Принцип работы электронного счетчика электроэнергии: принцип работы электронного счетчика электроэнергии.

Возьмите на заметку: электронные трехфазные счетчики обычно имеют журнал событий, в которых отмечаются все изменения в «работе» тока для своевременного устранения неисправностей.

Чтобы безошибочно снять показания с электросчётчика рекомендуется изучить данный материал: https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/kak-snyat-pokazaniya.html

Это поможет сократить расходы в случаи поломки или установки нового.

Электронный вариант счетчика на сегодняшний день пользуется большим спросом в квартирах и домах. Благодаря расширенным возможностям он предотвращает хищения энергии и может помочь сберечь деньги владельцу жилплощади.

Выбирая модель, не стоит скупиться: дешевый вариант, сделанный из непрочных материалов, прослужит намного меньше, чем более дорогой.

Смотрите видео, в котором на примере конкретной марки рассмотрены особенности электронных счетчиков электроэнергии:

Электросчетчик – устройство и принцип работы

Без счетчиков электроэнергии не обходится работа ни одного электрифицированного объекта, будь то гараж, частный дом или промышленное предприятие. Сегодня на рынке представлены счетчики разных типов, моделей, модификаций. Это позволяет подобрать оптимальный вариант с учетом особенностей объекта и количества используемой электроэнергии. Что представляет собой электросчетчик, устройство и принцип работы данного прибора рассмотрим ниже.

Как ведется подсчет электроэнергии

Независимо от устройства и принципа работы, электросчетчик имеет одно назначения — подсчет количества электроэнергии, которая была израсходована за определенный промежуток времени. Расход измеряется в киловатт-часах. Один киловатт-час (кВт·ч) — это количество электроэнергии, которое расходуется потребителем за временной промежуток, равный часу. В цифровом выражении это представлено так:

1 кВт·ч = 1 киловатт × 1 час = 1000 Ватт × 3600 секунд = 3600000 Джоулей = 3,6 Мегаджоуля.

Можно рассмотреть на примере конкретного прибора. Если утюг мощностью 2 киловатта будет работать полчаса, расход составит:

2 кВт × 0,5 часа = 1 кВт·ч.

Классификация электрических счетчиков

По конструктивному устройству электросчетчики делятся на:

• механические — считаются устаревшими. Из-за больших габаритов и низкой точности показаний они практически не используются;
• электромеханические — в основном, используются на объектах бытового назначения, где учет электроэнергии ведется по единому тарифу;
• электронные — более совершенные модели с широким функционалом и высокой точностью показаний.
  Рекомендуются для установки на объектах, где предусмотрена разная тарификация учета расхода электрической энергии.

Устройство счетчика электроэнергии

Устройство электросчетчика с электронным измерительным механизмом предусматривает наличие таких элементов:

• специализированные микросхемы, выполняющие функцию замера количества электроэнергии и преобразования полученных данных в единицы измерения;
• вычислительный механизм;
• защитный корпус;
• импульсный или цифровой выход (в зависимости от модели) для возможности удаленного считывания показаний и интеграции прибора в единую систему автоматизированного учета расхода энергии.

В электромеханическом счетчике вычислительный механизм представлен электромагнитом, соединенным с барабаном, который представляет собой систему колесиков с цифрами. В электронном приборе в качестве счетного механизма используется микроконтроллер, подключенный к цифровому дисплею. Устройство электросчетчиков данного типа предусматривает наличие модуля энергонезависимой памяти, в котором регистрируется количество тока, использованное в разных режимах — например, в дневное и ночное время суток.

Принцип работы однотарифного электросчетчика

Принцип работы электросчетчика электромеханического типа достаточно простой. При включении электроприборов на вход счетчика поступают сигналы о напряжении и силе тока, которые фиксируются соответствующими датчиками и передаются на преобразователь. Он, в свою очередь, оцифровывает эти сигналы и преобразует их в импульсы определенной частоты. Импульсы передаются на электромагнит счетного механизма, далее, посредством зубчатой передачи, сигнал поступает на колесики барабана. В результате данные отображаются в виде конкретных цифр.

Как считываются показания электромеханического однотарифного счетчика

Электромагнитные модели торговой марки Пульсар производства компании «ТЕПЛОВОДОХРАН» оснащены счетным механизмом с шестиразрядным барабаном.

Подготовка электромагнитного счетчика к использованию

Перед монтажом и использованием проведите тщательный осмотр прибора на наличие механических повреждений корпуса, проверьте целостность пломб. Напряжение, которое подводится к параллельной цепи электросчетчика, не должно превышать 265 Вольт. Сила электротока в последовательной сети электросчетчика не должна быть выше 60 или 100 Ампер в зависимости от модификации прибора .

Подключение прибора проводится только при обесточенной сети электропитания. После подключение и опломбирования включите электроприборы. При правильном подключении мигает светодиодный индикатор, показания расхода электроэнергии увеличиваются.

Как работает электронный многотарифный электросчетчик

Многотарифные счетчики торговой марки Пульсар способны вести учет электрической энергии по четырем тарифам в двенадцати сезонах. Они оснащены встроенной литиевой батареей, которая обеспечивает автономный ход часов в случае отключения подачи электропитания. Ресурс батареи рассчитан на 16 лет непрерывной работы.

Встроенный модуль памяти позволяет вести журнал событий, рассчитанный на 22 типа событий. В свою очередь, каждый тип может включать до 24 событий.

Как считываются показания электронного счетчика

Принцип работы электросчетчиков данного вида предусматривает вывод показаний на электронный дисплей. Сценарий вывода показаний задается пользователем. Появление на дисплее значка в виде треугольника с восклицательным знаком свидетельствует о наличии ошибок.

Вычислительный механизм может находиться в циклическом или нециклическом режиме работы. В первом случае переключение тарифных режимов осуществляется автоматически (период отображения программируется). Во втором переключение режимов осуществляется вручную посредством нажатия кнопки на крышке корпуса.

Для дистанционного считывания данных предусмотрен цифровой интерфейс RS485 с гальванической изоляцией от входных цепей.

Подготовка электронного счетчика к использованию

Перед установкой электросчетчика необходимо убедиться в его технической исправности, отсутствии повреждений. Следует также проверить заводские настройки прибора. Если они не соответствуют вашим требованиям, проводится перепрограммирование через интерфейс RS485 с использованием ПК и специального программного обеспечения.

После подключения прибора к сети электропитания на дисплее должна появиться информация о версии программного обеспечения и результате самодиагностики. При отсутствии ошибок на дисплее последовательно отображаются разрешенные режимы работы. Показания значений силы электротока и напряжения в сети соответствуют реальным.

На нашем сайте вы можете купить электросчетчик по привлекательным ценам!

Электронный счетчик электроэнергии: характеристики и определение показателей

На чтение 6 мин. Просмотров 24 Опубликовано 09.08.2019 Обновлено 26.07.2019

Для контроля затрат электричества в квартирах многоэтажек используется электронный счетчик электроэнергии. Подключение цифрового прибора осуществляется через общий трансформатор. В процессе работы счетчик постоянно измеряет мощность заданного участка сети и выводит ее величину в удобочитаемом виде.

Конструкция и принцип работы

Измерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:

Через оптический порт можно запрограммировать цифровой счетчик.

Основные характеристики цифровых счетчиков

На территории РФ приборы начали применять с момента приватизации энергетической отрасли и подорожания электричества. Электронные устройства обладают рядом положительных характеристик:

• точность показаний при быстрой перемене напряжения или его снижении;
• учет электроэнергии по нескольким тарифам;
• подсчет различных типов энергии с помощью одного аппарата;
• одновременно замеряется мощность, количество и качество энергоресурсов;
• хранение данных в памяти и наличие к ним пользовательского доступа;
• предотвращение несанкционированного доступа и хищения электричества;
• дистанционное снятие показаний и предварительный подсчет потерь;
• совместимость с автоматическими сервисами коммерческого учета электроэнергии.

Прибор не могут взломать злоумышленники и подключиться к нему для кражи электричества. Интервал проверки изделия составляет 16 лет.

Отличия электронных счетчиков от индукционных

Индукционные модели работают по принципу создания электромагнитного поля в катушке и его взаимодействия с токопроводящим диском. Однофазный аппарат подключается к катушке-сети переменного тока параллельно. Магнитные потоки и вихревые токи взаимодействуют между собой только в диске. Индукционный счетчик будет функционировать нормально при фазовом сдвиге в 90 градусов. Энергозатраты зависят от интенсивности вращения диска, которая соответствует мощности потребления.

Принцип работы эл счетчика основывается на подсчетах мощности активного и реактивного типа. Это позволяет точно подсчитывать энергозатраты, если в помещении трехфазный тип подключения.

Индукционные модели считают расход по единому тарифу, цифровые приборы отслеживают параметры в зависимости от времени суток. Точность измерения нового счетчика – 1-й категории, традиционные выпускаются с классом точности 2,5.

По сравнению с индукционным цифровой счетчик на собственные нужды затрачивает минимум энергоресурсов. Традиционные устройства нельзя поставить снаружи, а электронные могут работать в условиях мороза, защищены от воздействия влаги и пыли.

Надежность показаний и необходимость ремонта

Качественный цифровой электросчетчик отличается высокой точностью. Проверить параметры без нарушения целостности корпуса и пломб можно так:

1. После прекращения подачи напряжения индикатор останавливается. Если учет продолжается – устройство неисправно.
2. Счетчик всегда жужжит при работе, о неполадках свидетельствует самоход.
3. Показания искажаются при отключении всех бытовых приборов. Обязательно проверяется наличие самохода.

Тестирования лучше производить ночью, в условиях минимальной нагрузки на электросеть. Если самохода нет, импульсы индикатора отсутствуют на протяжении 15 минут. Импульс, возникший, когда подключение не произведено, означает поломку.

Заниматься ремонтом цифрового счетчика должны только сотрудники компании энергосбережения. Пользователь обращается в инстанцию для получения разрешения на проверку и замену аппарата.

Обозначение показателей цифрового счетчика

На основании данных электронного счетчика определяется несколько показаний:

• Энергозатраты за конкретный временной период. Понадобится вычесть из конечных показаний начальные. При необходимости расчетные данные умножают на коэффициент трансформации;
• Подключение бытовой техники и освещения в определенный момент. Устанавливается по загоранию/выключению светового индикатора.
• Параметры мощности, величины проходящего тока, процессы перегрузки сети и счетчика.

Цифровые приборы можно запрограммировать на дневную и ночную тарификацию. Для этого достаточно выбрать время подсчета.

Критерии подбора

Перед покупкой устройства стоит обращать внимание на ряд параметров:

• Допустимая величина тока. Цифровые модели рассчитаны на ток 5-60А, что подходит для квартир и частных домов.
• Дата проверки. На трехфазном счетчике должна находится пломба не старше 1 года.
• Количество пломб. Первое опломбирование делают государственные органы – отметку проставляют на кожухе. Вторая пломба на зажимной крышке – от предприятия энергоснабжения.
• Опционал. Чем больше функций, тем дороже счетчик. Но внутренний тарификатор создает график нагрузки, а в журнале событий отмечается повышение и понижение напряжения в каждой фазе.
• Обслуживание и гарантии. Качественные модели имеют большой гарантийный период. Сервисный центр бренда есть в городе покупателя.
• Интервал проверки. Оптимально – от 10 до 16 лет.
  
• Интеграция с АСКУЭ. Показания автоматически передаются провайдеру.
• Фазность. Информация указывается на табло. Однофазный аппарат имеет маркировку 220 или 230 В, трехфазный – 220/380 В или 230/400 В.
• Количество тарифов. Двухтарифная схема исключает переплаты за электричество в ночное время.
• Способ монтажа. Цифровой аппарат крепится на винтах (корпус S или Ш) или дин-рейках (корпус R или P).

Продавец обязан поставить печать на приборе и записать его стартовые показания.

Список лучших аппаратов учета

Потребители и профессиональные электрики рекомендуют несколько устройств.

Меркурий 201.8

Прочный бюджетный прибор с разрешением ЖК-экрана 7 разряда и классом точности 1. Рассчитан на сеть с напряжением 220-230 В и силой тока 5-80 А. Исправно работает в условиях жары и мороза при влажности до 90 %. Оснащен:

• модульным корпусом;
• измерительным токовым конвертером;
• винтовыми клеммами;
• светодиодной подсветкой зоны показаний.

Эксплуатационный срок модели – 30 лет, ревизионный – 16 лет.

Нева М. Т.123

Аппарат с рабочим напряжением 230 В и номинальным током 5 А. Гарантия изготовителя – 30 лет. Предназначен для измерения:

• частоты напряжения в сети;
• активной мощности электролинии;
• показателей токового напряжения и силы.

Модель имеет 1 класс точности, может устанавливаться в офисах, домах, торговых залах и квартирах.

Энергомера CE102M S7 145-JV

Класс точности модели – 1. Она не подвергается климатическим, электромагнитным и механическим повреждениям. Устройство рассчитано на силу тока 5-60 А, рабочее напряжение 220-230 В. Может работать без сбоев при температуре от -45 до +70 градусов и влажности 98 %. Дополнительные возможности:

• шпунт;
• память энергонезависимого типа;
• интерфейсы связи;
• пользовательское перепрограммирование;
• вывод данных за нужный период времени;
• снятие информации без напряжения.

В память счетчика нельзя внести корректировки.

Электронные счетчики – это современные учетные аппараты с широкими функциональными возможностями. Они гарантируют точность измерений, отличаются надежностью и стойкостью к внешним воздействиям.

схема глушилки для электросчетчика, принцип работы, как работает устройство

Электронный счетчик электроэнергии может быть однофазным и трехфазным Электричество – это ресурс, без которого в наше время обойтись почти невозможно.

Принцип работы электросчетчика

Электронный счетчик – это устройство, которое измеряет мощность, и напряжение потребляемого тока за определенный промежуток времени. Затем алгоритмы счетчика переводят полученную информацию в цифры.

Электронные счетчики работают на микропроцессорном оборудовании. Они оцифровывают вторичные величины за небольшой отрезок времени. Полученные результаты выводятся на дисплей и передаются посредством удаленного доступа. Таков их принцип работы.

Электронные счетчики очень удобны в использовании. Если для того, чтобы снять показания с индукционной модели такого устройства, нужно было иметь определенный опыт. То теперь все необходимые показания выводятся на экран в виде цифр.

У электронных счетчиков есть некоторые особенности, которые повышают их удобство, практичность и защиту. Поэтому покупка такого устройства во многих случаях, целиком и полностью оправдана.

Электросчетчик должен установить специалист, который поставит пломбу

Особенности, которые имеет устройство электронного электросчетчика:

1. Такой электросчетчик будет надежно работать в абсолютно любом положении. Он не имеет вращающихся деталей, а потому не будет заклинивать.
2. В электронных счетчиках изменить показания потребления энергии не получится. Там есть защита от сильных магнитов.
3. В таком устройстве заложена программа проверки токов утечки. Она сравнивает токи, идущие по фазному и нулевому проводу. В случае большого разбега устройство отключает электроснабжение квартиры.
4. Такие системы оснащены ограничителями мощности и другими элементами, повышающими их точность.

Все данные с таких устройств поступают прямиком на компьютеры коммунальных служб. Это помогает следить за состоянием электросети, а так же ужесточает контроль над квартирами, не давая злоумышленникам воровать электроэнергию.

Преимущества электронного счетчика

У электронного счетчика достаточно много преимуществ. Именно по этому все больше людей заменяют им свои старые приборы измерения электроэнергии. Такие устройства повышают точность показаний и упрощают их снятие.

Схема подключения электронного доступна всем. Ее множено найти в специализированной литературе. Однако лучше доверить установку счетчика работнику электрослужб. В этом случае за все неточности установке будут отвечать электрические инстанции.

Список достоинств электронных счетчиков электричества действительно велик. Давайте ознакомимся с ним подробнее.

Достоинства электронного электросчетчика:

1. Такие устройства считаются высокоточными. Они практически не дают погрешностей в подсчете истраченного за определенный промежуток времени количества электроэнергии. Более того, он не изменяет своих показаний при воздействии различных факторов, например вибрации. Это его принципиальная разница с индукционным прибором.С сегодняшними ценами на электричество – это очень важное преимущества.
2. Также повысилась чувствительность. Теперь счетчик более чутко реагирует на перепады и колебания в электросети.
3. Еще одним преимуществом электронных счетчиков является их способность вести многотарифный учет в разное время суток. Это важно потому, что сейчас практикуется разная оплата за электричество днем и ночью.
4. Электронные счетчики могут учитывать разные составляющие электроэнергии. Более того, вы можете записать показания счетчика за удобное время, а потом снова увидеть их, подключив к ноутбуку.
5.  Если электросчетчики старого образца не могли одновременно учитывать передаваемую и получаемую электроэнергию, то современные электронные счетчики такой способностью обладают. Поэтому вам не нужно будет устанавливать два устройства для каждой линии.
6. Также электронные счетчики могут контролировать все параметры электросети, например, мощность, напряжение и нагрузка. Таким образом, при сбое какого-то параметра сети, прибор об этом проконтролирует.
7. Счетчики электронного типа оснащены системой против воровства электричества. Подобные попытки фиксируются устройством и передаются энергослужбам.
8. Электронный счетчик работает таким образом, что все показания передаются на один общий компьютер. Таким образом, отпадает надобность привлечения специальных работников для снятия и контроля показаний.
9. Время между проверками состояния таких счетчиков возрасло. Это связанно с тем, что проверять их показания не нужно, а о сбоях в электросети они сообщают самостоятельно.
10. Для такого многофункционального устройства электронный счетчик имеет весьма небольшие размеры. Он не превышает габаритами обычные устаревшие устройства.

Время от времени электрический счетчик нужно сдавать, чтобы проверили его работоспособность

Использование электронных счетчиков, прежде всего, выгодно для коммунальных служб. Однако и для жильцов современных квартир некоторые их свойства будут очень полезны.

Недостатки электронных счетчиков электроэнергии

Электронные счетчики, как вы, наверное, уже догадались, имеют не только достоинства. Они обладают и некоторыми недостатками. Чтобы окончательно разрешить вопрос с актуальностью их покупки, мы предлагаем ознакомиться и с их недостатками.

Недостатки электронных электросчетчиков:

• Высокая стоимость;
• Неустойчивость к перепадам напряжения;
• Невозможность ремонта после поломки.

Как видите, все минусы данного прибора связанны с его стоимостью и недолговечностью. Поэтому прежде чем покупать дорогостоящий электросчетчик, подумайте, стоит ли оно того.

Виды счетчиков эл. Энргии

Существуют разные виды электрических счетчиков. Какой из них подойдет именно вам, зависит от ваших потребностей. Давайте вкратце ознакомимся со всеми вариациями электросчетчиков.

Виды электросчетчиков:

1. Электронно-механический, или индукционный счетчик – это более старый вариант таких приборов. Он более долговечен, но имеет меньшую точность. Например, напряжение в 200 в. Он не видит.
2. Электронный или цифровой счетчик – это современное, многофункциональное и точное устройство. Однако его срок службы ниже предыдущего варианта.
3. Однофазный счетчик отлично подходит ля современных квартир. Одним из представителей такого оборудования является Меркурий.
4. Использование трехфазного счетчика менее распространено, чем однофазного.

Для усовершенствования электросчетчиков может быть изготовлена электрическая глушилка. Она останавливает электросчетчик и может размещаться в подъездах и на столбах. Однако такие ухищрения караются законом.

Как работает электронный счетчик электроэнергии (видео)

Электронный электросчетчик – это современное и многофункциональное устройство. Несмотря на то, что оно имеет массу преимуществ перед старыми устройствами для измерения электроэнергии, его нельзя назвать долговечным. Поэтому до сих пор для многих актуальность его покупки остается под вопросом.

Добавить комментарий

Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии / Хабр

За последнее время на смену индукционным счётчикам электроэнергии пришли электронные. В данных счётчиках счётный механизм приводится во вращение не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средством счёта и отображения показаний может являться микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Всё это позволило сократить габаритные размеры приборов, а также, снизить их стоимость.

В состав практически любого электронного счётчика входит одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющие основные функции по преобразованию и измерению. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и силе тока с соответствующих датчиков в аналоговом виде. Внутри микросхемы данная информация оцифровывается и преобразуется определённым образом. В результате, на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счётчику. Импульсы поступают на счётный механизм, который представляет собой электромагнит, согласованный с зубчатыми передачами на колёсики с цифрами. В случае с более дорогостоящими счётчиками с цифровым дисплеем применяется дополнительный микроконтроллер. Он подключается к вышесказанной микросхеме и к цифровому дисплею по определённому интерфейсу, ведёт накопление результата измерения электроэнергии в энергонезависимую память, а также, обеспечивает дополнительный функционал прибора.

Рассмотрим несколько подобных микросхем и моделей счётчиков, которые мне попадались под руку.

Ниже на рисунке в разобранном виде изображён один из наиболее дешёвых и популярных однофазных счётчиков «НЕВА 103». Как видно из рисунка, устройство счётчика довольно простое. Основная плата состоит из специализированной микросхемы, её обвески и узла стабилизатора питания на основе балластового конденсатора. На дополнительной плате размещён светодиод, индицирующий потребляемую нагрузку. В данном случае – 3200 импульсов на 1 кВт*ч. Также есть возможность снимать импульсы с зелёного клеммника, расположенного вверху счётчика. Счётный механизм состоит из семи колёсиков с цифрами, редуктора и электромагнита. На нём отображается посчитанная электроэнергия с точностью до десятых кВт*ч. Как видно из рисунка, редуктор имеет передаточное отношение 200:1. По моим замечаниям, это означает «200 импульсов на 1 кВт*ч». То есть, 200 импульсов, поданных на электромагнит, поспособствуют прокрутке последнего красного колёсика на 1 полный оборот. Это соотношение кратно соотношению для светодиодного индикатора, что весьма не случайно. Редуктор с электромагнитом размещён в металлической коробке под двумя экранами с целью защиты от вмешательства внешним магнитным полем.

В данной модели счётчика применяется микросхема ADE7754. Рассмотрим её структуру.

На пины 5 и 6 поступает аналоговый сигнал с токового шунта, который расположен на первой и второй клеммах счётчика (на фотографии в этом месте видно повреждение). На пины 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению в сети. Через пины 16 и 15 есть возможность устанавливать усиление внутреннего операционного усилителя, отвечающий за ток. Оба сигнала с помощью узлов АЦП преобразуются в цифровой вид и, проходя определённую коррекцию и фильтрацию, поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, в результате чего, согласно законам физики, на его выходе получается информация о текущей потребляемой мощности. Данный сигнал поступает на специализированный преобразователь, который формирует готовые импульсы на счётное устройство (пины 23 и 24) и на контрольный светодиод и счётный выход (пин 22). Через пины 12, 13 и 14 конфигурируются частотные множители и режимы вышеперечисленных импульсов.

Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.

Общий минусовой провод соединён с нулём 220В. Фаза поступает на пин 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения. Сигнал с шунта поступает на соответствующие входы микросхемы также через резисторы. В данной схеме, предназначенной для теста, конфигурационные пины 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счётчика, они могут иметь разную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключен к соответствующему пину последовательно вместе с оптической развязкой, на другой стороне которой подключается клеммник для снятия счётной информации (К7 и К8).

Из этого же семейства микросхем существуют похожие аналоги для трёхфазных измерений. Вероятнее всего, они встраиваются в дешёвые трёхфазные счётчики. В качестве примера на рисунке ниже представлена структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.

Вместо двух узлов АЦП, здесь применено их 6: по 2 на каждую фазу. Минусовые входы ОУ напряжения объединены вместе и выводятся на пин 13 (ноль). Каждая из трёх фаз подключается к своему плюсовому входу ОУ (пины 14, 15, 16). Сигналы с токовых шунтов по каждой фазе подключаются по аналогии с предыдущим примером. По каждой из трёх фаз с помощью трёх умножителей выделяется сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, кроме фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через пин 17 и служат для включения операции математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая, таким образом, суммарную потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации пина 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трёх сигналов, либо их модули. Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электроэнергии, подробности которых здесь не рассматриваются. Данный сигнал поступает на преобразователь, аналогичный предыдущему примеру с однофазным измерителем. Его интерфейс также практически аналогичен.

Стоит отметить, что вышеописанные микросхемы служат для измерения активной энергии. Более дорогие счётчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, её структура намного сложнее структуры микросхем из предыдущих примеров.

Микросхема измеряет активную и реактивную трёхфазную электроэнергию, имеет SPI интерфейс для подключения микроконтроллера и выход CF (пин 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с микросхемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него же осуществляется конфигурация микросхемы, в частности, установка многочисленных констант, отражённых на структурной схеме. Как следствие, данная микросхема, в отличие от предыдущих двух примеров, не является автономной, и для построения счётчика на базе этой микросхемы требуется микроконтроллер. Можно зрительно в структурной схеме пронаблюдать узлы, отвечающие по отдельности за измерение активной и реактивной энергии. Здесь всё гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.

В качестве примера рассмотрим ещё один интересный прибор: трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32». Как видно из фотографии ниже, данный счётчик ещё не эксплуатировался. Он мне достался в неопломбированном виде с небольшими механическими повреждениями снаружи. При всё при этом он находился полностью в рабочем состоянии.

Как можно заметить, глядя на основную плату, прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. С нижней стороны основной платы расположены три одинаковых модуля на отдельных платах по одному на каждый узел. Данные модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимальной необходимой обвеской. Эта микросхема является однофазным измерителем электроэнергии.

Модули запаяны вертикально на основную плату. Витыми проводами к данным модулям подключаются токовые шунты.

За пару часов удалось срисовать электрическую схему прибора. Рассмотрим её более детально.

Справа на общей схеме изображена схема однофазного модуля, о котором говорилось выше. Микросхема D1 этого модуля AD71056 по назначению похожа на микросхему ADE7755, которая рассматривалась ранее. На четвёртый контакт модуля поступает питание 5В, на третий – сигнал напряжения. Со второго контакта снимается информация в виде импульсов о потребляемой мощности через выход CF микросхемы D1. Сигнал с токовых шунтов поступает через контакты X1 и X2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на пинах 8-10 и сконфигурированы в «0,1,1».

Каждый из трёх таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения поступает на модуль через цепочку из четырёх резисторов и берётся с нулевой клеммы («N»). При этом стоит обратить внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. А вот, общий провод всей схемы соединён с нулевой клеммой. Данное хитрое решение по обеспечению питанием каждого узла схемы расписано ниже.

Каждая из трёх фаз поступает на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластовые RC цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем – на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими анодами с нулём. С первых трёх стабилитронов снимается напряжение питания для каждого модуля U3, U2 и U1 соответственно, выпрямляется диодами VD10, VD11 и VD12. Микросхемы-регуляторы D1-D3 служат для получения напряжения питания 5В. Со стабилитронов VD1-VD3 снимается напряжение питания общей схемы, выпрямляется диодами VD7-VD9, собирается в одну точку и поступает на регулятор D4, откуда снимается 5В.

Общую схему составляет микроконтроллер (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, поступающей с каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают с модулей U3, U2 и U1 на пины МК RA2, RA4 и RA5 через оптические развязки V1, V2 и V3 соответственно. В результате на пинах RC1 и RC2 МК формирует импульсы для механического счётного устройства M1. Оно аналогично устройству, рассматриваемому ранее, и также имеет соотношение 200:1. Сопротивление катушки высокое и составляет порядка 500 Ом, что позволяет подключать её непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей. На пине RC0 МК формирует импульсы для светодиодного индикатора HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъёме XT1. Последний реализуется через оптическую развязку V4 и транзистор VT1. В данной модели счётчика соотношение составляет 400 импульсов на 1 кВт*ч. На практике при испытании данного счётчика (после небольшого ремонта) было замечено, что электромагнитная катушка счётного механизма срабатывает синхронно со вспышкой светодиода HL2, но через раз (в два раза реже). Это подтверждает соответствие соотношений 400:1 для индикатора и 200:1 для счётного механизма, о чём говорилось ранее.

Слева на плате расположено место для 10-пинового разъёма XS1, который служит для перепрошивки, а также, для UART интерфейса МК.

Таким образом, трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трёх однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающий информацию с них.

В заключение стоит отметить, что существует ряд моделей счётчиков куда более сложней по своей функциональности. К примеру, счётчики с удалённым контролем показаний по электролинии, или даже через модуль мобильной связи. В данной статье я рассмотрел только простейшие модели и основные принципы построения их электрических схем. Заранее приношу извинения за возможно неправильную терминологию в тексте, ибо я старался излагать простым языком.

Устройство электросчётчика. принцип действия — Ремонт220

Автор Фома Бахтин На чтение 2 мин. Просмотров 2.1k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

Электросчётчики по своему принципу действия и устройству делятся на два вида: электронные и индукционные (электро-механические).

Устройство электронного электросчетчика

Электронный электросчётчик – это устройство измерения электрической мощности с преобразованием её в аналоговый сигнал, который далее преобразуется в импульсный сигнал, пропорциональный потребляемой мощности.

Преобразователь (как видно из названия узла)   преобразует аналоговый сигнал в цифровой импульсный, пропорциональный  потребляемой мощности.

Микроконтроллер – главная часть электросчётчика,  анализирует этот сигнал, рассчитывая количество потребляемой электроэнергии и осуществляет передачу информации на устройства вывода, на электромеханическое устройство или на дисплей – если используется жидкокристаллическая матрица, где и показывается количество потребляемой электроэнергии.

Описание, конечно очень общее, но как видно, устройство электронного электросчетчика – чистая электроника, чего не скажешь об устройстве индукционных счётчиков. Несмотря на то что, благодаря своим техническим характеристикам в настоящее всё большее распространение получает применение электронных счётчиков, старые индукционные счётчики были и остаются самыми распространёнными, их устройство стоит рассмотреть подробно.

Устройство индукционного (электро-механического) электросчетчика.

Основные части индукционного электросчётчика это: токовая катушка 1, катушка напряжения 2, алюминиевый диск 3, счётный механизм с червячной и зубчатой передачей 4 и постоянный магнит 5.

Токовая катушка включена в сеть последовательно и создаёт переменный магнитный поток, пропорциональный току, а катушка напряжения – параллельно, создавая переменный магнитный поток, пропорциональный напряжению.

Эти магнитные потоки пронизывают алюминиевый диск, причём, переменные магнитные потоки токовой обмотки – дважды, в связи с U-образной формой её магнитопровода, наводя в нём ЭДС.

Таким образом, возникают электромеханические силы, создающие крутящий момент – вращение диска, ось которого связана со счётным механизмом червячной и зубчатой передачей, производя  передачу движения оси диска на цифровые барабаны.

Крутящий момент, создающий вращение диска пропорционален мощности сети; выше мощность – сильнее крутящий момент, диск крутится по оси быстрее.

Для выравнивания и успокоения колебаний частоты вращения в устройство электросчётчика входит постоянный магнит, поток которого, взаимодействуя с вихревыми токами диска, создаёт электромеханическую силу с направлением, обратным движению диска, что и создаёт тормозной момент.

Что внутри электросчетчика, как работает электросчетчик

Электрический счетчик устройство – кратко ( Electric meter device )

Антимагнитная пломба – главное оружие против воров электроэнергии

Чем отличается электронный счетчик от индукционного?

• Устройство и принцип работы индукционного счетчика
  

Еще совсем недавно, в каждой квартире, частном доме или гараже можно было увидеть знакомый всем с детства электросчетчик, имеющий алюминиевый вращающийся диск и счетный механизм в виде нескольких цифровых барабанов. Такая конструкция присуща индукционному типу счетчика электроэнергии. Принцип работы этого измерительного прибора основан на взаимодействии электромагнитного поля, которое возникает в катушках счетчика, с подвижным токопроводящим элементом — диском. Одна из катушек однофазного индукционного счетчика подключается параллельно сети переменного тока (обмотка напряжения), а другая последовательно, в цепь между генератором электроэнергии и нагрузкой (обмотка тока). Токи, протекающие по обмоткам прибора, создают переменные магнитные потоки, которые пересекают подвижный диск. Величина этих потоков пропорциональна входному напряжению и потребляемому току. По закону электромагнитной индукции в диске возникают вихревые токи, направленные по следованию вызвавших их магнитных потоков. Взаимодействие вихревых токов и магнитных потоков в диске приводит к возникновению электромеханической силы, которая создает вращающийся момент. В результате этих процессов, полученный вращающийся момент становится пропорционален произведению двух магнитных потоков (обмотки напряжения и обмотки тока) на синус фазового сдвига между ними. Для правильной работы счетчика данного типа необходим фазовый сдвиг между магнитными потоками равный 90°, его получают при помощи разложения магнитного потока обмотки напряжения на две составляющие. Иными словами, подытожив можно сказать, что частота вращения диска индукционного счетчика электроэнергии пропорциональна активной потребляемой мощности, а расход электроэнергии пропорционален количеству оборотов диска. Индикация измеренного значения потребленной электроэнергии происходит при помощи механического отсчетного устройства. Ось отсчетного механизма связывается зубчатой передачей с осью подвижного алюминиевого диска и вращается синхронно с ним.

• Устройство и принцип работы электронного счетчика
  

В 90-е годы на территории постсоветского пространства на смену электросчетчикам индукционного типа стали приходить электронные. Появление такого типа измерительных приборов стало возможным благодаря развитию интегральной электроники, элементы которой стали более доступны и образовали прочную основу для современного высокоточного счетчика. Наиболее простые модели однофазных электронных счетчиков содержат в своем составе специализированные микросхемы, которые выполняют функцию измерения мощности и преобразования ее в частоту (например ADE7755, производства Analog Devices). На борту такой микросхемы находятся два 16-и разрядных сигма-дельта АЦП (аналого-цифровых преобразователя). Ко входу одного из них подают через термостабильный резистивный делитель (или трансформатор напряжения) сигнал сетевого напряжения, а к другому сигнал напряжения, которое возникает при прохождении тока нагрузки через специальный низкоомный шунт (или трансформатор тока). Далее эти два сигнала, уже преобразованные в цифровую форму, перемножаются и подаются на ФНЧ (фильтр низкой частоты) для выделения постоянной составляющей активной мощности. С выхода ФНЧ сигнал поступает на преобразователь мощности в частоту, после которого он уже становится пригодным для подачи непосредственно на электромеханическое отсчетное устройство, или для промежуточной обработки микроконтроллера. Более сложные модели электронных счетчиков имеют в своем составе, кроме информативных семисегментных ЖКИ (жидко-кристаллических индикаторов), еще и дополнительные модули, которые выполняют задачи тарифного учета (тарифный модуль), приема-передачи данных (интерфейсы), управления подключением нагрузки (реле). Наличие в электронном счетчике полупроводниковых устройств (микросхем, индикаторов и т.д.) обусловило наличие в нем встроенного блока питания, который выполняет преобразование переменного напряжения сети в постоянное, определенного уровня для питания внутренней электронной схемы. Многофункциональность такого измерительного устройства позволяет сделать его унифицированным для использования во многих отраслях промышленности и хозяйства, где требуется точный контроль за электроэнергией.

• Сравнение характеристик электронного и индукционного счетчика

Что такое метр? | Цепи измерения постоянного тока

Измеритель — это любое устройство, предназначенное для точного определения и отображения электрической величины в форме, удобочитаемой человеком. Обычно эта «читаемая форма» является визуальной: движение указателя на шкале, серия огней, образующих «гистограмму», или какое-то отображение, состоящее из числовых цифр. При анализе и тестировании цепей существуют измерители, предназначенные для точного измерения основных величин напряжения, тока и сопротивления.Есть много других типов счетчиков, но в этой главе в основном рассматривается конструкция и работа трех основных.

Большинство современных счетчиков имеют «цифровую» конструкцию, что означает, что их читаемый дисплей представлен в виде числовых цифр. Старые конструкции счетчиков являются механическими по своей природе, в них используется какое-то стрелочное устройство для отображения количества измерений. В любом случае принципы, применяемые при адаптации устройства отображения для измерения (относительно) больших величин напряжения, тока или сопротивления, одинаковы.

Что такое движение счетчика?

Механизм отображения измерителя часто называют механизмом , заимствуя из его механической природы перемещение указателя по шкале, чтобы можно было прочитать измеренное значение. Хотя современные цифровые счетчики не имеют движущихся частей, термин «движение» может применяться к тому же базовому устройству, которое выполняет функцию отображения.

Движение электромагнитного счетчика

Конструкция цифровых «механизмов» выходит за рамки данной главы, но конструкция механических механизмов измерителя очень понятна.Большинство механических движений основано на принципе электромагнетизма: электрический ток через проводник создает магнитное поле, перпендикулярное оси протекания тока. Чем больше электрический ток, тем сильнее создается магнитное поле.

Если магнитному полю, сформированному проводником, разрешено взаимодействовать с другим магнитным полем, между двумя источниками полей будет возникать физическая сила. Если один из этих источников может свободно перемещаться относительно другого, это будет происходить по мере того, как через провод проходит ток, причем движение (обычно против сопротивления пружины) пропорционально силе тока.

Первые построенные измерительные механизмы были известны как гальванометры и обычно проектировались с учетом максимальной чувствительности. Очень простой гальванометр может быть сделан из намагниченной иглы (такой как стрелка магнитного компаса), подвешенной на веревке и помещенной в катушку с проволокой. Ток через катушку с проволокой создает магнитное поле, которое отклоняет стрелку от направления в направлении магнитного поля земли. Старинный струнный гальванометр показан на следующей фотографии:

Такие инструменты были полезны в свое время, но им мало места в современном мире, кроме как для проверки концепции и элементарных экспериментальных устройств.Они очень восприимчивы к любому движению и к любым возмущениям в естественном магнитном поле Земли. Термин «гальванометр» обычно относится к любой конструкции электромагнитного измерительного механизма, созданного для обеспечения исключительной чувствительности, и не обязательно к грубому устройству, подобному тому, что показано на фотографии.

Практические движения электромагнитного счетчика теперь могут быть выполнены, когда поворотная катушка с проволокой подвешена в сильном магнитном поле, защищенном от большинства внешних воздействий.Такая конструкция прибора обычно известна как движение с постоянным магнитом , подвижной катушкой или PMMC :

На картинке выше «стрелка» движения измерителя показана где-то около 35 процентов полной шкалы, при этом ноль находится полностью слева от дуги, а полная шкала полностью справа от дуги. Увеличение измеряемого тока приведет к тому, что игла будет указывать дальше вправо, а уменьшение заставит иглу опускаться обратно к своей точке покоя слева.Дуга на дисплее измерителя помечена числами, чтобы указать значение измеряемой величины, какой бы она ни была.

Другими словами, если требуется ток 50 мкА, чтобы переместить стрелку полностью вправо (что делает это «полное перемещение на 50 мкА»), на шкале будет записано 0 мкА на самом левом конце и 50 мкА на самый правый, 25 мкА отмечены в середине шкалы. По всей вероятности, шкала будет разделена на гораздо более мелкие градуированные отметки, вероятно, каждые 5 или 1 мкА, чтобы любой, кто наблюдает за движением, мог сделать более точные показания по положению иглы.

Движение счетчика будет иметь пару металлических клемм на задней панели для входа и выхода тока. Большинство движений измерителя чувствительны к полярности: одно направление тока перемещает стрелку вправо, а другое — влево. У некоторых измерительных механизмов есть стрелка, которая расположена по центру пружины в середине разворота шкалы, а не слева, что позволяет проводить измерения любой полярности:

Обычно чувствительные к полярности механизмы включают конструкции Д’Арсонваля и Вестона, оба прибора типа PMMC.Ток в одном направлении через провод будет создавать вращающий момент по часовой стрелке на механизме иглы, а ток в другом направлении будет создавать вращающий момент против часовой стрелки.

Некоторые движения измерителя имеют полярность — в чувствительны, они зависят от притяжения немагниченной подвижной железной лопасти к неподвижной токоведущей проволоке для отклонения иглы. Такие счетчики идеально подходят для измерения переменного тока (AC). Чувствительное к полярности движение будет просто бесполезно вибрировать взад и вперед, если оно подключено к источнику переменного тока.

Электростатический измеритель движения

В то время как большинство механических перемещений счетчика основаны на электромагнетизме (ток, протекающий через проводник, создающий перпендикулярное магнитное поле), некоторые из них основаны на электростатике: то есть силе притяжения или отталкивания, создаваемой электрическими зарядами в пространстве. Это то же самое явление, которое проявляют некоторые материалы (например, воск и шерсть) при трении друг о друга. Если напряжение приложено между двумя проводящими поверхностями через воздушный зазор, возникнет физическая сила, притягивающая две поверхности вместе, способная привести в движение какой-то индикаторный механизм.

Эта физическая сила прямо пропорциональна напряжению, приложенному между пластинами, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между пластинами. Сила также не зависит от полярности, что делает этот тип движения счетчика нечувствительным к полярности:

К сожалению, сила, создаваемая электростатическим притяжением, очень мала для обычных напряжений. Фактически, он настолько мал, что такие конструкции движения счетчика непрактичны для использования в обычных измерительных приборах.Обычно движения электростатического измерителя используются для измерения очень высоких напряжений (многие тысячи вольт).

Однако одним большим преимуществом движения электростатического счетчика является тот факт, что он имеет чрезвычайно высокое сопротивление, тогда как электромагнитные движения (которые зависят от протекания тока через провод для создания магнитного поля) имеют гораздо меньшее сопротивление. Как мы увидим более подробно, большее сопротивление (приводящее к меньшему току, потребляемому от тестируемой цепи) делает вольтметр лучшим.

Электронно-лучевая трубка

Гораздо более распространенное применение измерения электростатического напряжения наблюдается в устройстве, известном как электронно-лучевая трубка или CRT . Это специальные стеклянные трубки, очень похожие на трубки телевизионных экранов. В электронно-лучевой трубке пучок электронов, движущихся в вакууме, отклоняется от своего курса под действием напряжения между парами металлических пластин по обе стороны от пучка.

Поскольку электроны заряжены отрицательно, они имеют тенденцию отталкиваться от отрицательной пластины и притягиваться к положительной пластине.Изменение полярности напряжения на двух пластинах приведет к отклонению электронного луча в противоположном направлении, что делает этот тип измерителя чувствительным к полярности «движения»:

Электроны, имеющие гораздо меньшую массу, чем металлические пластины, очень быстро и легко перемещаются под действием этой электростатической силы. Их отклоненный путь можно проследить, когда электроны сталкиваются со стеклянным концом трубки, где они сталкиваются с покрытием из фосфорного химического вещества, испуская свечение света, видимое за пределами трубки.Чем больше напряжение между отклоняющими пластинами, тем дальше электронный луч будет «отклоняться» от своего прямого пути, и тем дальше будет видно светящееся пятно от центра на конце трубки.

Здесь представлена ​​фотография ЭЛТ:

В реальном ЭЛТ, как показано на фотографии выше, есть две пары отклоняющих пластин, а не одна. Для того, чтобы можно было обвести электронный луч по всей площади экрана, а не только по прямой линии, луч должен отклоняться более чем в одном измерении.

Хотя эти трубки способны точно регистрировать небольшие напряжения, они громоздки и требуют электроэнергии для работы (в отличие от электромагнитных измерительных механизмов, которые более компактны и приводятся в действие силой измеряемого сигнального тока, проходящего через них). К тому же они намного более хрупкие, чем другие типы приборов учета электроэнергии. Обычно электронно-лучевые трубки используются в сочетании с точными внешними цепями для формирования более крупного тестового оборудования, известного как осциллограф , который может отображать график изменения напряжения во времени, что является чрезвычайно полезным инструментом для определенных типов цепей. где уровни напряжения и / или тока динамически меняются.

Индикация полной шкалы

Независимо от типа счетчика или размера его движения, для получения полной шкалы необходимо иметь номинальное значение напряжения или тока. При электромагнитных движениях это будет «ток полного отклонения», необходимый для вращения стрелки так, чтобы она указывала на точный конец шкалы индикации. При электростатических движениях полномасштабный рейтинг будет выражен как значение напряжения, приводящее к максимальному отклонению иглы, приводимой в действие пластинами, или значение напряжения в электронно-лучевой трубке, которое отклоняет электронный луч к краю индикаторный экран.В цифровых «движениях» это величина напряжения, приводящая к индикации «полного счета» на числовом дисплее: когда цифры не могут отобразить большее количество.

Задача разработчика измерителя состоит в том, чтобы взять данное движение измерителя и спроектировать необходимую внешнюю схему для индикации полной шкалы при некоторой определенной величине напряжения или тока. Большинство движений измерителя (за исключением электростатических движений) весьма чувствительны и дают полную шкалу только при небольшой доле вольта или ампера.Это непрактично для большинства задач измерения напряжения и тока. Технику часто требуется измеритель, способный измерять высокие напряжения и токи.

Сделав чувствительный датчик движения частью цепи делителя напряжения или тока, полезный диапазон измерения механизма может быть расширен для измерения гораздо более высоких уровней, чем то, на что может указывать только движение. Прецизионные резисторы используются для создания цепей делителей, необходимых для соответствующего деления напряжения или тока.Один из уроков, который вы извлечете из этой главы, — как спроектировать эти схемы делителя.

ОБЗОР:

• «, движение » — это механизм индикации счетчика.
• Электромагнитные движения работают по принципу магнитного поля, создаваемого электрическим током по проводу. Примеры движения электромагнитных счетчиков включают конструкции Д’Арсонваля, Вестона и конструкции с железной лопастью.
• Электростатические движения работают по принципу физической силы, создаваемой электрическим полем между двумя пластинами.
• Электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) используют электростатическое поле для изменения пути электронного луча, обеспечивая индикацию положения луча с помощью света, создаваемого при попадании луча на конец стеклянной трубки.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Типы счетчиков энергии и принципы их работы

Счетчик энергии — это прибор, измеряющий количество электроэнергии, потребляемой потребителями. Коммунальные предприятия устанавливают эти инструменты в каждом месте, например, в домах, на производстве, в организациях, чтобы взимать плату за потребление электроэнергии такими нагрузками, как освещение, вентиляторы и другие приборы.Когда желательна экономия энергии в определенные периоды, некоторые счетчики могут измерять потребление, максимальное использование мощности в некоторый интервал. Измерение «времени суток» позволяет изменять расценки на электроэнергию в течение дня, чтобы регистрировать использование в периоды пиковых высоких затрат и в периоды низкой нагрузки с низкими затратами. Кроме того, в некоторых областях счетчики имеют реле для отключения нагрузки в ответ на спрос в периоды пиковой нагрузки. Наиболее интересный тип используется в качестве счетчиков электроэнергии с предоплатой. Типы счетчиков энергии приведены ниже с пояснением

Базовая единица мощности — ватт.Тысяча ватт — это один киловатт. Если мы используем один киловатт в час, это считается одной единицей потребляемой энергии. Эти измерители измеряют мгновенное напряжение и ток, вычисляют его произведение и выдают мгновенную мощность. Эта мощность интегрируется за период, который дает энергию, использованную за этот период времени.

подразделяются на три основных типа в соответствии с различными факторами, такими как:
1.Тип дисплея

2. Технические характеристики, такие как однофазный, LT, трехфазный, HT и многие другие.

3. Тип использования: домашнее, коммерческое и промышленное

4. Тип точки учета

По конструкции счетчики электроэнергии подразделяются на три типа, которые приведены ниже.

1. Электромеханический индукционный типа

2. Электронный счетчик энергии

3. Интеллектуальный счетчик энергии

Типы ш.r.t Фаза

По фазе счетчики энергии подразделяются на три типа, которые приведены ниже.

1. Однофазный счетчик энергии

2. Трехфазный счетчик энергии

Электронный счетчик энергии

Электронные счетчики отображают потребляемую энергию на ЖК- или светодиодном дисплее, а некоторые также могут передавать показания в удаленные места. В дополнение к измерению потребляемой энергии электронные счетчики могут также регистрировать другие параметры нагрузки и питания, такие как мгновенная и максимальная скорость потребления энергии, напряжения, коэффициент мощности, используемая реактивная мощность и т. Д.Они также могут поддерживать выставление счетов за время суток, например, запись количества энергии, потребляемой в часы пик и непиковый период.

Это точные, высокопроизводительные и надежные типы измерительных приборов по сравнению с обычными механическими счетчиками. Он потребляет меньше энергии и мгновенно начинает измерения при подключении к нагрузке. Эти измерители могут быть аналоговыми или цифровыми. В аналоговых счетчиках мощность преобразуется в пропорциональную частоту или частоту импульсов и интегрируется счетчиками, размещенными внутри нее.

В цифровом электросчетчике мощность напрямую измеряется высокопроизводительным процессором. Питание интегрируется логическими схемами для получения энергии, а также для целей тестирования и калибровки. Затем она преобразуется в частоту или частоту импульсов.

➢ Цифровой электронный счетчик энергии:

Цифровой сигнальный процессор или высокопроизводительные микропроцессоры используются в цифровых электросчетчиках. Как и аналоговые измерители, преобразователи напряжения и тока подключаются к АЦП высокого разрешения.После преобразования аналоговых сигналов в цифровые отсчеты, отсчеты напряжения и тока умножаются и интегрируются цифровыми схемами для измерения потребляемой энергии.

также рассчитывает фазовый угол между напряжением и током, так что он также измеряет и показывает реактивную мощность. Он запрограммирован таким образом, что рассчитывает энергию в соответствии с тарифом и другими параметрами, такими как коэффициент мощности , максимальное потребление и т.д., и сохраняет все эти значения в энергонезависимой памяти EEPROM.

Он содержит часы реального времени (RTC) для расчета времени интегрирования мощности, расчета максимального потребления, а также отметки даты и времени для определенных параметров. Кроме того, он взаимодействует с жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД), устройствами связи и другими выходами измерителя. Батарея предназначена для RTC и других важных периферийных устройств для резервного питания.

Интеллектуальный счетчик энергии

Интеллектуальный счетчик — это электронное устройство, которое регистрирует потребление электроэнергии и передает информацию поставщику электроэнергии для мониторинга и выставления счетов.Умные счетчики обычно регистрируют энергию ежечасно или чаще и сообщают не реже одного раза в день.

^{Интеллектуальные счетчики обеспечивают двустороннюю связь между счетчиком и центральной системой. Такая развитая инфраструктура измерения (AMI) отличается от автоматического считывания показаний счетчика (AMR) тем, что обеспечивает двустороннюю связь между счетчиком и поставщиком. Связь от счетчика к сети может быть беспроводной или через фиксированные проводные соединения, такие как линия электропередачи (PLC). Варианты беспроводной связи, которые обычно используются, включают сотовую связь (которая может быть дорогостоящей), Wi-Fi (легко доступная), беспроводные одноранговые сети через Wi-Fi, беспроводные ячеистые сети, маломощная беспроводная связь большого радиуса действия (LoRa), ZigBee (низкая мощность , беспроводная связь с низкой скоростью передачи данных) и Wi-SUN (Smart Utility Networks).}

Это передовая измерительная технология, включающая размещение интеллектуальных счетчиков для считывания, обработки и обратной связи данных с клиентами. Он измеряет потребление энергии, дистанционно переключает поставки потребителям и дистанционно контролирует максимальное потребление электроэнергии. В интеллектуальной системе измерения используются передовые технологии системы инфраструктуры измерения для повышения производительности.

Они могут обмениваться данными в обоих направлениях. Они могут передавать данные коммунальным службам, такие как потребление энергии, значения параметров, сигналы тревоги и т. Д., А также могут получать информацию от таких коммунальных служб, как система автоматического считывания показаний счетчика, инструкции по повторному подключению / отключению, обновление программного обеспечения счетчика и другие важные сообщения.

Эти счетчики сокращают необходимость посещения при чтении или снятии ежемесячного счета. В этих интеллектуальных счетчиках используются модемы для облегчения работы систем связи, таких как телефонная связь, беспроводная связь, оптоволоконный кабель, связь по линиям электропередач. Еще одним преимуществом интеллектуального учета является полное предотвращение взлома счетчика электроэнергии там, где существует возможность незаконного использования электроэнергии.

Прочтите , чтобы узнать больше о Счетчики энергии

Конструкция счетчика энергии переменного тока

Счетчики энергии являются основной частью для измерения потребляемой мощности.Его используют везде, вне зависимости от того, насколько он большой или мал. Он также известен как счетчик ватт-часов. Здесь мы обсуждаем конструкцию и принцип работы счетчика энергии индукционного типа.
Чтобы понять структуру счетчика ватт-часов, мы должны понять четыре основных компонента счетчика. Это следующие компоненты:

1. Приводная система
2. Подвижная система
3. Тормозная система
4. Регистрирующая система

Приводная система

Компонентами этой системы являются два ламинированных силиконовой стали электромагнита.Верхний электромагнит называется шунтирующим магнитом и несет катушку напряжения, состоящую из множества витков тонкой проволоки. Нижний электромагнит называется последовательным магнитом, и он несет две токовые катушки, состоящие из нескольких витков толстой проволоки. Катушки тока соединены последовательно со схемой, и ток нагрузки проходит через нее.
Когда катушка напряжения подключена к питающей сети и обеспечивает высокое отношение индуктивности к сопротивлению. В нижней части шунтирующего магнита есть медные полосы, которые обеспечивают компенсацию трения, так что фазовый угол между потоком шунтирующего магнита и напряжением питания составляет точно 90 ^o .

Система перемещения

Как вы можете видеть на рисунке, в зазоре между двумя электромагнитами установлен тонкий алюминиевый диск, установленный на вертикальном валу. Вихревые токи индуцируются в алюминиевом диске, когда он сокращает поток, создаваемый обоими магнитами. В результате интерференции вихревых токов и двух магнитных полей возникает отклоняющий момент в диске. По мере того, как вы начинаете потреблять энергию, диск начинает медленно вращаться, и несколько оборотов диска отображают потребление энергии в определенный интервал времени.Обычно измеряется в киловатт-часах.

Тормозная система

Основной частью этой системы является постоянный магнит, называемый тормозным магнитом. Он расположен рядом с диском, поэтому в нем индуцируются вихревые токи за счет движения вращающегося диска через магнитное поле. Этот вихревой ток реагирует с магнитным потоком и создает тормозной момент, который препятствует движению диска. Скорость диска можно контролировать, изменяя поток.

Система регистрации

Как следует из названия, она регистрирует число оборотов диска, которое пропорционально потребляемой энергии непосредственно в киловатт-часах.Существует дисковый шпиндель, который приводится в движение шестерней на валу диска и показывает, сколько раз диск повернулся.

Принцип работы счетчика энергии

Работа однофазных индукционных счетчиков энергии типа основана на двух основных принципах:

1. Вращение алюминиевого диска.
2. Устройство подсчета и отображения количества потребляемой энергии.

Вращение алюминиевого диска

Вращение металлического диска осуществляется двумя катушками.Обе катушки расположены таким образом, что одна катушка создает магнитное поле, пропорциональное напряжению, а другая катушка создает магнитное поле, пропорциональное току. Поле, создаваемое катушкой напряжения, задерживается на 90 ^o , так что в диске индуцируется вихревой ток. Сила, действующая на диск двумя полями, пропорциональна произведению мгновенного тока и напряжения в катушках.
В результате в воздушном зазоре вращается легкий алюминиевый диск. Но есть необходимость остановить диск при отсутствии питания.Постоянный магнит работает как тормоз, который препятствует вращению диска и уравновешивает скорость вращения относительно потребляемой мощности.

Организация подсчета и отображения потребляемой энергии

В этой системе вращение плавающего диска было подсчитано и затем отображено в окне счетчика. Алюминиевый диск соединен со шпинделем, имеющим шестерню. Эта шестерня приводит в действие регистр, и количество оборотов диска было подсчитано и отображено в регистре, который имеет серию циферблатов, и каждая цифра представляет собой одну цифру.В передней части счетчика есть небольшое окошко дисплея, которое отображает показания потребляемой энергии с помощью циферблатов. На центральном плече шунтирующего магнита имеется медное затемняющее кольцо. Чтобы сделать фазовый угол между магнитным потоком, создаваемым шунтирующим магнитом, и напряжением питания около 900, требуются небольшие изменения в месте кольца.

Руководство по электрическим принципам: измерительные приборы

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ:

• • обсудить работу механизма измерения d’Arsonval.
• • подключить вольтметр к цепи.
• • подключите и прочтите аналоговый мультиметр.
• • подключить амперметр.
• • измерьте сопротивление с помощью омметра.

ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ:

• амперметр — прибор для измерения протока тока
• шунт амперметра — устройство, позволяющее амперметру измерять большие количества тока; шунт подключен последовательно с нагрузкой и амперметром подключен параллельно шунту
• аналоговых счетчиков — счетчиков, которые используют движущийся указатель для индикации значение
• Амперметр клещевой — амперметр с подвижной зажимной губкой. вокруг проводника для измерения тока трансформатор тока трансформатор используется для измерения больших значений переменного тока
• механизм d’Arsonval — гальванометр, в котором подвешена подвижная катушка внутри постоянного магнита для перемещения указателя
Гальванометры
• — очень чувствительные измерители, требующие всего несколько микроампер тока к эксплуатации
• вольтметры многодиапазонные — вольтметры, использующие более одного полного значение диапазона
• Омметр — измеритель сопротивления
• вольтметр — прибор для измерения напряжения

Любой желающий работать в области электротехники и электроники должен стать владеть обычными приборами, используемыми для измерения электрических величин.Эти инструменты — вольтметр, амперметр и омметр. Без счетчиков было бы невозможно дать осмысленную интерпретацию происходящего в цепи. Счетчики можно разделить на два основных типа: аналоговые и цифровой.

АНАЛОГОВЫЕ СЧЕТЧИКИ

Аналоговые счетчики отличаются тем, что в них используется стрелка и шкала для обозначения их значения (фиг. 1). Есть разные виды аналога метровые движения.Один из самых распространенных — часовой механизм д’Арсонваль. на фиг. 2. Этот тип движения часто называют подвижной катушкой. метр. Катушка с проволокой подвешена между полюсами постоянного магнита, либо ювелирными механизмами, подобными тем, что используются в часах, либо натянутыми группы. Тип тугой ленты обеспечивает меньшее трение при повороте, чем драгоценный движение. Эти счетчики могут работать с очень небольшими объемами ток и часто их называют гальванометрами.

РИС. 1 Аналоговый измеритель. Simpson Electric.

РИС. 2 Базовый механизм метра d’Arsonval. ПОСТОЯННАЯ МАГНИТНАЯ УКАЗАТЕЛЬНАЯ ПРУЖИНА; ДВИЖУЩАЯСЯ КАТУШКА; ПРИНЦИП РАБОТЫ

Аналоговые счетчики работают по принципу отталкивания магнитных полюсов. друг друга. Когда ток проходит через катушку, создается магнитное поле. вокруг катушки. Направление протекания тока через счетчик такое что такая же полярность магнитного полюса создается вокруг катушки, что и постоянного магнита.Подобная полярность вызывает отклонение катушки от полюса магнита. Пружина используется для замедления поворота. катушки. Расстояние между витками и пружиной пропорционально напряженности магнитного поля, развиваемого в катушке. Если указатель добавляется к катушке и за стрелкой ставится шкала, метр движение создано.

Так как вращающая сила этого счетчика зависит от отталкивания магнитных полей, он будет работать только с постоянным током.Если подключен переменный ток к движущейся катушке магнитная полярность будет меняться 60 раз в секунду и чистая сила поворота будет равна нулю. По этой причине вольтметр постоянного тока будет показывать ноль при подключении к линии переменного тока. Когда этот тип движения должен использоваться для измерения значений переменного тока, ток должен быть выпрямлен или изменен в постоянный ток перед подачей на измеритель (рис. 3).

