การวัดพลังงานปฏิกิริยาและพลังงาน การวัดกำลังและพลังงาน การวัดปริมาณไฟฟ้า

9. การวัดกำลังไฟฟ้า

การวัดกำลังไฟฟ้าในทางวิศวกรรมวิทยุเชิงปฏิบัตินั้นใช้ในช่วงความถี่ทั้งหมด - จาก กระแสตรงสูงสุดมิลลิเมตรและความยาวคลื่นสั้นลง จำเป็นต้องวัดระดับพลังงานในช่วงกว้างมากตั้งแต่ 10-18 ถึง 108 วัตต์

ที่ ปีที่แล้วในการวัดพร้อมกับหน่วยสัมบูรณ์ (วัตต์ มิลลิวัตต์ ฯลฯ ) หน่วยกำลังสัมพัทธ์ (ลอการิทึม) (เดซิเบล) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย โปรดทราบว่าหน่วยการวัดสัมพัทธ์มีข้อดีที่สำคัญหลายประการและใช้ในการประเมินพลังของวิทยุ แหล่งสัญญาณ ระดับการขยายหรือการลดทอน ความไวของอุปกรณ์รับ ข้อผิดพลาดในการวัด ฯลฯ

ความสำเร็จในด้านฟิสิกส์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และเทคโนโลยีดิจิทัลโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ได้เปิดโอกาสใหม่ๆ ในการแก้ปัญหาการวัดกำลัง ซึ่งทำให้ขั้นตอนการวัดเป็นไปโดยอัตโนมัติและดำเนินการแบบโต้ตอบได้

9.1. ข้อมูลทั่วไป

ยังไง ปริมาณทางกายภาพพลังงานไฟฟ้ากำหนดโดยงานที่ทำโดยแหล่งกำเนิดไฟฟ้า สนามแม่เหล็กต่อหน่วยของเวลา มิติ พลังงานไฟฟ้าเขียนได้ดังนี้ จูล/วินาที = วัตต์

การวัดกำลังไฟฟ้าในช่วงความถี่ต่างๆ มีคุณสมบัติบางอย่าง เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าที่มีความถี่อุตสาหกรรมพร้อมด้วยเครื่องวัดพลังงานเป็นพื้นฐานของระบบวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้าในปัจจุบัน พลังงานไฟฟ้าในเศรษฐกิจของประเทศ การวัดกำลังบน กระแสตรงและในช่วงของเสียงและความถี่สูงก็มีความสำคัญจำกัดเช่นกัน เนื่องจากที่ความถี่สูงถึงหลายสิบเมกะเฮิรตซ์ มักจะสะดวกกว่าในการวัดแรงดันไฟ กระแส และการเลื่อนเฟส และเพื่อกำหนดกำลังโดยการคำนวณ ที่ความถี่สูงกว่า 300 MHz เนื่องจากลักษณะของคลื่นของกระบวนการ ค่าของแรงดันและกระแสจะสูญเสียความชัดเจนและผลการวัดจะเริ่มขึ้นกับตำแหน่งที่เชื่อมต่ออุปกรณ์ ในขณะเดียวกัน กระแสไฟที่ไหลผ่านหน้าตัดใดๆ ของสายส่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเสมอ ด้วยเหตุนี้ กำลังจึงกลายเป็นพารามิเตอร์หลักที่กำหนดโหมดการทำงานของอุปกรณ์ไมโครเวฟ

แอ็คทีฟ (ดูดซับโดยวงจรไฟฟ้า) กำลังของเฟสเดียว กระแสสลับกำหนดเป็น

P = UIcosφ , (9.1)

โดยที่ U, I - รูตหมายถึงค่ากำลังสองของแรงดันและกระแส φ คือการเปลี่ยนเฟสระหว่างค่าแรงดันและกระแสในทันที

ถ้าโหลด Rn in วงจรไฟฟ้าใช้งานอย่างหมดจด (φ = 0) จากนั้นไฟ AC

P = UI = I2 Rн = U2 / Rн, (9.2)

สำหรับสัญญาณรูปคลื่นตามอำเภอใจที่มีโครงสร้างเป็นคาบ สามารถประมาณกำลังไฟฟ้าได้โดยใช้อนุกรมฟูริเยร์:

P = U0 I0 + U1 I1cosφ1 + U2 I2cosφ2 + … + Un Incosφn , (9.3)

โดยที่ U0, I0 เป็นส่วนประกอบคงที่ Un,In คือค่า root-mean-square ของแรงดันและฮาร์โมนิกกระแส φnคือการเลื่อนเฟสระหว่างฮาร์โมนิกของแรงดัน Un และกระแส In

พลังงานไฟฟ้ากระแสสลับสามารถวัดได้โดยตรงโดยใช้เครื่องมือพิเศษ - วัตต์มิเตอร์หรือทางอ้อมโดยการวัดปริมาณที่รวมอยู่ในอัตราส่วนข้างต้น หลักการทำงานของวัตต์ขึ้นอยู่กับการดำเนินการคูณ ใช้อุปกรณ์การคูณทางตรงและทางอ้อม ตัวอย่างของอุปกรณ์คูณโดยตรงคือกลไกการวัดวัตต์ของระบบอิเล็กโทรไดนามิก การคูณโดยตรงของแรงดันและกระแสสามารถทำได้โดยใช้ตัวแปลงฮอลล์หรือวงจรทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ภาคสนามพิเศษ ฯลฯ

ในอุปกรณ์การคูณทางอ้อม ผลคูณของปริมาณถูกพบจากการใช้การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ เช่น การบวก (การลบ) การยกกำลัง ลอการิทึม การรวม ฯลฯ ตัวคูณอินทิกรัลแบบแอนะล็อกถูกใช้เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ วัตต์มิเตอร์สมัยใหม่สำหรับความถี่ 1 ... 10 MHz สร้างขึ้นบนพื้นฐานของตัวคูณอินทิกรัลโดยใช้ตัวแปลงความร้อน

554kb.25.11.2011 13:50

1.doc

มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซา

ภาควิชามาตรวิทยาและระบบคุณภาพ
บทคัดย่อ

ในหัวข้อ: "การวัดกำลังและพลังงาน"

เสร็จสมบูรณ์โดย: นักเรียน gr.08-pts1

แอสตาเฟียวา ดีโอ
รับ: ปริญญาเอก, รองศาสตราจารย์

ซาโฟรโนว่า เค.วี.
Penza 2010

วางแผน
1. บทนำ.

• 
  วิธีการใช้เครื่องมือเดียว

• 
  วิธีการสองเครื่องมือ

• 
  วิธีการสามเครื่องมือ

• 
  การวัดกำลังไฟฟ้าด้วยวัตต์มิเตอร์วงจรเรียงกระแสแบบอิเล็กทรอนิกส์

• 
  การวัดกำลังไฟฟ้าด้วยวัตต์มิเตอร์แบบเทอร์โมอิเล็กทริก

• 
  การวัดกำลังไฟฟ้าด้วยวัตต์มิเตอร์แบบฮอลล์ทรานสดิวเซอร์

• 
  การวัดกำลังด้วยออสซิลโลสโคป

• 
  การวัดด้วยวัตต์มิเตอร์ดิจิตอล

7. รายการอ้างอิง

1. บทนำ.
ปัจจุบันจำเป็นต้องวัดกำลังและพลังงานของกระแสตรง กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานและพลังงานของกระแสสลับเฟสเดียวและสามเฟส กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟและพลังงานของกระแสสลับสามเฟส ค่าพลังงานทันที รวมทั้งปริมาณไฟฟ้าในช่วงกว้างมาก ดังนั้นกำลังของกระแสสลับโดยตรงและเฟสเดียวจึงวัดได้ในช่วง 10-18 ถึง 10 10 W และขีด จำกัด ล่างหมายถึงพลังของกระแสสลับความถี่สูงของอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุ ความแม่นยำในการวัดพลังงาน DC และ AC ที่ต้องการนั้นแตกต่างกันไปตามช่วงความถี่ที่ต่างกัน สำหรับเฟสเดียวโดยตรงและสลับและ กระแสไฟสามเฟสข้อผิดพลาดความถี่อุตสาหกรรมควรอยู่ภายใน± (0.01-0.1)%; ที่มากกว่า ความถี่สูงข้อผิดพลาดอาจสูงกว่า± (1-5%)

การวัดอีกครั้ง พลังที่ใช้งานมีความสำคัญในทางปฏิบัติสำหรับผู้ใช้ไฟฟ้ารายใหญ่เท่านั้นซึ่งขับเคลื่อนด้วยกระแสสลับสามเฟสเสมอ ขีด จำกัด การวัดที่ต่ำกว่า พลังงานปฏิกิริยากระแสสลับสามเฟสอยู่ที่ระดับหลาย var และขีดจำกัดบนอยู่ที่ประมาณ 10 6 var ข้อผิดพลาดในการวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟควรอยู่ภายใน± (0.1-0.5) %.

ช่วงการวัดพลังงานไฟฟ้ากำหนดโดยช่วงของกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ (สูงสุด) สำหรับพลังงานที่ใช้โดยอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ขีดจำกัดล่างของช่วงการวัดกระแสจะอยู่ที่ประมาณ 10 - 9 A และแรงดันไฟฟ้าคือ 10 - 6 V อย่างไรก็ตาม ไม่มีเครื่องมือวัดสำหรับวัดพลังงานต่ำและพลังงานเพียงเล็กน้อยโดยตรง ค่าจะถูกกำหนดโดยวิธีทางอ้อม (เช่น กำหนดกำลังและเวลา) ขีด จำกัด สูงสุดของช่วงการวัดปัจจุบันถึง 10 4 A และแรงดันไฟฟ้า - 10 6 V ข้อผิดพลาดที่อนุญาตในการวัดพลังงานควรอยู่ภายใน± (0.1 - 2.5)%

การวัด พลังงานปฏิกิริยาจำเป็นสำหรับวงจรสามเฟสอุตสาหกรรมเท่านั้น ดังนั้น ขีดจำกัดล่างของช่วงการวัดกระแสในกรณีนี้อยู่ที่ระดับ 1 A และแรงดันไฟฟ้าคือ 100 V ขีดจำกัดบนของช่วงการวัดกระแสสำหรับการวัดพลังงานโดยตรงคือ 50 A และแรงดันคือ 380 V ข้อผิดพลาดที่อนุญาตของการวัดพลังงานปฏิกิริยาควรอยู่ที่ระดับ ±( 1-2.5)% .

ในช่วงกว้างนั้นจำเป็นต้องวัดปริมาณไฟฟ้าด้วย: ตั้งแต่การวัดปริมาณไฟฟ้าในพัลส์กระแสไฟระยะสั้น (สองสามมิลลิคูลอมบ์) ไปจนถึงการวัดปริมาณไฟฟ้าที่ไหลเป็นเวลานาน (สูงถึง 10 C) . ข้อผิดพลาดที่อนุญาตในการวัดปริมาณไฟฟ้าควรอยู่ภายใน ± (0.1-5)%

ช่วงการวัดกำลัง พลังงาน ปริมาณไฟฟ้า และข้อผิดพลาดที่น้อยที่สุดที่ทำได้โดยใช้ วิธีการที่ทันสมัยการวัดที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมในประเทศแสดงไว้ในตารางที่ 1

โต๊ะ 1

ค่าที่วัดได้	หน่วย	ช่วงการวัด	ทำได้ น้อยที่สุด ข้อผิดพลาด, %
พลัง: กระแสตรง	อ.	0,9 – 2,4 * 10	±0.02
AC เฟสเดียว	บี*เอ	2 * 10 - 8 * 10	±0.1
AC สามเฟส	บี*เอ	40 – 3,5 * 10	±0.1
กระแสปฏิกิริยาสามเฟส	var	40 – 8 * 10	±0.5
พลังงาน: กระแสตรง	กิโลวัตต์*ชั่วโมง	ฉัน = 5÷1000 A ยู =6÷3000V	±1.0
AC เฟสเดียว	กิโลวัตต์*ชั่วโมง	ผม= 1÷1000A U=110÷380 V	±2.0
กระแสไฟสามเฟส (วงจรสามสาย)	kV*h	ผม= 1÷50 A U=100÷380V	±0.5
กระแสไฟสามเฟส (วงจรสี่สาย)	กิโลวัตต์*ชั่วโมง	ผม= 1÷50 A U=100÷380V	±1.0
ปฏิกิริยาสามเฟสปัจจุบัน	kvar*h	ผม= 1÷50 A U=100÷380V	±1.5

บันทึก. ฉันและยู- จัดอันดับปัจจุบันและความตึงเครียด
2. การวัดกำลังและพลังงานของ DC และ AC กระแสไฟเฟสเดียว.
wattmeters อิเล็กโทรไดนามิกและเฟอโรไดนามิกใช้เพื่อวัดกำลังในวงจรกระแสตรงและกระแสสลับแบบเฟสเดียว

