Ваттметры 1    Один из параметров, который характеризует состояние электрической сети – это ее мощность. