื่อทำงานกับวัตต์มิเตอร์แบบดูดกลืน ควรจำไว้ว่าเนื่องจากการจับคู่อิมพีแดนซ์อินพุตของหัวรับกับอิมพีแดนซ์คลื่นของสายไม่เข้ากัน พลังงานส่วนหนึ่งจะสะท้อนออกมา และวัตต์มิเตอร์วัดจริงไม่ใช่กำลังตก แต่พลังดูดซับซึ่งต่างจากพลังตกกระทบเป็นจำนวนเท่ากับ เค พี ×พี แพด, ที่ไหน เค พี- ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนกำลัง

• เทอร์มิสเตอร์ (โบโลเมตริก) วัตต์มิเตอร์ประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์รับสัญญาณที่มีเทอร์มิสเตอร์ (หรือโบโลมิเตอร์) และสะพานวัดที่มีแหล่งกำเนิดกระแสสลับความถี่ต่ำเพื่อให้ความร้อนแก่เทอร์มิสเตอร์ หลักการทำงานของตัวแปลงเทอร์มิสเตอร์คือการพึ่งพาความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์กับอุณหภูมิความร้อนซึ่งจะขึ้นอยู่กับการกระจายพลังงานของสัญญาณที่ใช้กับมัน การวัดทำได้โดยการเปรียบเทียบกำลังของสัญญาณที่วัดได้ ซึ่งกระจายไปในเทอร์มิสเตอร์และให้ความร้อนกับพลังงานของกระแสความถี่ต่ำ ทำให้เกิดความร้อนเท่ากันของเทอร์มิสเตอร์ ระหว่างวัด พลังงานเต็มกระจายบนเทอร์มิสเตอร์ (เมื่อมีการใช้สัญญาณที่วัดได้และกระแสความร้อนพร้อมกัน) และด้วยเหตุนี้ ความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จึงยังคงเหมือนเดิมโดยใช้สะพานวัดซึ่งมีความสมดุลโดยการเปลี่ยนแปลงของกระแสความร้อน ในรุ่นแรกของเทอร์มิสเตอร์ wattmeters การปรับสมดุลดำเนินการด้วยตนเองใน wattmeters ที่ทันสมัยการปรับสมดุลจะเป็นไปโดยอัตโนมัติการอ่านจะแสดงในรูปแบบดิจิทัล ข้อเสียของวัตต์เทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์รวมถึงช่วงไดนามิกขนาดเล็ก - กำลังการกระจายสูงสุดคือหลายมิลลิวัตต์ ข้อ จำกัด นี้เอาชนะได้โดยใช้ตัวลดทอนที่แบ่งกำลัง แต่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติม
  • ตัวอย่าง: M3-22A, M3-28

• วัตต์มิเตอร์วัดความร้อนแตกต่างจากเทอร์มิสเตอร์ตรงที่โหลดแยกกันใช้เพื่อดูดซับพลังงานที่วัดได้ ซึ่งความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังตัวแปลงเทอร์มิสเตอร์ผ่านสื่อการทำงาน - น้ำกลั่นหรือของเหลวพิเศษ ตัวกลางที่เป็นของเหลวจะไหลเวียนที่อัตราการไหลที่กำหนดอย่างเคร่งครัด โดยจะล้างโหลดอินพุต ตัวแปลง และตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อระบายความร้อน
  • ตัวอย่าง: M3-13, MK3-68, MK3-70

• วัตต์มิเตอร์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกใช้เทอร์โมคัปเปิล (หรือบล็อกของเทอร์โมคัปเปิล) ที่ให้ความร้อนโดยตรงหรือโดยอ้อมเป็นตัวแปลงหลัก ในระหว่างการวัด จุดต่อร้อนของเทอร์โมคัปเปิลจะร้อนขึ้นภายใต้อิทธิพลของกำลังไฟฟ้าเข้าของสัญญาณที่วัดได้ และเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าทางความร้อน ข้อมูลการวัดในรูปของสัญญาณ DC จะถูกป้อนเข้า หน่วยอิเล็กทรอนิกส์(อนาล็อกหรือดิจิตอล) ซึ่งประมวลผลและป้อนไปยังอุปกรณ์บ่งชี้
  • ตัวอย่าง: M3-51, M3-56, M3-93