สำหรับการวัดพลังงาน DC และ AC ที่แม่นยำในอุตสาหกรรมและ เพิ่มความถี่(สูงถึง 5,000 Hz) ผลิตวัตต์ไฟฟ้าไดนามิกในรูปแบบของอุปกรณ์พกพาที่มีคลาสความแม่นยำ 0.1-0.5

สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าในสภาวะการผลิตในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่คงที่ระดับอุตสาหกรรมหรือสูงกว่า (400, 500 Hz) จะใช้วัตต์มิเตอร์แบบชิลด์เฟอโรไดนามิกที่มีระดับความแม่นยำ 1.5-2.5

วัตต์มิเตอร์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกและอิเล็กทรอนิกส์ใช้เพื่อวัดกำลังไฟฟ้าที่ความถี่สูง

เมื่อวัดกำลังต่ำที่ความถี่ไมโครเวฟ สามารถใช้อิเล็กโทรมิเตอร์ได้

สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าที่กระแสและแรงดันไฟฟ้าสูง wattmeters มักจะเชื่อมต่อผ่านการวัดกระแสและหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังใช้วิธีทางอ้อมสำหรับการวัดกำลังของกระแสสลับโดยตรงและเฟสเดียว สามารถกำหนดพลังงาน DC ได้โดยใช้สองเครื่องมือ: แอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ และสามารถกำหนดกำลังไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียวได้โดยใช้เครื่องมือสามตัว: แอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ และเฟสมิเตอร์ (หรือมิเตอร์ตัวประกอบกำลัง) ด้วยรูปแบบที่แตกต่างกันสำหรับการเปิดอุปกรณ์ ค่าของข้อผิดพลาดของระเบียบวิธีในการวัดพลังงานจึงแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความต้านทานของอุปกรณ์และโหลด (คล้ายกับข้อผิดพลาดของวัตต์) ด้วยการวัดกำลังทางอ้อม จำเป็นต้องอ่านอุปกรณ์สองหรือสามเครื่องพร้อมกัน นอกจากนี้ ยังลดความแม่นยำในการวัดเนื่องจากผลรวมของข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัด ตัวอย่างเช่น การวัดโดยตรงของพลังงานของกระแสสลับเฟสเดียวสามารถทำได้โดยมีข้อผิดพลาดน้อยที่สุดคือ ±0.1% (ดูตารางที่ 1) ในขณะที่การวัดกำลังทางอ้อม เฉพาะตัวประกอบกำลังเท่านั้นที่สามารถวัดได้โดยมีข้อผิดพลาดน้อยที่สุด ±0.5% ดังนั้น ความคลาดเคลื่อนทั้งหมดจะเกิน ±0.5%

บางครั้งใช้วัดกระแสไฟ AC ออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อตรวจสอบพลังของการสูญเสียฮิสเทรีซิสในวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก ในกรณีนี้ พื้นที่ของวงฮิสเทรีซิสจะกลายเป็นสัดส่วนกับกำลังการสูญเสีย

การวัดพลังงาน DC ดำเนินการโดยใช้มิเตอร์ DC

พลังงานของกระแสสลับเฟสเดียววัดโดยมิเตอร์เหนี่ยวนำพลังงานไฟฟ้า

พลังงานไฟฟ้ายังสามารถวัดได้โดยใช้มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ มิเตอร์ดังกล่าวมีลักษณะทางมาตรวิทยาที่ดีกว่าและมีความน่าเชื่อถือมากกว่า และเป็นวิธีการวัดพลังงานไฟฟ้าที่มีแนวโน้มดี

ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียว การวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟและพลังงานมักจะดำเนินการในการศึกษาในห้องปฏิบัติการเท่านั้น ในกรณีนี้ พลังงานปฏิกิริยาจะเข้าใจว่าเป็น

. พลังงานปฏิกิริยา วงจรเฟสเดียวสามารถวัดได้ทั้งโดยใช้เครื่องมือสามตัว (วิธีทางอ้อม) และด้วย wattmeter พิเศษที่มีวงจรวงจรคู่ขนานที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้เฟสกะระหว่างเวกเตอร์กระแสและแรงดันของวงจรนี้เท่ากับ 90 °

3. การวัดกำลังงานและพลังงานใน วงจรสามเฟส.
ในระบบสามเฟสโดยไม่คำนึงถึงรูปแบบการเชื่อมต่อโหลด (เดลต้าหรือสตาร์) ค่าพลังงานทันที Rระบบมีค่าเท่ากับผลรวมของค่าพลังงานทันทีของแต่ละเฟส:

พี = พี พี R

พลังที่ใช้งาน Rและพลังงาน Wต่อช่วงเวลา tถูกกำหนดตามลำดับโดยนิพจน์:

ป=

, (1-1b)

ที่ไหน

, - แรงดันเฟสและกระแส

- โคไซน์ของมุมกะเฟสระหว่างกระแสและแรงดันในเฟสโหลด ตู่- ระยะเวลาของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าสลับ

สำหรับระบบสามเฟสสมมาตร ซึ่งเฟสและแรงดันเชิงเส้น กระแส และมุมการเปลี่ยนเฟสระหว่างแรงดันและกระแสเท่ากัน สมการเหล่านี้จะอยู่ในรูป:

ป=3; (1-2ก)


, (1-26):

ที่ไหน , - แรงดันและกระแสเชิงเส้น

- โคไซน์ของมุมกะเฟสระหว่างกระแสและแรงดันในเฟสโหลด เมื่อโหลดเชื่อมต่อด้วยดาว (รูปที่ 1-1, a) กำลังไฟฟ้าทันที p=

, ที่ไหน และ , และ , และ - ค่าแรงดันเฟสทันที ผม แต่ , ผม ที่ , ผม จาก - ค่ากระแสเฟสทันที ระบุว่า

,

,

,

, สมการสำหรับค่าพลังงานทันทีของระบบสามเฟสสามารถแสดงได้สามรูปแบบ:

;

;

.