ВОЛЬТМЕТР

Вольтметр предназначен для прямого подключения к источнику власти.ИНЖИР. 4 показывает вольтметр, используемый для проверки напряжения аккумулятор.

Обратите внимание, что выводы измерителя подключаются непосредственно к источнику напряжения. Вольтметр можно подключить непосредственно к источнику питания потому что он имеет очень высокое сопротивление, подключенное последовательно с измерителем движение (фиг. 5). Промышленный стандарт для вольтметра — 20000 Ом. на вольт для постоянного тока и 5000 Ом на вольт для переменного тока.

Предположим, что вольтметр, показанный на фиг.5 — измеритель переменного тока с полной шкалой диапазон 300 В.

Цепь счетчика (счетчик плюс резистор) должна иметь сопротивление 1,500,000. Ом (300 В x 5000 Ом на вольт = 1500000 Ом).

ВЫПРЯМИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

РИС. 3 Выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное.

РИС. 4 Вольтметр подключается непосредственно к источнику питания.

РИС. 5 Резистор подключается последовательно к измерителю.

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЯ РЕЗИСТОРА

Прежде чем можно будет рассчитать номинал резистора, рабочие характеристики метра должно быть известно.Предполагается, что счетчику требуется ток 50 мкА и напряжение 1 В для полного отклонения стрелки. Они известны как значения полной шкалы измерителя.

Когда измеритель и резистор подключены к источнику напряжения, их комбинированное падение напряжения должно составлять 300 В. Поскольку счетчик имеет падение напряжения на 1 В резистор должен иметь падение 299 В. Резистор и измеритель соединены последовательно друг с другом.

В последовательной цепи ток должен быть одинаковым во всех частях схема.Если для отклонения счетчика требуется ток 50 мкА полная шкала, то через резистор должен протекать ток 50 мкА. это когда он имеет падение напряжения 299 В. Теперь значение сопротивления может быть вычисленным

РИС. 6 Вольт-Ом-миллиамперметр с многодиапазонным выбором. Triplett Corp.

РИС. 7 Поворотный селекторный переключатель используется для изменения настройки полного диапазона.

МНОГОДИАПАЗОННЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Большинство вольтметров являются многодиапазонными вольтметрами, что означает, что они предназначен для использования одного метрового движения для измерения нескольких диапазонов напряжения.

Например, один метр может иметь селекторный переключатель, разрешающий полную шкалу диапазоны для выбора.

Эти диапазоны могут быть 3 В полной шкалы, 12 В полной шкалы, 30 В полной шкалы, Полная шкала 60 В, полная шкала 120 В, полная шкала 300 В и полная шкала 600 В. Счетчики сделаны с таким количеством шкал, что они будут максимально универсальными. насколько возможно. Если необходимо проверить напряжение 480 В, счетчик можно установить на диапазон 600 В. Однако было бы очень трудно проверьте систему 24 В в диапазоне 600 В.Если счетчик установлен на 30-В диапазон, легко проверить на напряжение 24 В.

Измеритель, показанный на фиг. 6 имеет многодиапазонный выбор напряжения.

Когда селекторный переключатель этого измерителя повернут, ступени сопротивления вставляются в цепь для увеличения диапазона или удаляются из цепи для уменьшения диапазона. Измеритель, показанный на фиг. 7 имеет четыре настройки диапазона для полного напряжения: 30 В, 60 В, 300 В и 600 В. Обратите внимание, что когда чем выше выбраны настройки напряжения, тем большее сопротивление вставляется в схема.

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ РЕЗИСТОРА

Значения четырех резисторов, показанных на фиг. 7 можно определить с помощью Закон Ома. Предположим, что значения полной шкалы измерителя составляют 50 мкА и 1 В.

Первым шагом является определение номинала резистора R1, который обеспечивает значение полной шкалы 30 В. Резистор R1, следовательно, должен иметь напряжение падение 29 В при протекании через него тока 50 мкА.

R = E / I

R = 29/0: 000050

R = 580 кОм = 580 000 Ом

Когда селекторный переключатель переведен во второе положение, цепь счетчика должно иметь полное падение напряжения 60 В.Движение счетчика и резистор R1 имеет полное падение напряжения 30 В, поэтому резистор R2 должен иметь напряжение падение 30 В при протекании через него тока 50 мкА. Это обеспечит общее падение напряжения 60 В для всей цепи.

R = E / I

R = 30/50 µ (000050A)

R = 600 кОм = 600000 Ом

Когда селекторный переключатель переведен в третье положение, цепь должно иметь полное падение напряжения 300 В. Резисторы R1 и R2 плюс счетчик движение имеют суммарное падение напряжения 60 В при номинальном токе.Резистор Следовательно, R3 должен иметь падение напряжения 240 В при 50 мкА.

R = E / I

R = 240/50 мкА

R = 4: 8 МОм = 4800000 Ом

Когда селекторный переключатель переведен в четвертое положение, цепь должно иметь полное падение напряжения 600 В при номинальном токе. Поскольку резисторы R1, R2 и R3 плюс движение измерителя создают падение напряжения 300 В при номинальный ток, резистор R4 должен иметь падение напряжения 300 В при 50 мкА тока через него.

R = E / I

R = 300/50 мкА

R = 6 МОм = 6 000 000 Ом

СЧИТЫВАНИЕ СЧЕТЧИКА

Чтобы научиться читать шкалу мультиметра, нужно время и практика. Большинство людей используют счетчики каждый день, не задумываясь о Это. Обычный тип счетчика, который ежедневно используется большинством людей, показан на фиг. Спидометр 8.Itisa аналогичен тем, что видели в автомобилях.

Этот счетчик предназначен для измерения скорости.Он откалиброван в милях на час. Показанный спидометр имеет значение полной шкалы 80 миль в час. Если указатель расположен, как показано на фиг. 8, большинство людей сразу поймут, что скорость автомобильного мобиля составляет 55 миль в час.

РИС. 8 Спидометр.

РИС. 9 Указатель уровня топлива.

РИС. 9 иллюстрирует еще один распространенный измеритель, используемый большинством людей. Этот метр измеряет количество топлива в баке автомобиля.

Большинство людей могут взглянуть на указатель и знать, что счетчик показывает что осталась четверть бака топлива.Теперь предположим, что резервуар имеет емкость 20 галлонов. Счетчик показывает, что 5 галлонов топлива остается в баке.

Обучение чтению шкалы мультиметра похоже на обучение чтению. спидометр или указатель уровня топлива. Шкала измерителя, показанная на фиг. 10 имеет несколько шкалы, используемые для измерения различных величин и значений. Вершина шкала измеряет сопротивление или ом. Обратите внимание, что шкала начинается с слева на бесконечности и заканчивается на нуле справа.

Омметры будут рассмотрены позже в этом разделе.

Вторая шкала обозначена как AC-DC и используется для измерения напряжения. Уведомление что эта шкала имеет три различных значения полной шкалы. Верхняя шкала 0-300, вторая шкала — 0-60, а третья шкала — 0-12. Масштаб количество используемых определяется установкой переключателя диапазона. Третий Набор шкал маркирован усилителями переменного тока. Эта шкала используется с токоизмерительными клещами. насадка, которую можно использовать с несколькими счетчиками.Последняя шкала обозначена дБм, который используется для измерения децибел.

РИС. 10 Типичный мультиметр.

ЧТЕНИЕ ВОЛЬТМЕТРА

(слева) РИС. 11 Считывание показаний счетчика. (справа) ФИГ. 12 Считывание показаний счетчика.

Обратите внимание, что на трех шкалах вольтметра используются первичные числа 3, 6, и 12 и кратны 10 этим числам. Поскольку числа кратны 10, можно легко умножить или разделить показания на голову, перемещая десятичную точку.

Помните, что любое число можно умножить на 10, перемещая десятичную дробь. укажите на одну позицию вправо, и любое число можно разделить на 10, перемещая десятичная запятая на одно место слева.

Например, если селекторный переключатель был установлен так, чтобы счетчик мог показывать напряжение полной шкалы 3 В, будет использоваться шкала 300 В, а показания будет разделен на 100. Показание можно разделить на 100, перемещая десятичная запятая на два разряда слева.На фиг. 11 стрелка указывает значение 250. Если селекторный переключатель установлен на полную шкалу 3 В, перемещение десятичная точка, расположенная на два разряда слева, даст значение 2,5 В. Если селекторный переключатель был установлен на значение полной шкалы 30 В, измеритель показанный на фиг. 11 будет означать значение 25 В. Это показание получается разделив шкалу на 10 и переместив десятичную запятую на одну позицию в оставили.

Теперь предположим, что прибор настроен на значение полной шкалы 600. В.Указатель на фиг. 12 означает значение 44. Поскольку полная шкала значение измерителя установлено на 600 В, используйте диапазон 60 В и умножьте показания счетчика на 10. Путем перемещения десятичной запятой на одну позицию в правильно, правильное значение будет 440 В.

При считывании показаний счетчика необходимо выполнять три различных шага. Эти шаги особенно полезны для тех, у кого не было большого опыта чтение мультиметра. Шаги:

1.Определите, что показывает глюкометр. Установлен ли счетчик на считывание значений постоянного напряжения, постоянного тока, переменного напряжения, Переменный ток или Ом? Невозможно прочитать счетчик, если ты не знаешь что метр используется для измерения.

2. Определите значение полной шкалы измерителя. Преимущество мультиметра в том, что он может измерять широкий диапазон значений и количеств. После определения какое количество метр настроен для измерения, необходимо определить, что дальность действия измерителя есть.Есть большая разница в чтении, когда измеритель настроен на отображение значения полной шкалы 600 В и когда оно установлен на полную шкалу 30 В.

3. Считайте показания счетчика. Последний шаг — определить, что показывает счетчик. Может понадобиться определить значение хеш-меток на счетчике лицо для диапазона, на который установлен селекторный переключатель. Если счетчик в ИНЖИР. 10 установлен для полной шкалы 300 В, каждая метка имеет значение 5 В.

Если значение полной шкалы измерителя составляет 60 вольт, то каждый хэш Марка имеет значение 1 В.

АМПЕРМЕТР

РИС. 13 Амперметр подключается последовательно к нагрузке.

РИС. 15 Шунт используется для установки значения амперметра.

РИС. 14 Амперметр линейный.

РИС. 16 Амперметрический шунт.

Амперметр, в отличие от вольтметра, представляет собой прибор с очень низким импедансом. В амперметр используется для измерения тока и должен быть подключен последовательно с нагрузка, позволяющая нагрузке ограничивать ток (фиг.13). Амперметр имеет типичное сопротивление менее 0,1 Ом. Если этот счетчик подключен параллельно с источником питания полное сопротивление амперметра равно Единственное, что нужно ограничить количество тока, протекающего в цепи. Предположить, что амперметр с сопротивлением 0,1 Ом подключается к сети переменного тока напряжением 240 В линия. Ток в этой цепи будет 2400 А (240 / 0,1 = 2400). Ослепительная вспышка света приведет к разрушению амперметра.

Амперметры, подключенные непосредственно к цепи, как показано на РИС.13 упоминаются как линейные амперметры. ИНЖИР. 14 показан амперметр этого типа.

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ АМПЕРМЕТРА

созданы путем подключения общей подвижной катушки метр через шунт. Шунт амперметра — это устройство с низким сопротивлением. чтобы провести большую часть тока цепи вдали от движения счетчика. С движение счетчика подключено параллельно шунту, напряжение падение на шунте — это напряжение, приложенное к измерителю.Самый амперметр шунты изготавливаются на падение напряжения 50 мВ (милливольт).

Если через шунт подключен датчик на 50 мВ, как показано на РИС. 15, указатель переместится к значению полной шкалы, когда номинальный ток шунта течет. В показанном примере шунт амперметра рассчитан на падение на 50 мВ при протекании в цепи тока 10 А.

Так как движение счетчика имеет напряжение полной шкалы 50 мВ, он будет показывать значение полной шкалы, когда через шунт протекает ток 10 А.Шунт амперметра показан на фиг. 16.

для амперметров для индикации различных значений. Если то же самое Перемещение на 50 мВ подключается через шунт, рассчитанный на падение 50 мВ при 100 А тока через него, счетчик теперь будет иметь полную шкалу номинал 100 А.

Сопротивление шунта амперметра можно рассчитать по закону Ома. В сопротивление шунта, рассчитанного на падение напряжения 50 мВ при 100 Ток, протекающий через него, составляет:

R = E / I

R = 0: 050 100 R = 0: 0005 Ом, или 0: 5 мО

РИС.17 Общий ток делится между счетчиком и шунтом. ИНЖИР. 18 Трансформатор тока используется для изменения диапазона амперметра переменного тока.

В этой задаче не учитываются электрические параметры метр движения. Причина в том, что количество тока, необходимое для движение счетчика настолько мало по сравнению со схемой 100-А ток, который не может существенно повлиять на значение сопротивления шунта. Однако при вычислении значения для слаботочного шунта значения счетчика должны быть приняты во внимание.Например, предположим счетчик имеет падение напряжения 50 мВ (0,050 В) и требует тока 1 мА (0,001 А) для отклонения полной шкалы измерителя. Используя закон Ома, это можно найти, что измеритель имеет внутреннее сопротивление 50 Ом (0,050 / 0,001 = 50). Теперь предположим, что необходимо построить шунт, который позволит измерителю чтобы иметь значение полной шкалы 10 мА. Если через цепь и 1 мА должны протекать через счетчик, затем 9 мА должны проходить через шунт (РИС.17). Поскольку на шунте должно быть падение напряжения 50 мВ когда через него протекает ток 9 мА, его сопротивление должно быть 5,555 Ом (0,050 / 0,009 = 5,555).

АМПЕРМЕТРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Шунты могут использоваться с амперметрами переменного тока для увеличения их диапазона, но не могут использоваться для уменьшения их диапазона. В большинстве амперметров переменного тока используется трансформатор тока. вместо шунтов для изменения значений шкалы. Этот тип амперметра показан на фиг. 18. Первичная обмотка трансформатора соединена последовательно с нагрузка, а амперметр подключается к вторичной обмотке трансформатора.Обратите внимание, что диапазон измерителя изменяется путем выбора различных кранов. на вторичной обмотке трансформатора тока. Различные нажатия на трансформатор обеспечивает различное соотношение витков между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Соотношение витков — это отношение количества витков провода в первичной обмотке по сравнению с количеством витков провода в вторичный.

РАСЧЕТ ОБОРОТОВ

В этом примере предполагается, что движение счетчика переменного тока требует ток 100 мА для полного отклонения шкалы счетчика.Также предполагается что первичная обмотка трансформатора тока содержит 5 витков провода. А трансформатор будет спроектирован так, чтобы обеспечивать показания тока полной шкалы 1 A, 5 A и 10 A. Чтобы определить количество витков, необходимое во вторичной обмотке обмотки можно использовать следующую формулу.