• Wattmeters พร้อมเครื่องตรวจจับจุดสูงสุดนั้นเรียบง่ายในการออกแบบซึ่งแตกต่างจาก wattmeters ประเภทอื่น ๆ พวกเขาสามารถวัดได้ไม่เพียง แต่กำลังของสัญญาณต่อเนื่องเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกำลังสูงสุดของพัลส์วิทยุด้วยเนื่องจากความแม่นยำในการวัดต่ำ ปัจจุบันไม่ค่อยได้ใช้ ตามหลักการทำงาน wattmeter ดังกล่าวเป็นโวลต์มิเตอร์แบบเรียงกระแส AC ที่มีโหลดอินพุตที่มีความต้านทานเท่ากับความต้านทานคลื่นของสายเคเบิลและมีอุปกรณ์การรายงานที่ปรับเทียบค่าพลังงาน
  • ตัวอย่าง: M3-3A, M3-5A

Wattmeters ของกำลังส่งของช่วงวิทยุ

ในการส่งกำลังไฟฟ้า wattmeter ในฐานะตัวแปลงหลัก มักจะใช้ไดเรคชั่นนอลคัปเปิ้ล ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้พลังงานเพียงเล็กน้อยถูกแยกออกจากเส้นทางการส่งสัญญาณหลัก ส่วนที่ดึงออกมาของพลังงานจะถูกป้อนไปยังคอนเวอร์เตอร์รอง เช่น เครื่องตรวจจับหรือหัวเทอร์มิสเตอร์ จากตำแหน่งที่สัญญาณข้อมูลการวัดถูกป้อนไปยังคอนเวอร์เตอร์การทำงาน และเพิ่มเติมไปยังอุปกรณ์บ่งชี้ ค่อนข้าง ความถี่ต่ำ(ในช่วง LW และ MW) การใช้ไดเรคชั่นนอลคัปเปิลนั้นทำได้ยาก ในกรณีนี้ เซ็นเซอร์กระแสและแรงดันในสายสามารถใช้เป็นคอนเวอร์เตอร์หลักได้ ข้อมูลการวัดซึ่งจะถูกประมวลผลเพิ่มเติมในคอนเวอร์เตอร์ฟังก์ชัน (การคูณของ ค่าที่คำนึงถึงความแตกต่างของเฟส) เซ็นเซอร์สามารถเป็นเช่นหม้อแปลงแรงดันและหม้อแปลงกระแส วิธีการวัดนี้มักใช้ในอุปกรณ์พิเศษเพื่อควบคุมกำลังส่งไปยังเสาอากาศโดยเครื่องส่งวิทยุ ที่ความถี่ไมโครเวฟ ในเส้นทางท่อนำคลื่น เพื่อวัดกำลังส่ง สามารถใช้วิธี Pondemotor หรือเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งในผนังท่อนำคลื่น - เทอร์มิสเตอร์ เทอร์โมอิเล็กทริก แม่เหล็กไฟฟ้า ได้