ข้าว. 1-1. แบบแผนสำหรับการวัดกำลังงานในวงจรสามเฟสด้วยหนึ่งวัตต์เมื่อโหลดโดยดาว (ก)และสามเหลี่ยม (b)
ข้อสรุปเดียวกันนี้สามารถทำได้เมื่อเปิดโหลดด้วยรูปสามเหลี่ยม ผ่านจากค่าทันทีเป็นค่าเฉลี่ย เราได้รับนิพจน์สำหรับพลังงานที่ใช้งานอยู่:

ที่ไหน

,

เป็นต้น และยัง ฉัน แต่ , ฉัน ที่ , ฉัน จาก - ค่าที่มีประสิทธิภาพ แรงดันไฟฟ้าสายและกระแสน้ำ; ,และอื่น ๆ - มุมของเฟสเปลี่ยนระหว่างกระแสและแรงดันที่สอดคล้องกัน

จากสมการ (1-1) - (1-3) จะเห็นได้ว่าอุปกรณ์หนึ่งเครื่อง สองเครื่อง หรือสามเครื่องสามารถใช้วัดกำลังไฟฟ้าได้ ดังนั้นพลังงานของระบบสามเฟส วิธีการของอุปกรณ์หนึ่งขึ้นอยู่กับการใช้นิพจน์ (1-2) และใช้ในระบบสามเฟสสมมาตร ในระบบอสมมาตรซึ่งค่าของกระแส แรงดัน และมุมการเปลี่ยนเฟสไม่เหมือนกัน วิธีการแบบสองอุปกรณ์จะใช้นิพจน์ (1-3)

สุดท้าย ในกรณีทั่วไปส่วนใหญ่ รวมถึงในระบบอสมมาตรสี่สายตามนิพจน์ (1-1) จะใช้วิธีการแบบสามอุปกรณ์

พิจารณาวิธีการวัดกำลัง ซึ่งให้แนวคิดเกี่ยวกับวิธีการวัดพลังงานด้วย
^ วิธีอุปกรณ์เดียว

หากระบบสามเฟสมีความสมมาตรและเฟสโหลดเชื่อมต่อด้วยดาวที่มีจุดศูนย์ที่เข้าถึงได้ wattmeter แบบเฟสเดียวจะเปิดขึ้นตามแผนภาพของมะเดื่อ 1-1, เอและวัดกำลังของเฟสเดียว เพื่อให้ได้พลังของทั้งระบบ การอ่านค่าวัตต์จะเพิ่มขึ้นสามเท่า คุณยังสามารถวัดกำลังไฟฟ้าเมื่อเฟสโหลดเชื่อมต่อกันด้วยรูปสามเหลี่ยม แต่โดยมีเงื่อนไขว่าขดลวดอนุกรมของวัตต์มิเตอร์สามารถรวมอยู่ในเฟสโหลดได้ (รูปที่ 1-1, b)

ข้าว. 1-2. แบบแผนสำหรับการวัดกำลังงานในวงจรสามเฟสที่มีจุดศูนย์เทียม (a) และแผนภาพเวกเตอร์ (ข)
หากโหลดเชื่อมต่อด้วยรูปสามเหลี่ยมหรือดาวที่มีจุดศูนย์ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก็จะใช้วัตต์มิเตอร์ที่มีจุดศูนย์เทียม (รูปที่ 1-2, a) ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้ตัวต้านทานเพิ่มเติมสองตัวด้วย ความต้านทานที่ใช้งาน และ . ในกรณีนี้มีความจำเป็นที่ = = (คือ ความต้านทานของวงจรขนานของวัตต์) ในรูป 1-2, ขแสดงไดอะแกรมเวกเตอร์ที่สอดคล้องกับไดอะแกรมของมะเดื่อ 1-2, ก.แรงดันไฟฟ้า

,

และ

บนขดลวดคู่ขนานและตัวต้านทานที่สร้างจุดศูนย์เทียมจะเท่ากับแรงดันเฟส มุมระหว่างแรงดันเฟสและกระแสเฟสของโหลดจะแสดงโดย . เนื่องจากมุมระหว่างเวกเตอร์ ฉัน AB และฉัน แต่ , เช่นเดียวกับระหว่างเวกเตอร์กับ ยู AB เท่ากับ 30° จากนั้นมุมระหว่างเวกเตอร์แรงดันที่ใช้กับวงจรคู่ขนานของวัตต์มิเตอร์และเวกเตอร์ปัจจุบัน ฉัน แต่ = ฉัน AB ฉัน แต่ กับในขดลวดแบบอนุกรมก็เท่ากับ ดังนั้น การอ่านค่าวัตต์มิเตอร์

เพราะว่า

และ

, แล้ว

กล่าวคือ วัตต์มิเตอร์แสดงกำลังของเฟสเดียว เพื่อให้ได้พลังของทั้งระบบ การอ่านวัตต์จะต้องเพิ่มขึ้นสามเท่า สิ่งเดียวกันจะเกิดขึ้นเมื่อเชื่อมต่อโหลดกับดาว

วงจรดังกล่าวไม่ได้ใช้วัดพลังงานเนื่องจากการเหนี่ยวนำสูงของวงจรขนานของตัวนับ

ข้าว. 1-3. แบบแผนสำหรับการเปิดสองวัตต์สำหรับการวัดพลังงานที่ใช้งาน เครือข่ายสามเฟส

^ วิธีการสองเครื่องมือ .
วิธีนี้ใช้ในวงจรกระแสสามเฟสแบบอสมมาตรสามสาย ตามนิพจน์ (1-3) เรามีสามตัวเลือกสำหรับวงจรสวิตชิ่งของอุปกรณ์สองเครื่อง (รูปที่ 1-3 เอ- ใน). การวิเคราะห์การทำงานของ wattmeters ตามรูปแบบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสัญญาณของการอ่านของ wattmeters แต่ละตัวอาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับลักษณะของโหลดของเฟส กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานของระบบสามเฟสในกรณีนี้ควรพิจารณาเป็นผลรวมเชิงพีชคณิตของการอ่านวัตต์ทั้งสอง

^ วิธีการสามอุปกรณ์
ในกรณีที่ดาวฤกษ์ที่มีลวดเป็นกลางเปิดโหลดแบบอสมมาตร เช่น เมื่อมีระบบสี่สายสามเฟสที่ไม่สมมาตร จะใช้สามวัตต์เชื่อมต่อตามวงจรของมะเดื่อ 15-11. ด้วยการรวมนี้ วัตต์มิเตอร์แต่ละตัวจะวัดกำลังของเฟสเดียว พลังงานเต็มระบบถูกกำหนดเป็นผลรวมเลขคณิตของการอ่านวัตต์มิเตอร์