Np Ns = Is Ip

… где Np = количество витков провода в первичной обмотке Ns = количество витков провода во вторичной обмотке Ip = ток первичной обмотки Is = ток вторичный Количество витков провода во вторичной обмотке для получения полного Значение тока шкалы 1 А можно рассчитать следующим образом:

5 нс = 0: 1 1

Перекрестное умножение используется для решения задачи.Перекрестное умножение достигается умножением нижней половины уравнения на один сторона знака равенства в верхней половине уравнения с другой стороны знака равенства.

0: 1 нс = 5 нс = 50

Вторичная обмотка трансформатора должна содержать 50 витков провода. если амперметр должен показывать показания полной шкалы при токе 1 А протекает через первичную обмотку.

Число витков вторичной обмотки можно найти для других значений первичной обмотки. ток точно так же.

5 нс = 0: 1 5

0: 1Ns = 25 Ns = 250 витков 5 Ns = 0: 1 10

0: 1Ns = 50 Ns = 500 витков

ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА (ТТ)

Когда необходимо измерить большой ток переменного тока, другой тип трансформатора тока подключен к линии электропередачи. Эти трансформаторы иметь отношения от 200: 5 до нескольких тысяч до пяти. Эти трансформаторы тока, обычно упоминаемые в промышленности как трансформаторы тока, имеют стандартный номинальный вторичный ток 5 А переменного тока.

Они предназначены для работы с амперметром переменного тока на 5 А, подключенным напрямую. к их вторичной обмотке, что вызывает короткое замыкание. ТТ разработаны работать с закороченной вторичной обмоткой. Вторичная обмотка ТТ никогда не следует размыкать при подаче питания на первичную обмотку. Это приведет к тому, что трансформатор произведет повышение напряжения, которое может быть достаточно высоким, чтобы убить любого, кто соприкоснется с ним.

Трансформатор тока — это в основном тороидальный трансформатор.Тороидальный трансформатор выполнен с полым сердечником, похожим на бублик (фиг. 19).

При использовании трансформаторов тока основная линия электропередачи проходит через отверстие в трансформаторе (фиг. 20). Линия электропередачи действует как первичная трансформатора и считается равным 1 витку.

РИС. 19 Тороидальный трансформатор тока. ПЛОЩАДЬ D КОМПАНИЯ.

ГЕНЕРАТОР 5 ТРАНСФОРМАТОР ТОКА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАГРУЗКИ ДЕЙСТВУЕТ В КАЧЕСТВЕ ПЕРВИЧНОЙ ЗАВОД 1 ОБОРОТА.

РИС. 20 Тороидальный трансформатор, используемый для изменения масштабного коэффициента амперметра переменного тока.

Коэффициент трансформации трансформатора можно изменить, замкнув цепь питания. провод через отверстие в трансформаторе для создания первичной обмотки более 1 оборота. Например, предположим, что трансформатор тока имеет коэффициент из 600: 5. Если основной провод питания вставлен через отверстие, он потребуется ток 600 А для полного отклонения счетчика.Если первичный силовой провод обвивается петлей и вставляется через окно во второй раз первичная обмотка теперь содержит 2 витка провода вместо 1 ( ИНЖИР. 21). Теперь требуется 300 А тока в первичной обмотке, чтобы отклонить полная шкала измерителя. Если первичный провод пропущен через отверстие в третий раз потребуется всего 200 А тока, чтобы отклонить полная шкала метра.

РИС. 21 Первичный проводник проходит через ТТ, образуя второй поворот, который меняет соотношение.

АМПЕРМЕТРЫ ЗАЖИМНЫЕ

Многие электрики используют амперметр переменного тока клещевого типа (РИС. 22). В челюсть счетчика зажимается вокруг одного из проводников питания к нагрузке (фиг. 23). Счетчик зажат только вокруг одной из линий. Если он зажат более чем на одной линии, магнитные поля проводов компенсируют друг друга, и счетчик показывает ноль.

Токоизмерительные клещи также используют для работы трансформатор тока.Челюсть Измеритель является частью основного материала трансформатора. Когда счетчик подключается вокруг токоведущего провода, изменяющийся магнитный поле, создаваемое переменным током, индуцирует напряжение в переходном токе. бывший. Сила и частота магнитного поля определяют величина напряжения, наведенного в трансформаторе тока. Потому что 60 Гц стандартная частота по всей стране, величина наведенного напряжения пропорциональна силе магнитного поля.

РИС. 22 (A) Токоизмерительные клещи аналогового типа с вертикальной шкалой. (B) Аналоговый Тип клещевой амперметр с плоской шкалой. (C) Амперметр с цифровым шкала. Инструмент Amprobe.

РИС. 23 Клещи-клещи подключаются только к одному проводнику.

РИС. 24 Обмотка проводника вокруг зажима амперметра изменяет соотношение.

РИС. 25 DC-AC клещевой амперметр. Инструмент Amprobe.

Для клещевого амперметра можно задать различные настройки диапазона, изменяя коэффициент трансформации вторичной обмотки трансформатора, как это сделано на линейный амперметр.Первичная обмотка трансформатора — это проводник вокруг к которому подключается подвижная челюсть. Если амперметр подключен к один провод, у первичной обмотки один виток провода по сравнению с витками вторичный. Передаточное число можно изменить так же, как передаточное отношение КТ изменен. Если 2 витка проволоки намотаны на зажим Амперметр (РИС.24), первичная обмотка теперь содержит 2 витка вместо 1, а коэффициент трансформации трансформатора изменяется.Амперметр будет теперь укажите удвоенное количество тока в цепи. Чтение на шкалу счетчика необходимо разделить на 2, чтобы получить правильный чтение. Возможность изменения отношения оборотов токоизмерительных клещей может быть полезным для измерения малых токов. Изменение передаточного числа не ограничено обернуть 2 витка провода вокруг губки амперметра. Любое количество витки можно намотать на губку амперметра, и показания будут делиться на это число.

АМПЕРМЕТРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Большинство клещей с возможностью измерения как постоянного, так и переменного тока. ток не работает по принципу трансформатора тока.

Трансформаторы тока зависят от индукции, что означает, что ток линия должна периодически менять направление, чтобы обеспечить изменение магнитного полярность поля. Это постоянное изменение напряженности и направления поля. что позволяет трансформатору тока работать.Сила тока в цепи постоянного тока однонаправлен и не меняет полярность, что не позволило бы трансформатор тока для работы.

ПОЛУПРОВОДНИК ГЕНЕРАТОРА ТОКА

НУЛЕВОЙ ЦЕНТР ВОЛЬТМЕТРА:

РИС. 26 Базовый генератор Холла.

ТЕКУЩИЙ ПУТЬ ИЗМЕНЕН.

В ГЕНЕРАТОРЕ ВЫРАБОТАЕТ НАПРЯЖЕНИЕ.

МАГНИТ

0 S ТОК ГЕНЕРАТОР

РИС.27 Наличие магнитного поля вызывает генератор Холла для выработки напряжения.

ГЕНЕРАТОР ТОКА НАПРАВЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ТОКА ИЗ-ЗА ИЗМЕНЕНИЯ МАГНИТА ПОЛЯРНОСТЬ.

ПОЛЯРНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ.

МАГНИТ

0 N

РИС. 28 При изменении полярности магнитного поля полярность изменения напряжения.

DC-AC (РИС. 25) используют эффект Холла в качестве основного принципа. операции.

Эффект Холла был открыт Эдвардом Х. Холлом в Университете Джона Хопкинса. в 1879 году. Изначально Холл использовал кусок чистого золота для изготовления Зала эффект, но сегодня используется полупроводниковый материал, потому что он лучше эксплуатационные характеристики и дешевле. Устройство часто называют как генератор Холла. ИНЖИР. 26 иллюстрирует принцип действия генератор Холла. Генератор постоянного тока обеспечивает непрерывное ток на полупроводниковый чип.Провода вольтметра с нулевым центром соединены с противоположных сторон микросхемы. Пока текущий протекает через центр полупроводникового чипа, нет разности потенциалов или напряжение на микросхеме.

Если магнитное поле приближается к чипу (рис. 27), путь электронов искажается, и ток больше не течет через центр чип. По бокам микросхемы создается напряжение. Напряжение пропорциональна величине текущего потока и величине тока искажение.Поскольку ток остается постоянным, а величина искажения пропорционально силе магнитного поля, создаваемое напряжение поперек чипа пропорционален силе магнитного поля.

Если полярность магнитного поля поменяли местами (РИС. 28), ток путь будет искажен в противоположном направлении, создавая напряжение противоположной полярности. Обратите внимание, что генератор Холла вырабатывает напряжение в присутствии магнитного поля.Не имеет значения, поле движется или неподвижно. Следовательно, эффект Холла можно использовать. для измерения постоянного или переменного тока.

РИС. 29 Омметр базовой серии.

РИС. 30 Установка омметра на ноль.

РИС. 31 Считывание омметра.

ОММЕТР

Омметр используется для измерения сопротивления. Общий ВОМ (вольт-ом-миллиамперметр) содержит омметр.Омметр имеет единственную шкалу на ВОМ, которая нелинейный. Числа шкалы увеличиваются в значении по мере продвижения справа налево. Существует два основных типа аналоговых омметров: серийные и шунт. Омметр серии используется для измерения высоких значений сопротивления, а шунтирующий тип используется для измерения низких значений сопротивления. Несмотря на используемого типа, счетчик должен иметь собственный источник питания для измерения сопротивление. Питание обеспечивается батареями, расположенными внутри прибора.

СЕРИЯ ОММЕТР

Схема омметра базовой серии показана на фиг. 29. Предполагается что движение счетчика имеет сопротивление 1000 Ом и требует тока 50 мкА для полного отклонения измерителя.

Источником питания будет батарея 3 В. R1, постоянный резистор номиналом 54 кОм соединен последовательно с движением счетчика, а R2 — переменным резистор номиналом 10 кОм, включен последовательно с измерителем и R1.Эти значения сопротивления были выбраны для обеспечения достаточного сопротивление в цепи для ограничения тока, протекающего через движение счетчика до 50 мкА. Если для вычисления необходимого сопротивления используется закон Ома (3 В / 0,000050 A = 60,000 O), будет видно, что необходимо значение 60 кОм. Эта схема содержит всего 65 000 Ом (1000 [метр] + 54 000 + 10 000). Схема сопротивление можно изменить, установив переменный резистор на значение всего лишь 55000 Ом, чтобы компенсировать износ батареи по мере ее старения и становится слабее.

Когда необходимо измерить сопротивление, сначала необходимо обнулить счетчик. Этот осуществляется регулятором регулировки сопротивления, переменный резистор расположен на передняя часть счетчика. Для обнуления счетчика подключите провода (РИС.29). и поверните ручку регулировки сопротивления до тех пор, пока измеритель не покажет ноль на дальнем конце. правый конец шкалы (фиг. 30). Когда выводы разделены, счетчик снова будет указывать сопротивление бесконечности в левой части шкалы. Когда провода соединены через сопротивление, счетчик снова подниматься по шкале.Поскольку сопротивление было добавлено к цепи, меньше чем Будет протекать ток 50 мкА, и измеритель покажет какое-то значение, другое чем ноль. ИНЖИР. 31 показывает измеритель, показывающий сопротивление 2,5 Ом, при условии, что настройка диапазона — Rx1.

могут иметь различные настройки диапазона, такие как Rx1, Rx100, Rx1000, или Rx10 000. Эти разные шкалы можно получить, добавляя разные значения сопротивления в цепи счетчика и обнуление счетчика.При изменении шкалы омметр всегда следует заново настраивать на ноль. При настройке R_1 сопротивление измеряется сразу после сопротивления. шкала, расположенная вверху счетчика. Если диапазон установлен на Rx1000, однако показание следует умножить на 1000. Показание омметра показано на фиг. 31 означало бы сопротивление 2500 Ом, если бы диапазон был установлен для Rx1000. Обратите внимание, что шкала омметра считывается в обратном направлении от другие весы.Ноль сопротивления находится в крайней правой части шкалы, а максимальное сопротивление расположено в дальнем левом углу. Обычно требуется немного времени и практики, чтобы правильно считать омметр.

== ЦИФРОВЫЕ СЧЕТЧИКИ ==

ЦИФРОВЫЕ ОММЕТРЫ

РИС. 32, генератор постоянного тока подает известный ток к резистору, Rx. Предполагается, что количество подаваемого тока составляет…

Цифровые омметры отображают сопротивление в цифрах, а не в метровое движение.При использовании цифрового омметра необходимо следить за тем, чтобы индикация шкалы на счетчике. Например, большинство цифровых измерителей Отобразите K на шкале для обозначения киломов или M для обозначения мегомов (килограмм означает 1000, а мега означает 1000000). Если измеритель показывает сопротивление 0,200 К, значит 0,200×1000, или 200 Ом. Если счетчик показывает 1,65 м, это означает 1,65×1,000,000, или 1,650,000 Ом.

Внешний вид — не единственное отличие аналогового омметра от цифрового.Другой их принцип действия. Аналоговые счетчики работают путем измерения величина изменения тока в цепи при неизвестном значении сопротивления добавлен. Цифровые омметры измеряют сопротивление, измеряя величину падения напряжения на неизвестном сопротивлении. В схеме, показанной в 1 мА. Падение напряжения на резисторе пропорционально сопротивлению резистора и величины протекающего тока. Например, предположим, что номинал неизвестного резистора 4700 Ом.Вольтметр покажет падение 4,7 В при токе 1 мА, протекающем через резистор. Масштаб коэффициент омметра можно изменить, изменив величину тока протекать через резистор. Цифровые омметры обычно показывают точность около 1%.

Омметр, цифровой или аналоговый, никогда нельзя подключать к цепь при включении питания. Поскольку омметр использует собственный внутренний источник питания, он имеет очень низкое рабочее напряжение.Подключение счетчика к источнику питания, когда он установлен в положение Ом, вероятно, повредит или разрушит метр.

ЦИФРОВЫЕ МУЛЬТИМЕТРЫ

РИС. 33 Цифровой мультиметр. Инструмент Amprobe.

становятся все более популярными в последние несколько годы. Наиболее очевидная разница между цифровыми и аналоговыми измерителями заключается в том, что цифровые измерители отображают свои показания дискретными цифрами вместо с указателем и шкалой.Цифровой мультиметр показан на фиг. 33. Некоторые цифровые измерители имеют переключатель диапазона, аналогичный используемому переключателю диапазона. с аналоговыми счетчиками. Этот переключатель устанавливает значение полного диапазона измерителя. Многие цифровые счетчики имеют диапазон значений напряжения от 200 мВ до 2000 В. Нижние диапазоны используются для точности.

Например, предположим, что необходимо измерить напряжение 16 В. измеритель сможет производить более точные измерения, если его установить на Диапазон 20 В, чем в диапазоне 2000 В.