• ตัวอย่าง: M2-23, M2-32, NAS

วัตต์มิเตอร์ออปติคอล

• ตัวอย่าง: OMK3-69, OM3-65

ชื่อและตำแหน่ง

• ชื่อสปีชีส์
  • เครื่องวัดพลังงาน- อีกชื่อหนึ่งสำหรับวิทยุและออปติคัล wattmeters
  • กิโลวัตต์มิเตอร์- อุปกรณ์วัดกำลังไฟฟ้าขนาดใหญ่ (หน่วยหลายร้อยกิโลวัตต์
  • มิลลิวัตต์มิเตอร์- อุปกรณ์วัดกำลังไฟฟ้าขนาดเล็ก (น้อยกว่า 1 วัตต์)
  • Varmeter- อุปกรณ์สำหรับวัดกำลังปฏิกิริยา
  • วัตต์มิเตอร์- อุปกรณ์ที่ให้คุณวัดพลังงานแอคทีฟและรีแอกทีฟ
• ในการกำหนดประเภทของวัตต์มิเตอร์ไฟฟ้า (ความถี่ต่ำ) ระบบการกำหนดอุตสาหกรรมนั้นถูกใช้ตามธรรมเนียมซึ่งอุปกรณ์จะถูกทำเครื่องหมายขึ้นอยู่กับระบบ (หลักการทำงานพื้นฐาน)
  • ดี xx - อุปกรณ์ของระบบอิเล็กโทรไดนามิก
  • คхх - อุปกรณ์ระบบวงจรเรียงกระแส
  • F xx, SCH xx - อุปกรณ์ระบบอิเล็กทรอนิกส์
  • ชมхх - อุปกรณ์บันทึกตัวเอง
• Wattmeters ของวิทยุและช่วงแสงมีการทำเครื่องหมายตาม GOST 15094
  • M1-xx - วัตต์มิเตอร์อ้างอิงที่มีความแม่นยำสูง
  • M2- xx, PM2- xx - wattmeters ของกำลังส่ง (ช่วงวิทยุ)
  • M3- xx, PM3- xx - วัตต์มิเตอร์ของกำลังดูดกลืน (ช่วงวิทยุ)
  • M5- xx - รับตัวแปลงสัญญาณ (หัว) ของวัตต์
  • OM3-хх - วัตต์มิเตอร์แบบออปติคัลของพลังงานที่ดูดซับ

ลักษณะการทำให้เป็นมาตรฐานหลัก

• ช่วงการวัด
• ข้อผิดพลาดในการวัดที่อนุญาต (สำหรับ e.-meas. - ระดับความแม่นยำ)
• VSWR ที่อนุญาต - สำหรับวัตต์วิทยุ

วรรณกรรมและเอกสาร

วรรณกรรม

• คู่มือเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า; เอ็ด. K. K. Ilyunina - L.: Energoatomizdat,
• คู่มือเครื่องมือวัดวิทยุ: ใน 3 ตัน; เอ็ด. V. S. Nasonova - M .: Sov. วิทยุ,
• เมซดา เอฟ เครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์และวิธีการวัด- ม.: มีร์,
• คู่มืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: ใน 2 ตัน; เอ็ด. DP Linde - M.: พลังงาน,

เอกสารกฎเกณฑ์และทางเทคนิค

• GOST 8476-78 วัตต์มิเตอร์และวาร์มิเตอร์ ข้อกำหนดทั่วไป
• GOST 8476-93 แอนะล็อกที่ทำหน้าที่โดยตรงเพื่อระบุเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าและชิ้นส่วนเสริมสำหรับพวกเขา ส่วนที่ 3: ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับ wattmeters และ varmeters
• GOST 8.392-80 ระบบสถานะเพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของการวัด วัตต์มิเตอร์ไมโครเวฟกำลังต่ำและทรานสดิวเซอร์สำหรับการวัดเบื้องต้นในช่วงความถี่ 0.03-78.33 GHz วิธีการและวิธีการตรวจสอบ
• GOST 8.397-80 ระบบสถานะเพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของการวัด Waveguide ชีพจรวัตต์พลังงานต่ำในช่วงความถี่ 5.64-37.5 GHz วิธีการและวิธีการตรวจสอบ
• GOST 8.497-83 ระบบสถานะเพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของการวัด แอมมิเตอร์, โวลต์มิเตอร์, วัตต์มิเตอร์, วาร์มิเตอร์ ขั้นตอนการตรวจสอบ
• GOST 8.569-2000 ระบบสถานะเพื่อให้มั่นใจในความสม่ำเสมอของการวัด วัตต์มิเตอร์ไมโครเวฟกำลังต่ำในช่วงความถี่ 0.02-178.6 GHz วิธีการตรวจสอบและสอบเทียบ
• IEC 61315(1995) การสอบเทียบมิเตอร์ไฟฟ้า (วัตต์) ของแหล่งกำเนิดไฟเบอร์ออปติก