วิธีการหนึ่ง สอง และสามอุปกรณ์ที่ใช้เป็นหลักในการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ ในสภาพอุตสาหกรรม มีการใช้วัตต์และมิเตอร์แบบสองและสามเฟส ซึ่งเป็นการรวมกลไกการวัดแบบเฟสเดียวแบบสอง (สององค์ประกอบ) หรือสามองค์ประกอบ (สามองค์ประกอบ) เข้าด้วยกันในอุปกรณ์เดียวที่มี

ชิ้นส่วนเคลื่อนที่ทั่วไปซึ่งได้รับผลกระทบจากแรงบิดรวมขององค์ประกอบทั้งหมด

ข้าว. 1-4. แบบแผนสำหรับการวัดกำลังงานด้วยสามวัตต์

4. การวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟและพลังงานในวงจรสามเฟส
กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของเครือข่ายสามเฟสสามารถแสดงเป็นผลรวมของกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของแต่ละเฟส กล่าวคือ

ถาม=

ด้วยความสมมาตรที่สมบูรณ์ของระบบพลังงานปฏิกิริยา

สามารถวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ (พลังงาน) ของเครือข่ายสามเฟสได้หลายวิธี: โดยใช้วัตต์ธรรมดา (เมตร) ที่เปิดอยู่ตามรูปแบบพิเศษ และใช้วัตต์รีแอกทีฟ (เมตร)

รูปที่ 1-5 แผนผังการเปิดวัตต์ (a) สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟในวงจรสามเฟสสมมาตรและแผนภาพเวกเตอร์ (b)
ด้วยความสมมาตรที่สมบูรณ์ของเครือข่ายสามเฟส สามารถวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟด้วยหนึ่งวัตต์ เชื่อมต่อตามวงจรในรูปที่ 1-5, ก.การอ่านค่าวัตต์มิเตอร์ (โดยคำนึงถึงแผนภาพเวกเตอร์ รูปที่ 1-5 ข)

ในการกำหนดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของทั้งระบบ การอ่านค่าวัตต์มิเตอร์จะถูกคูณด้วย

. วงจรที่มีหนึ่งวัตต์ แม้ว่าจะมีความไม่สมดุลเล็กน้อยของระบบ แต่ก็ทำให้เกิดข้อผิดพลาดอย่างมาก ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดจะได้รับเมื่อวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟด้วยสองวัตต์ (รูปที่ 1-6) และในเวลาเดียวกันผลรวมของการอ่านวัตต์มิเตอร์

ข้าว. 1-6. แบบแผนของการสลับบนสองวัตต์เมื่อวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟในวงจรสามเฟสอสมมาตร

การวิเคราะห์การทำงานของวงจรภายใต้โหลดแบบอสมมาตรนั้นค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นเราจึงจำกัดตัวเองไว้เป็นกรณีพิเศษเมื่อ

และระบบมีความสมมาตร ในกรณีนี้

. เพื่อให้ได้พลังของระบบสามเฟส ผลรวมของการอ่านค่าวัตต์จะถูกคูณด้วย .

เมื่อเปิดโหลดตามรูปแบบสามเหลี่ยม อุปกรณ์ (วัตต์หรือเมตร) จะเปิดในลักษณะเดียวกับที่แสดงในรูปที่ 1-5, เอและ 1-6

ด้วยโหลดที่ไม่สม่ำเสมอของเฟส แต่ระบบแรงดันไฟฟ้าแบบสมมาตร (ความไม่สมดุลบางส่วน) กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของเครือข่ายสามเฟสสามารถวัดได้โดยวัตต์มิเตอร์กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานเหมือนกันสองตัวที่มีจุดศูนย์เทียม (รูปที่ 1-7, a) . ในการสร้างจุดศูนย์เทียม N จะใช้ตัวต้านทาน R ซึ่งมีความต้านทานเท่ากับความต้านทานของวงจรขนานของวัตต์มิเตอร์ ในกรณีเฉพาะของโหลดเฟสที่สม่ำเสมอ เมื่อ f = f 2 = fz = f ผลรวมของการอ่านค่าวัตต์

=

=

=

.

เพื่อให้ได้พลังงานปฏิกิริยาของเครือข่ายสามเฟส ผลรวมของการอ่านค่าวัตต์จะถูกคูณด้วย

ข้าว. 1-7. แบบแผนของการสลับบนสองวัตต์ (a) สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟในเครือข่ายสามเฟสที่มีความไม่สมดุลบางส่วนและแผนภาพเวกเตอร์
การวิเคราะห์โดยละเอียดของวงจรในรูปที่ 1-7 และสำหรับการโหลดเฟสที่ไม่สม่ำเสมอด้วยระบบแรงดันไฟแบบสมมาตรจะนำไปสู่ผลลัพธ์เดียวกัน

เมื่อวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟและพลังงานในเครือข่ายแบบอสมมาตรแบบสามสายและสี่สาย คุณสามารถใช้อุปกรณ์สามองค์ประกอบหนึ่งตัวหรืออุปกรณ์สามตัว (วัตต์หรือเมตร) ได้ - รูปที่ 1-8, ก.ให้เราพิจารณาหลักฐานของความเป็นไปได้ของการวัดสำหรับกรณีเฉพาะ ผลรวมของการอ่านค่าเครื่องมือโดยคำนึงถึงลำดับเฟสเมื่อเปิดขดลวดคู่ขนานดังแสดงในรูปที่ 1-8, ก.

รูปที่ 1-8 แผนผังการเปิดเครื่องสามวัตต์ (a) สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟในเครือข่ายสามเฟส (สี่สาย) และแผนภาพเวกเตอร์ (b)

จาก แผนภาพเวกเตอร์(รูปที่ 1-8.6) เราพบว่า

,

,

. ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ในการหากำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของระบบ ต้องหารผลรวมของการอ่านวัตต์มิเตอร์ด้วย

ด้วยวิธีการนี้ เครื่องวัดปฏิกิริยาจึงถูกผลิตขึ้น ซึ่งเหมาะสำหรับวงจรกระแสไฟสามเฟสทั้งแบบสามสายและสี่สาย

ด้วยวิธีการทางอ้อมในการวัดพลังงานไฟฟ้า เช่น เมื่อตรวจสอบมาตรวัดพลังงานไฟฟ้า จะใช้วัตต์มิเตอร์ไฟฟ้าและนาฬิกาจับเวลา

5. การวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่ความถี่สูงและความถี่สูง
ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูงและความถี่สูง การวัดกำลังไฟฟ้าโดยตรงและโดยอ้อม ในบางกรณี ควรใช้การวัดทางอ้อม เนื่องจากการวัดแรงดัน กระแส และความต้านทานง่ายกว่ากำลังไฟฟ้า การวัดโดยตรงส่วนใหญ่ดำเนินการโดยใช้วัตต์อิเล็กทรอนิกส์ ในวัตต์อิเล็กทรอนิกส์บางตัว กลไกการวัดแบบอิเล็กโทรไดนามิกจะใช้กับการขยายกระแสและแรงดันไฟฟ้าเบื้องต้น หรือด้วยการแก้ไขปริมาณเหล่านี้ในเบื้องต้น ในฐานะกลไกการวัด พวกเขาสามารถใช้อิเล็กโทรมิเตอร์ไฟฟ้าสถิตกับแอมพลิฟายเออร์แรงดันและกระแส เช่นเดียวกับกลไกแมกนีโตอิเล็กทริกพร้อมควอดเรเตอร์ Quads ดำเนินการกับเซมิคอนดักเตอร์ไดโอด คอนเวอร์เตอร์ และองค์ประกอบที่ไม่ใช่เชิงเส้นอื่น ๆ ซึ่งดำเนินการในส่วนกำลังสองของลักษณะแรงดันกระแสไฟ การดำเนินการคูณ ui ใน quadrators จะถูกแทนที่ด้วยการดำเนินการของการบวกและการยกกำลังสอง ในช่วงความถี่สูงถึงหลายร้อยเมกะเฮิรตซ์ จะใช้วัตต์มิเตอร์ที่มีเซ็นเซอร์ Hall ที่ความถี่ไมโครเวฟ กำลังวัดโดยการแปลงพลังงานเป็นความร้อน (วิธีแคลอรีเมตริก) แสง (วิธีโฟโตเมตริก) เป็นต้น

^ การวัดกำลังไฟฟ้าด้วยวัตต์มิเตอร์แบบเรียงกระแสแบบอิเล็กทรอนิกส์
แผนภูมิวงจรรวม wattmeter อิเล็กทรอนิกส์ที่มี quadrator ที่ทำบนไดโอดเซมิคอนดักเตอร์แสดงในรูปที่ 2-1. วัตต์มิเตอร์มีตัวต้านทานสองตัวในวงจรปัจจุบัน ความต้านทานซึ่ง

ความต้านทานโหลดน้อยกว่ามากและตัวต้านทานสองตัวที่มีความต้านทาน , ในวงจรแรงดันไฟ ตัวต้านทานและทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดัน ดังนั้นความต้านทานจึงมากกว่าความต้านทานโหลด

.

แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเป็นสัดส่วนกับกระแสโหลด , แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานตัวแบ่งจะเป็นสัดส่วนกับแรงดันตกคร่อมโหลด กล่าวคือ k 2 และ.ดังจะเห็นได้จากแผนภาพแรงดันไฟฟ้า และ 1 และ และ 2 บนไดโอด VD 1 และ VD 2 จะเป็นตามลำดับ:

;


ด้วยคุณสมบัติที่เหมือนกันของไดโอดและการทำงานในส่วนสี่เหลี่ยมของลักษณะแรงดันกระแส กระแส และ ผม 2 ได้สัดส่วนกับกำลังสองของความเค้น

ข้าว. 2-1. แผนผังของวัตต์มิเตอร์วงจรเรียงกระแสอิเล็กทรอนิกส์
กระแสไฟในวงจรอุปกรณ์

. แทนค่าในนิพจน์นี้ และ , เราได้รับ

ที่ไหน

.

ส่วนประกอบคงที่ของกระแสซึ่งวัดโดยอุปกรณ์แมกนีโตอิเล็กทริก at

และ

สัดส่วนกับพลังงานที่ใช้งาน:

ที่ไหน R X - กำลังที่วัดได้

วัตต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ในวงจรที่รวมไดโอดไว้มีความแม่นยำต่ำ (ปัจจัยกำหนดคือความไม่ระบุตัวตนของลักษณะของไดโอด) ข้อผิดพลาดในการวัด± (1.5-6)% ความไวต่ำการใช้พลังงานสูง จำกัด ช่วงความถี่ (สูงสุดสิบกิโลเฮิรตซ์)
^ การวัดกำลังไฟฟ้าด้วยวัตต์มิเตอร์แบบเทอร์โมอิเล็กทริก
ช่วงความถี่สามารถขยายได้ถึง 1 MHz หาก quadrator สร้างขึ้นจากตัวแปลงความร้อนแบบไม่สัมผัส วัตต์มิเตอร์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกแตกต่างจากวงจรเรียงกระแสตรงที่แทนที่จะเป็นไดโอด เครื่องทำความร้อนเทอร์โมคัปเปิลแบบไม่สัมผัสจะถูกเปิด และความแตกต่างของเทอร์โม-EMF ที่ปลายเย็น ซึ่งวัดโดยมิลลิโวลต์มิเตอร์แบบแมกนีโตอิเล็กทริกนั้นเป็นสัดส่วนกับการใช้พลังงานเฉลี่ยของโหลด

วัตต์มิเตอร์ความร้อนใช้สำหรับวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรที่มีกระแสและแรงดันไฟที่ไม่ใช่ไซน์ เมื่อวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรที่มีการเลื่อนเฟสขนาดใหญ่ระหว่างแรงดันและกระแส เมื่อพิจารณาความคลาดเคลื่อนของความถี่ของวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนามิก
^ การวัดกำลังด้วยวัตต์มิเตอร์พร้อมตัวแปลงสัญญาณแบบฮอลล์
ตัวแปลงฮอลล์เป็นอุปกรณ์สี่ขั้วที่ทำขึ้นในรูปแบบของเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ผลึกเดี่ยวแบบบาง เอาท์พุทปัจจุบัน ตู่-ตู่ตัวแปลงเอฟเฟกต์ฮอลล์เชื่อมต่อกับ แหล่งภายนอกกระแสตรงหรือกระแสสลับ, เอาต์พุตที่อาจเกิดขึ้น X-X (Hall) ระหว่างที่ EMF เกิดขึ้นในขณะที่สนามแม่เหล็กกระทำบนเพลต ต่อมิเตอร์วัดแรงดันไฟ ข้อสรุป X-X ติดอยู่กับใบหน้าด้านข้างที่จุดศักย์เท่ากันในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอก แรงเคลื่อนไฟฟ้าฮอลล์