Некоторые цифровые измерители не имеют регулятора диапазона. Эти метры известны как измерители с автоматическим выбором диапазона. У них есть переключатель управления функциями, который позволяет выбрать электрическую величину для измерения, например, переменный ток вольт, постоянный ток, вольт, ом и так далее. Когда измерительные щупы подключены к объект, который нужно проверить, измеритель автоматически выбирает правильный диапазон и отображает значение.

Аналоговые измерители изменяют значение шкалы, добавляя или удаляя сопротивление из схема счетчика (РИС.7). Типичное сопротивление аналогового измерителя составляет 20 000 Ом на вольт для постоянного тока и 5000 Ом на вольт для переменного тока. Если счетчик установлен на значение полной шкалы 60 В, сопротивление будет 1,2 МОм. соединены последовательно с измерителем, если он используется для измерения постоянного тока (60×20,000 = 1,200,000) и 300 кОм, если он измеряет переменный ток (60×5000 = 300000). Импеданс счетчик не вызывает особого беспокойства, если он используется для измерения подключенных цепей. к источнику сильного тока. Например, предположим, что напряжение панели 480 В должен измеряться мультиметром с сопротивлением 5000 Ом на вольт.Если счетчик настроен на диапазон 600 В, подключенное сопротивление последовательно со счетчиком — 3 МО (600х5000 = 3 000 000). Это сопротивление позволит току 160 мкА протекать в цепи счетчика (480 / 3,000,000 = 0,000160). Этого тока 160 мкА недостаточно, чтобы повлиять на тестируемую цепь.

Теперь предположим, что этот измеритель будет использоваться для проверки цепи 24 В, которая ток 100 мкА. Если используется диапазон 60 В, цепь счетчика содержит сопротивление 300 кОм (60×5000 = 300000).Следовательно, текущий 80 мкА будет течь, когда счетчик подключен к цепи (24 / 300,000 = 0,000080).

Подключение счетчика к цепи изменило всю схему операция. Это явление известно как эффект нагрузки.

Цифровые счетчики не имеют эффекта нагрузки.

Большинство цифровых измерителей имеют входное сопротивление около 10 МОм на всех диапазонах. Входное сопротивление — это омическое значение, используемое для ограничения протекания тока. через метр.Этот импеданс достигается за счет использования полевого эффекта. транзисторы (полевые транзисторы) и схему делителя напряжения. Простая схема для такая схема показана на фиг. 34. Обратите внимание, что вход измерителя подключен через 10 МОм сопротивления независимо от настройки диапазона измерителя.

Если этот измеритель используется для измерения напряжения цепи 24 В, ток 2,4 мкА будет проходить через счетчик. Этого тока недостаточно, чтобы расстроить остальная часть схемы, и измерения напряжения могут быть выполнены точно.

РИС. 34 Цифровой вольтметр.

РИС. 35 Дисплей показывает напряжение 1,347 милливольта.

РИС. 36 Дисплей показывает ток 26,41 мкА.

ЧТЕНИЕ ЦИФРОВОГО СЧЕТЧИКА

Казалось бы, считывание показаний цифрового счетчика было бы простым делом глядя на числа на дисплее. Однако это может быть не так. Показания на дисплее цифровых измерителей с автоматическим выбором диапазона, например, может представлять любое значение от Ом до мегаом или вольт до милливольт.Эти счетчики обычно отображают обозначения рядом с числовыми цифрами, чтобы указать шкала метра. ИНЖИР. 35 иллюстрирует дисплей типичного цифрового измерителя.

На нем показаны числа 1,347 с обозначениями рядом с числами в мВ, или милливольт. Фактическое показание счетчика составляет 1,347 милливольт или 0,001347 вольт.

Дисплей на фиг. 36 означает ток 26,41 мкА. Символ µ означает микро или одну миллионную, а A означает ампер. Счетчик показывает ток 26.41 микроампер или 0,00002641 ампер. Это очень важно обращать внимание на условные обозначения, следующие за цифрами на дисплее цифрового счетчика.

РИС. 37 Низкоомный тестер напряжения. К ЗОНДАМ ПЛУНЖЕРНАЯ ПРУЖИНА

РИС. 38 Пути заземления с высоким импедансом могут привести к ошибочным показаниям напряжения. ВОЛЬТМЕТР; НАГРУЗОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР; ЗАЗЕМЛЕННЫЙ ОБЪЕКТ

ТЕСТЕР НИЗКОИМПЕДАНСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

РИС.39 Тестер напряжения Виггинса (квадрат D).

Другое устройство, используемое для проверки напряжения, часто называют напряжением. тестер. Это устройство измеряет напряжение, но не содержит счетчика. движение или цифровой дисплей. Он содержит катушку и плунжер.

Катушка создает магнитное поле, пропорциональное величине напряжения, к которому подключена катушка тестера. Чем выше напряжение, тем сильнее становится магнитное поле. Плунжер должен преодолеть сила пружины, когда она втягивается в спираль (РИС.37). Поршень действует как указатель, чтобы указать величину напряжения, до которого тестер подключен. Тестер имеет импеданс около 5000 Ом и обычно может использоваться для измерения напряжений до 600 В. Низкоомный измеритель напряжения имеет очень большой ток потребления по сравнению с другими типами вольтметров и никогда не должны использоваться для проверки цепей малой мощности.

Относительно высокое потребление тока тестером напряжения может быть преимуществом. однако при тестировании определенных типов цепей, поскольку они не подвержены давать неверные показания напряжения, вызванные высокоомным заземлением цепи или напряжения обратной связи, которые влияют на другие типы вольтметров.Пример это преимущество показано на фиг. 38.

Трансформатор используется для питания нагрузки.

Обратите внимание, что ни выходная сторона трансформатора, ни нагрузка не подключен к земле. Если вольтметр с высоким сопротивлением измеряет между одним сторону трансформатора и точку заземления, это, скорее всего, укажет некоторое количество напряжения.

Это потому, что земля может действовать как большой конденсатор и может допускать малую количество тока, протекающего через цепь, создаваемую счетчиком.Этот путь заземления с высоким импедансом может выдерживать ток всего несколько микроампер расход, но этого достаточно, чтобы управлять движением счетчика. Если тестер напряжения делает то же измерение, он не покажет напряжение, потому что не может тока, достаточного для притяжения поршня. Показан тестер напряжения на фиг. 39.

РЕЗЮМЕ

• Механизм счетчика типа d’Arsonval основан на принципе, что как магнитные поля отталкиваются.

• Механизм d’Arsonval работает только от постоянного тока.

• Вольтметры имеют высокое сопротивление и предназначены для прямого подключения. через линию электропередачи.

• Шаги для снятия показаний счетчика: A. Определите, какое количество счетчик настроен на измерение. B. Определите значение полного диапазона измерителя. C. Читать метр.

• Амперметры имеют низкое сопротивление и должны подключаться последовательно с нагрузка для ограничения протекания тока.

• Шунты используются для изменения значения амперметров постоянного тока.

• Амперметры переменного тока используют трансформатор тока для изменения настройки диапазона.

• Накладные амперметры измеряют протекание тока путем измерения силы магнитного поля вокруг проводника.

• Омметры используются для измерения сопротивления в цепи.

• Омметры содержат внутренний источник питания, как правило, батареи.

• Омметры нельзя подключать к цепи, к которой подключено питание. к нему.

• Цифровые мультиметры отображают свое значение цифрами вместо метра. движение.

• Цифровые мультиметры обычно имеют входное сопротивление 10 МОм на все диапазоны.

• Цифровые омметры измеряют сопротивление, измеряя падение напряжения на неизвестный резистор, когда через него протекает известный ток.

• Измерители напряжения с низким импедансом не чувствительны к индикации напряжения. вызвано заземлением с высоким сопротивлением или обратной связью.

ВИКТОРИНА:

1. Чему пропорциональна вращающая сила движения измерителя д’Арсонваля?

2. Какое напряжение должно быть подключено к движению счетчика d’Arsonval?

3. Вольтметр постоянного тока имеет сопротивление 20 000 Ом на вольт. Что сопротивление измерителя, если переключатель выбора диапазона установлен на 250 В. классифицировать?

4. Для чего нужен шунт амперметра?

5. Как включить в цепь амперметр?

6.Как подключить вольтметр в цепь?

7. Шунт амперметра имеет падение напряжения 50 мВ при токе 50 А. через это. Какое сопротивление шунта?

8. Какой тип счетчика содержит отдельный источник питания?

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРАКТИКИ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

РИС. 40 — Многодиапазонный вольтметр работает путем подключения разных значения сопротивления последовательно с движением счетчика.

1. Движение измерителя d’Arsonval имеет значение тока полной шкалы 100 мкА. (0,000100 А) и сопротивление 5 кОм (5000 Ом). Резистор какого размера должен должны быть размещены последовательно с этим измерителем, чтобы он мог показывать полное напряжение 10 В шкала?

2. Движение счетчика, описанное в вопросе 1, должно использоваться для построения многодиапазонный вольтметр. Счетчик должен иметь диапазоны напряжения 15 В, 60 V, 150 В и 300 В (РИС. 40). Найдите номиналы резисторов R1, R2, R3, и R4.

3. Движение счетчика имеет значение полной шкалы 500 мкА (0,000500 А) и 50 мВ (0,050 В). Шунт должен быть подключен к счетчику, который это позволяет. чтобы иметь значение тока полной шкалы 2 А. Какое сопротивление шунт?

4. Цифровой вольтметр показывает напряжение 2,5 В при токе 10 мкА. протекает через резистор.

Какое сопротивление резистора?

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

1.Вы работаете на промышленном предприятии. У вас есть мультиметр с следующие диапазоны напряжения: 30, 60 и 150. Измеритель сообщает, что имеет сопротивление 5000 Ом / В. Вам нужно измерить цепь, имеющую напряжение 277 В. Сколько сопротивления следует добавить последовательно с метр, чтобы диапазон 30 В имел значение полной шкалы 300 В?

История электросчетчика

«Великим изобретением девятнадцатого века был метод изобретательства».Это изречение английского математика и философа Альфреда Норта Уайтхеда (1891-1947) прекрасно применимо к истории электросчетчиков, доведенных до совершенства благодаря серии изобретений, основанных на достижениях и стимулирующих дальнейшее развитие.

Первая половина 19 века принесла блестящие открытия в области электромагнетизма. В 1820 году француз Андре-Мари Ампер (1775-1836) открыл электродинамическое взаимодействие между токами. В 1827 году немец Георг Симон Ом (1787–1854) обнаружил взаимосвязь между напряжением и током в проводнике.В 1831 году британец Майкл Фарадей (1791-1867) открыл закон индукции, на котором основана работа генераторов, двигателей и трансформаторов.

Ко второй половине века почва была хорошо подготовлена ​​для практического использования.

открытиями последовали изобретения и патенты. Лампа, динамо-машина, двигатель, трансформатор, счетчик и турбина были изобретены в быстрой последовательности. Неудивительно, что когда приходит время, важные изобретения достигаются почти одновременно в разных частях света.

Венгр Отто Титуш Блати, изобретатель индукционного электросчетчика и соавтор трансформатора, в 1930 году вспоминал этот захватывающий период такими словами: «В мои дни это было легко. Наука была похожа на тропический лес. Все, что вам было нужно, это хороший топор, и куда бы вы ни пошли, вы могли срубить огромное дерево ».

С изобретением динамо-машины (Аньос Йедлик в 1861 году, Вернер фон Сименс в 1867 году) электрическая энергия могла быть произведена в больших количествах.Первым массовым применением электричества было освещение. Когда начали продавать этот новый продукт — электрическую энергию, стало очевидно, что необходимо определить стоимость.

Однако было неясно, какие единицы должны быть выставлены в счет, и каковы были бы наиболее подходящие принципы измерения.

Первым измерителем был измеритель мощности лампы Samual Gardiner (США), запатентованный в 1872 году. Он измерял время, в течение которого энергия подавалась на нагрузку, поскольку все лампы, подключенные к этому измерителю, управлялись одним переключателем.Разделение цепей освещения стало практичным с появлением лампочки Эдисона, и этот счетчик стал устаревшим.

Электролитические счетчики

Томас Альва Эдисон (1847-1931), который представил первые электрические распределительные системы для освещения с использованием постоянного тока, считал, что электричество должно продаваться так же, как и газ, который в то время также широко использовался для освещения.

Его «электросчетчик», запатентованный в 1881 году (патент США № 251,545), использовал электрохимический эффект тока.

Он содержал электролитическую ячейку, в которую помещалась точно взвешенная полоска меди в начале расчетного периода. Ток, протекающий через электролит, вызвал отложение меди. В конце расчетного периода медная полоса была снова взвешена, и разница отражала количество пропущенной электроэнергии. Счетчик был откалиброван так, чтобы счета можно было отображать в кубических футах газа.

Эти счетчики использовались до конца 19 века.Однако имелся один большой недостаток — считывание показаний счетчика было затруднено для коммунального предприятия и невозможно для клиента. Позже Эдисон добавил счетный механизм для облегчения считывания показаний счетчика.

Существовали и другие электролитические счетчики, такие как немецкий счетчик водорода Siemens-Shuckert и Schott & Gen. Йенский ртутный измеритель. Электролитические счетчики могли измерять только ампер-часы и не подходили при колебаниях напряжения.

Маятниковые измерители

Другой возможный принцип построения измерителя заключался в создании некоторого движения — колебания или вращения — пропорционального энергии, которое затем могло бы заставить регистр считывать.

Принцип маятникового измерителя был описан американцами Уильямом Эдвардом Айртоном и Джоном Перри в 1881 году. В 1884 году, не зная об их изобретении, Герман Арон (1845-1902) в Германии сконструировал маятниковый измеритель.

В более совершенной форме этот счетчик имел два маятника, причем катушка на обоих маятниках была подключена к источнику напряжения. Под маятниками находились две токовые катушки, намотанные в противоположных направлениях. Поэтому один из маятников работал медленнее, а другой быстрее, чем без нагрузки.

Разница между временами колебания приводила в действие счетный механизм. Роль двух маятников менялась каждую минуту, так что начальная разница между временами колебаний маятников могла быть компенсирована. В это же время заводились часы.

Эти счетчики были дорогими, потому что в них было два часа, и их постепенно заменили моторные счетчики. Маятниковые измерители измеряли ампер-часы или ватт-часы, но могли использоваться только для постоянного тока.

Мотор-счетчики

Другой возможностью было использовать двигатель для создания счетчика. В таких измерителях крутящий момент пропорционален нагрузке и уравновешивается тормозным моментом, так что скорость ротора пропорциональна нагрузке, когда крутящие моменты находятся в равновесии.

Американец Элиу Томсон (1853-1937) разработал свой «Регистрирующий ваттметр» в 1889 году для компании General Electric. Это был двигатель без железа, с ротором, возбужденным напряжением через катушку и резистор, используя коммутатор.

Статор возбуждается током, поэтому крутящий момент пропорционален произведению напряжения и тока. Тормозной момент создавался постоянным магнитом, действующим на алюминиевый диск, закрепленный на роторе. Этот измеритель использовался в основном для постоянного тока. Большим недостатком счетчиков моторов был коммутатор.

Изобретены трансформаторы

В первые годы распределения электроэнергии еще не было ясно, какие системы будут более выгодными: системы постоянного или переменного тока.