, ที่ไหน ถึง X - ค่าสัมประสิทธิ์ซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุขนาดและรูปร่างของแผ่นเปลือกโลกตลอดจนอุณหภูมิแวดล้อมและค่าของสนามแม่เหล็ก ที่- การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

แรงเคลื่อนไฟฟ้าฮอลล์จะเป็นสัดส่วนกับกำลังถ้าหนึ่งในปริมาณอินพุต (เช่น การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ^ ข)ทำให้เป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า และ,และอื่นๆ (เช่น ปัจจุบัน ผม X ) - กระแสผ่านโหลด

ข้าว. 2-2. วัตต์มิเตอร์พร้อมตัวแปลงสัญญาณฮอลล์
การนำตัวแปลง Hall wattmeter ไปใช้ ^ PHวางในช่องว่างของแม่เหล็กไฟฟ้า (รูปที่ 2-2) ขดลวดแม่เหล็ก หลี่ ซึ่งถูกป้อนโดยกระแสตามสัดส่วนของกระแสโหลดและผ่าน ตู่-ตู่ผ่านสัดส่วนกระแสกับแรงดันที่ใช้กับโหลด . ค่าปัจจุบันถูกจำกัดโดยตัวต้านทานเพิ่มเติม . ทิศทางแม่เหล็ก เส้นแรงเวกเตอร์การเหนี่ยวนำ ที่ในสนามแม่เหล็กของแกนของวงจรแม่เหล็กดังแสดงในรูปที่ 2-2 เส้นประ แรงเคลื่อนไฟฟ้าฮอลล์

บันทึกโดยเครื่องวัดมิลลิโวลต์มิเตอร์แบบแมกนีโตอิเล็กทริก (ถึง- สัมประสิทธิ์สัดส่วน)
Hall-transducer wattmeters ช่วยให้คุณสามารถวัดกำลังไฟฟ้าในช่วงความถี่ได้สูงถึงหลายร้อยเมกะเฮิรตซ์

ข้อดีของวัตต์มิเตอร์เหล่านี้คือความเฉื่อย การออกแบบที่เรียบง่าย ความทนทาน ความน่าเชื่อถือ และข้อเสียคือการขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของอุณหภูมิ
^ การวัดกำลังด้วยออสซิลโลสโคป .
วิธีการทางอ้อมสำหรับการวัดกำลังไฟฟ้า ได้แก่ วิธีออสซิลโลสโคป ซึ่งแนะนำให้ใช้เมื่อวงจรขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ใช่ไซน์ ที่ความถี่สูง แหล่งจ่ายแรงดันไฟต่ำ การทำงาน วงจรไฟฟ้าในโหมดคีย์ การปรากฏตัวขององค์ประกอบที่ไม่ใช่เชิงเส้นในวงจร ฯลฯ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทำงานในโหมดพัลซิ่ง ค่าแรงดันทันทีจะถูกวัดโดยใช้ออสซิลโลสโคป และ(t) และปัจจุบัน ผม(t) ในส่วนที่ศึกษาของวงจรเป็นเวลาเท่ากับระยะเวลาการทำซ้ำของพัลส์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวัดอย่างระมัดระวังจะทำในระหว่างการขึ้นและลงของชีพจร) จากข้อมูลที่ได้รับ กราฟของแรงดันและกระแสจะถูกสร้างขึ้น พล็อตของค่าพลังงานทันที อาร์ (t) สร้างจากผลคูณของพิกัดของเส้นโค้งความเค้น และ(t) และปัจจุบัน ผม(t) ในแต่ละช่วงเวลาของแรงกระตุ้น

ตามเส้นโค้งของค่าพลังงานทันทีในช่วงเวลานั้น ค่าสูงสุดของพลังงานทันทีจะถูกกำหนด Rและ max, ค่าเฉลี่ยของกำลัง P และกำลังพัลส์ P และ เพื่อกำหนดค่าพลังงานเฉลี่ย Rและแรงกระตุ้น P แล้วคำนวณพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยเส้นโค้งของกำลังชั่วขณะต่อคาบ แล้วสร้างสี่เหลี่ยมที่มีพื้นที่เท่ากัน หากฐานของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเท่ากับระยะเวลาพัลส์ ความสูงของสี่เหลี่ยมจะเป็นค่าของกำลังพัลส์ P และหากฐานของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเท่ากับระยะเวลาการเกิดพัลส์ซ้ำ ความสูงของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะเท่ากับ ค่า พลังปานกลางร.

^ การวัดด้วยวัตต์มิเตอร์ดิจิตอล
วัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอลขึ้นอยู่กับตัวคูณแรงดันไฟฟ้าแบบแอนะล็อก และ(t) และปัจจุบัน i (t) (รูปที่ 2-3, ก)หรือการคูณค่าที่ไม่ต่อเนื่อง และ(t) และ ผม(t) (รูปที่ 2-3 ข) ตามด้วยค่าเฉลี่ยของสินค้า

ในวัตต์ดิจิตอลที่ทำขึ้นตามรูปแบบการแปลง และ(t) และ ผม(t) เป็นค่าที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งแสดงด้วยรหัสดิจิทัลที่สอดคล้องกัน จะถูกคูณและหาค่าเฉลี่ยโดยใช้อุปกรณ์ดิจิทัล วัตต์มิเตอร์เหล่านี้มีความเร็วค่อนข้างสูง โดยพิจารณาจากลักษณะของ ADC และตัวคูณ วัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอลใช้ ADC แบบผลักดึง เช่นเดียวกับไมโครโปรเซสเซอร์ในตัว

6. เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า
อุปกรณ์และวงจรสำหรับเปิดมิเตอร์เหนี่ยวนำแสดงในรูปที่ 3-1 โดยที่ 1 คือวงจรแม่เหล็กสามแกนที่มีขดลวดแรงดันไฟฟ้า 2 - กลไกการนับ 3 - ดิสก์อลูมิเนียมติดตั้งบนเพลา 4 - แม่เหล็กถาวรเพื่อสร้างแรงบิดในการเบรก 5 - แกนแม่เหล็กรูปตัวยูพร้อมขดลวดกระแส

ข้าว. 3-1. อุปกรณ์และวงจรสำหรับเปิดมิเตอร์เหนี่ยวนำ

การวิเคราะห์การทำงานของมิเตอร์เหนี่ยวนำแสดงให้เห็นว่าแรงบิดนั้นแปรผันตามกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ กล่าวคือ

,

ที่ไหน ถึง- ค่าสัมประสิทธิ์คงที่

ส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของตัวนับ (จานอะลูมิเนียม) จะต้องได้รับแรงบิดในการเบรกตามสัดส่วนกับความถี่ในการหมุนจาน โมเมนต์นี้เกิดขึ้นจากการกระทำของกระแสที่เหนี่ยวนำในการหมุนระหว่างขั้ว แม่เหล็กถาวรดิสก์และถูกกำหนดโดยนิพจน์

ที่ไหน - ค่าสัมประสิทธิ์คงที่ - ความถี่การหมุน

ดิสก์.
เท่ากับแรงบิดและแรงบิดเบรกเราได้รับ

จำนวนรอบของดิสก์ N ต่อครั้ง

การวัดพลังงานถูกกำหนดโดยอินทิกรัลเวลาของความถี่การหมุนของดิสก์

เช่น.


,

ที่ไหน ค =

- ค่าคงที่ตัวนับ พลังงาน W ผ่านตัวนับในช่วงเวลา .

พลังงานจะถูกนับตามการอ่านของกลไกการนับ - ตัวนับการปฏิวัติซึ่งสำเร็จการศึกษาในหน่วยพลังงาน หน่วยของพลังงานไฟฟ้า (โดยปกติคือ 1 kWh) ที่บันทึกโดยกลไกการนับซึ่งสอดคล้องกับจำนวนรอบการหมุนของส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของมิเตอร์ อัตราส่วนนี้เรียกว่าอัตราทดเกียร์ แต่,ระบุไว้บนเคาน์เตอร์

ส่วนกลับของอัตราทดเกียร์เช่นอัตราส่วนของพลังงานที่บันทึกต่อจำนวนรอบการหมุนของดิสก์เรียกว่าค่าคงที่เล็กน้อย C nom ค่านิยม แต่และ C NO m ขึ้นอยู่กับการออกแบบกลไกการนับและสำหรับ .เท่านั้น เคาน์เตอร์นี้ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ภายใต้ค่าคงที่ตัวนับจริง จากเข้าใจปริมาณพลังงานที่ไหลผ่านมิเตอร์จริงในการปฏิวัติชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่หนึ่งครั้ง ค่าคงที่ที่แท้จริงซึ่งแตกต่างจากค่าเล็กน้อยนั้นขึ้นอยู่กับกระแสโหลดและสภาวะภายนอก (อุณหภูมิ ความถี่ ฯลฯ) ความรู้ จากและ Sleep คุณสามารถกำหนดข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของตัวนับได้

ที่ไหน W " คือพลังงานที่วัดโดยมิเตอร์ และ W คือค่าจริงของพลังงานที่ไหลผ่านมิเตอร์

เครื่องวัดพลังงานที่ใช้งานสร้างคลาสความแม่นยำ 0.5; 1.0; 2; 2.5; เมตรพลังงานปฏิกิริยา - 1.5; 2 และ 3 ระดับความแม่นยำของเมตรทำให้ข้อผิดพลาดพื้นฐานสัมพัทธ์และลักษณะทางมาตรวิทยาอื่นๆ เป็นปกติ

มาตรฐานของรัฐกำหนดเกณฑ์ความไว (เป็นเปอร์เซ็นต์) ของตัวนับ ซึ่งกำหนดโดยนิพจน์

, ที่ไหน 1- ค่าต่ำสุดของกระแสที่ดิสก์ตัวนับเริ่มหมุนไม่หยุด Inom - ค่าปัจจุบันเล็กน้อยสำหรับมิเตอร์ในขดลวดปัจจุบัน ในกรณีนี้แรงดันและความถี่กระแสในวงจรจะต้องระบุ a = 1 ตาม GOST 6570-75 เกณฑ์ความไวไม่ควรเกิน 0.4% - สำหรับเมตรความแม่นยำระดับ 0.5 และ 0.5% - สำหรับคลาส 1.0; 1.5 และ 2 สำหรับมาตรวัดพลังงานปฏิกิริยาของคลาส 2.5 และ 3 ค่า

ไม่ควรเกิน 1 %.

การหมุนของดิสก์ในกรณีที่ไม่มีกระแสในโหลดและเมื่อมีแรงดันในวงจรขนานของตัวนับเรียกว่าขับเคลื่อนด้วยตัวเอง ตาม GOST 6570-75 ไม่ควรมีแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองตั้งแต่ 80 ถึง 110% ของค่าเล็กน้อย

ข้อผิดพลาดของมิเตอร์ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานดังนั้นมาตรฐานของรัฐจึงทำให้ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ต่างกันเป็นปกติที่โหลดต่างกัน

ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอก มิเตอร์มีข้อผิดพลาดเพิ่มเติม ซึ่งถูกทำให้เป็นมาตรฐานโดยมาตรฐานของรัฐ ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเกิดขึ้นเนื่องจากการบิดเบือนของเส้นโค้งกระแสและแรงดัน ความผันผวนของแรงดันและความถี่ พลังงานที่ใช้โดยโหลดลดลงอย่างรวดเร็ว และปัจจัยอื่นๆ

นอกจากเครื่องวัดการเหนี่ยวนำเฟสเดียวแล้ว อุตสาหกรรมยังผลิตเครื่องวัดพลังงานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟแบบสามเฟสอีกด้วย เครื่องวัดสามเฟสเป็นตัวแทนของตัวนับสาม (สามองค์ประกอบ) หรือสององค์ประกอบ (สององค์ประกอบ) อย่างที่เคยเป็นมา รวมกันเป็นหนึ่งแกนของการหมุน เครื่องวัดสององค์ประกอบใช้สำหรับวัดพลังงานในวงจรสามเฟสสามสายและเมตรสามองค์ประกอบในวงจรสี่สาย

7. รายการอ้างอิง:

1. พื้นฐานของมาตรวิทยาและ การวัดทางไฟฟ้า: หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย / บ.ย. Avdeev, E. M. Antonyuk, E. M. Dushin และคนอื่น ๆ ; เอ็ด. กิน. ดุสินา. - ฉบับที่ 6, ปรับปรุง. และเพิ่มเติม - L.: Energoatomizdat. เลนินกราด 2530
2. อุปกรณ์และวิธีการวัดปริมาณไฟฟ้า : หนังสือเรียนสำหรับสถาบันอุดมศึกษา / E.G. อตามาลี. ครั้งที่ 3 แก้ไขแล้ว และเพิ่มเติม - M.: Bustard, 2005