Однако вскоре стал очевиден важный недостаток систем постоянного тока — напряжение нельзя было изменить, и поэтому было невозможно построить более крупные системы. В 1884 году француз Люсьен Голар (1850–1888) и англичанин Джон Диксон Гиббс изобрели «вторичный генератор», предшественник современного трансформатора.

Практичный трансформатор был разработан и запатентован для Ганца в 1885 году тремя венгерскими инженерами — Кароли Циперновски, Отто Титуш Блати и Микса Дери.В том же году Вестингауз купил патент Голарда и Гибсона, а Уильям Стэнли (1858-1916) усовершенствовал дизайн. Джордж Вестингауз (1846-1914) также купил патенты на переменный ток Николы Теслы.

С этим стала возможной электрическая система переменного тока, и с начала 20 века она постепенно заменила системы постоянного тока. При измерении приходилось решать новую проблему — измерение электрической энергии переменного тока.

Индукционные счетчики

В 1885 году итальянец Галилео Феррарис (1847–1897) сделал ключевое открытие: два противофазных поля переменного тока могут заставить вращаться твердый якорь, такой как диск или цилиндр.Независимо от этого американец хорватского происхождения Никола Тесла (1857-1943) также открыл вращающееся электрическое поле в 1888 году. Шалленбергер также — случайно — обнаружил эффект вращающихся полей в 1888 году и разработал измеритель ампер-часов переменного тока.

Тормозной момент обеспечивал вентилятор. В этом измерителе не было элемента напряжения, учитывающего коэффициент мощности; поэтому он не подходил для использования с двигателями. Эти открытия легли в основу асинхронных двигателей и открыли путь к индукционным счетчикам.В 1889 году венгр Отто Титуш Блати (1860-1939), работавший на заводе Ганца в Будапеште, Венгрия, запатентовал свой «Электрический счетчик переменного тока» (Германия № 52,793, США № 423,210).

Как описано в патенте: «Этот измеритель, по существу, состоит из металлического вращающегося тела, такого как диск или цилиндр, на который действуют два магнитных поля, смещенных по фазе друг относительно друга.

Указанный фазовый сдвиг фаз является следствием того факта, что одно поле создается основным током, в то время как другое поле возбуждается катушкой с большой самоиндукцией, шунтированной из тех точек цепи, между которыми должна быть затрачена энергия. измеряется.

Магнитные поля, однако, не пересекаются друг с другом внутри тела вращения, как в хорошо известной схеме Феррари, а проходят через разные части того же самого, независимо друг от друга ».

При таком расположении Блати удалось добиться внутреннего фазового сдвига почти точно на 90 °, поэтому счетчик более или менее правильно отображал ватт-часы. В измерителе использовался тормозной магнит для обеспечения широкого диапазона измерений и был снабжен циклометрическим регистром. В том же году Ganz начал производство.Первые измерители были установлены на деревянном основании, вращались со скоростью 240 оборотов в минуту и ​​весили 23 кг. К 1914 году вес снизился до 2,6 кг.

Оливер Блэкберн Шалленбергер (1860-1898) в 1894 году разработал для Westinghouse ваттметр индукционного типа. Он имел катушки тока и напряжения, расположенные на противоположных сторонах диска, и два постоянных магнита, демпфирующих один и тот же диск. Он был также большим и тяжелым, весил 41 фунт. У него был барабанный регистр.

Людвиг Гутманн, работавший на Sangamo, в 1899 году разработал измеритель мощности переменного тока «Тип А». Ротор представлял собой цилиндр со спиральными пазами, расположенный в полях катушек напряжения и тока. Диск, приклепанный к днищу цилиндра, использовался для торможения постоянным магнитом. Регулировки коэффициента мощности не было.

Счетчики электроэнергии — доработка

В последующие годы было достигнуто много улучшений: уменьшение веса и габаритов, расширение диапазона нагрузок, компенсация изменений коэффициента мощности, напряжения и температуры, устранение трения путем замены шарнирных подшипников шарикоподшипниками, а затем двойными ювелирными подшипниками и магнитные подшипники, а также улучшение долгосрочной стабильности за счет лучших тормозных магнитов и удаления масла из подшипника и регистра.

К началу века трехфазные индукционные счетчики были разработаны с использованием двух или трех измерительных систем, размещенных на одном, двух или трех дисках.

Новые функции

, также известные как счетчики Феррари и основанные на принципах счетчика Блати, по-прежнему производятся в больших количествах и являются рабочими лошадками в области измерения благодаря своей низкой цене и превосходной надежности.

По мере распространения электроэнергии к началу века быстро родилась концепция многотарифного счетчика с местными или дистанционно управляемыми переключателями, счетчика максимального потребления, счетчика предоплаты и максиграфа.

Первая система контроля пульсаций была запатентована в 1899 году французом Сезаром Рене Лубери и усовершенствована компаниями Compagnie des Compteurs (позже Schlumberger), Siemens, AEG, Landis & Gyr, Zellweger, Sauter и Brown Boveri, и это лишь некоторые из них. В 1934 году компания Landis & Gyr разработала счетчик Trivector, измеряющий активную и реактивную энергию, а также видимую потребность.

Счетчики электронные и дистанционный учет

Великий период первоначального развития счетчиков закончился.Как выразился Блати, продолжая свою метафору: «Теперь вы ходите целыми днями, даже не находя куста».

Электронные технологии не применялись в измерениях до тех пор, пока в 1970-х годах не стали доступны первые аналоговые и цифровые интегральные схемы. Это легко понять, если подумать об ограничениях энергопотребления в закрытых коробках для счетчиков и ожидаемой надежности.

Новая технология дала новый импульс развитию счетчиков электроэнергии.Первоначально были разработаны статические измерители высокой точности, в основном использующие принцип умножения с временным разделением. Ячейки холла также использовались, в основном для коммерческих и жилых счетчиков. Гибридные счетчики, состоящие из индукционных счетчиков и электронных тарифных единиц, были построены в 1980-х годах. Эта технология использовалась относительно недолго.

Дистанционное дозирование

Идея дистанционного учета родилась в 1960-х годах. Первоначально использовалась дистанционная импульсная передача, но постепенно она была заменена использованием различных протоколов и средств связи.

Сегодня счетчики со сложной функциональностью основаны на новейших электронных технологиях с использованием цифровой обработки сигналов, при этом большинство функций реализовано во встроенном ПО.

Стандарты и точность дозирования

Необходимость тесного сотрудничества между производителями и коммунальными предприятиями была достигнута относительно рано. Первый стандарт измерения, Кодекс ANSI C12 для измерения электроэнергии, был разработан еще в 1910 году. В предисловии к нему говорится: «Хотя Кодекс, естественно, основан на научных и технических принципах, коммерческая сторона измерения постоянно учитывалась, поскольку имеет очень большое значение ».

Первый известный стандарт измерений МЭК, Публикация 43, датируется 1931 годом. Высокий стандарт точности — выдающаяся характеристика, которая была установлена ​​и поддерживается специалистами в области измерения. В проспектах 1914 года представлены счетчики с точностью 1,5% в диапазоне измерения от 10% или менее до 100% максимального тока. IEC 43: 1931 определяет класс точности 2.0. Эта точность до сих пор считается достаточной для большинства жилых помещений, даже для статических счетчиков.

Счетчики электроэнергии — будущее

Сосредоточение внимания на бизнес-аспектах измерения и использование последних достижений в области технологий — вот ключи к постоянному успеху в истории измерений.

Благодарности

Здесь невозможно перечислить все источники, из которых была взята эта работа. Автор выражает благодарность коллегам по счетной индустрии, предоставившим ценные документы.

Каков принцип работы терморегулирующих расходомеров?

Расходомер, который измеряет поток жидкости, протекающей через закрытый трубопровод, такой как труба, или канал, используя тепловые свойства этой жидкости, известен как расходомеры с терморегулятором.Хотя большинство из них используются для измерения расхода газа, некоторые из них также используются для измерения расхода жидкости. Он используется в различных отраслях промышленности с широким спектром функций. Важно понимать рабочие стандарты расходомеров с терморегулятором , чтобы решить, подходит ли он для вашего применения. Ниже представлен комплексный принцип работы :

Принцип работы расходомера с терморегулятором основан на законе Кинга, который предполагает, как нагретая проволока, погруженная в поток жидкости, определяет в точке потока массовую скорость.Он основан на теории кондуктивного и конвективного теплообмена.

Поддерживаются два датчика с использованием проточных тел в линию или вставных зондов расходомера. Затем эти датчики соединяются с измеряемой жидкостью. Самым популярным из этих датчиков являются датчики температуры сопротивления (RTD), состоящие из чрезвычайно прочной обмотки, покрытой защитной оболочкой. Тепло вводится в поток жидкости. Большое количество тепла теряется с увеличением потока жидкости, и количество рассеиваемого тепла измеряется с помощью одного или обоих этих датчиков температуры.

Интегральная схема нагревает один из датчиков, и он действует как датчик потока, а другой датчик действует как эталонный детектор и определяет температуру жидкости. Цепь между датчиком расхода и эталонным датчиком поддерживает постоянный перегрев. Когда жидкость протекает через нагретый датчик, текущие молекулы жидкости отводят тепло от датчика. Это приводит к охлаждению датчика и значительным потерям энергии.

После этого баланс цепи нарушается, и разница температур между нагретым резистивным датчиком температуры (RTD) и эталонным датчиком искажается.Энергия, потерянная в этом процессе, восстанавливается в контуре в течение секунды за счет нагрева датчика потока для регулирования температуры перегрева. Электроэнергия, необходимая для поддержания этого перегрева, представляет собой сигнал массового расхода.

Тепловые свойства жидкости и конструкция расходомера являются факторами, которые определяют величину общих тепловых потерь во время процесса. Тепловые свойства жидкости могут изменяться в зависимости от разницы в температуре и давлении, но эти изменения относительно невелики в большинстве областей ее применения.Жидкости со стабильными тепловыми свойствами остаются постоянными во время фактических операций, и для измерения массового расхода жидкости можно использовать контрольные расходомеры Thermal .

Несмотря на то, что термические свойства жидкости не оказывают заметного влияния на процесс измерения, каким-то образом состав жидкости ответственен за изменение степени измерения. В таких случаях меняющийся состав флюида во время реальных операций влияет на измерение теплового потока.Таким образом, для определения скорости потока следует использовать соответствующий коэффициент регулирования.

Если вы ищете лучшие расходомеры с терморегулятором, вам следует выбрать Proteus Industries. Они являются первопроходцами в отрасли и обеспечивают качественную продукцию, которая поможет вашему бизнесу работать лучше.

Сообщение навигации

Тестирование электросчетчиков | Powermetrix

Электричество играет жизненно важную роль в жизни человека. Помимо освещения вашего дома, он обеспечивает питание основных предметов домашнего обихода.Поскольку вы потребляете электроэнергию, необходимо отслеживать и измерять единицу потребления, что создает необходимость в проверке электросчетчиков.

Здесь вы используете счетчик CT для измерения потребления энергии. Его использование распространено в каждом торговом центре, промышленности и жилых помещениях. Но как управлять потреблением, когда ваши устройства потребляют большое количество энергии?

Решение — это инвестиции в технологию электросчетчиков. Он будет включать такие функции, как ЖК-дисплей и дистанционное зондирование. Хотя это хорошо, это открывает двери для электромагнитных воздействий (EMI).Как следствие, негативно сказывается на работоспособности оборудования. Скорее всего, вы не хотите, чтобы это произошло.

Точный выставление счетов жизненно важен для потребителей и коммунальных предприятий. Таким образом, крайне важно, чтобы ваш измеритель работал должным образом, особенно во время возникновения электромагнитных помех.

Включение оборудования для поверки электросчетчиков помогает восстановить надежность. Здесь тестирование счетчика сравнивается в нормальных и ненормальных условиях, чтобы гарантировать его точность.

Потребность в электронных электрических счетчиках

Электронный счетчик по своим характеристикам и функциям превосходит электромеханический счетчик.Первый работает по принципу Феррари. Вот что это значит.

Счетчик регистрирует энергию в зависимости от потока, создаваемого интегрированием тока и напряжения. Электромагнитный измеритель имеет серьезные недостатки, такие как дрейф точности и нестабильность во времени.

Но, электросчетчики очень надежны. Несмотря на это, для поверки электросчетчиков потребуется качественное оборудование. Это единственный способ предоставить вашим клиентам качественные и надежные данные.

Таким образом, электросчетчик — это то, что вам нужно в доме.Большинство жилых районов полагаются на однофазное питание для выполнения своих задач. Здесь вы можете насладиться однофазным питанием переменного тока напряжением 120 В.

1. Стандарты поверки электросчетчиков

Проверка работоспособности электросчетчика разделена на три основных сегмента. К ним относятся электрические схемы, электрические и климатические условия. В каждом тесте убедитесь, что вы используете лучшее оборудование для проверки электросчетчиков.

Условия климатических испытаний включают в себя внешние факторы, влияющие на работу вашего измерителя.

Перед выдачей сертификата точности электрические испытания охватывают различные области. В этом случае ваш электросчетчик проверен на:

• Любое тепловое воздействие
• Подача напряжения
• Правильная изоляция
• Электромагнитная совместимость
• Защита от замыканий на землю

2. Тест на электромагнитную совместимость

Это необходимый тест, который гарантирует точность вашего глюкометра. Тест разделен на две части: тесты на невосприимчивость и выбросы.Это помогает справиться с проблемой электромагнитных помех, распространенной проблемой в обществе.

Да, используемые сегодня схемы выделяют электромагнитную энергию. Энергия влияет на надежность и производительность внутренней цепи и близлежащего оборудования.

EMI распространяется посредством излучения или проводимости. Если на свободном месте, то это называется радиацией. Там, где он проходит через кабели или провода, он известен как проводимость.

а) Испытание на выбросы

В электрическом компоненте используются такие элементы, как дроссели, диоды и схемы.Тест защищает ваш глюкометр от влияния на работу других инструментов.

б) Тест на иммунитет

Испытание на выбросы гарантирует, что ваш счетчик не передает электромагнитные помехи ближайшему оборудованию. Он использует высококачественное оборудование для проверки электросчетчиков, чтобы гарантировать качественные результаты. Это не относится к тестам на иммунитет.

Тесты на невосприимчивость не позволяют вашим глюкометрам действовать как рецепторы электромагнитных помех. В результате ваш измеритель в целом работает, несмотря на наличие электромагнитных помех.

Вот категории тестов на невосприимчивость.

I. Тесты на устойчивость к излучению

Это широко известно как тест электромагнитной частоты. Тест гарантирует, что тестируемый измеритель обычно работает.

II. Проведенные тесты на иммунитет

Тест направлен на определение того, где работает счетчик. Помните, что электромагнитные помехи могут передаваться на измеритель через линии электропередач, контакт с телом или интерфейсные линии.

Используйте соответствующее оборудование для проверки счетчиков

Проверка электросчетчиков необходима для обеспечения правильной работы электросчетчиков.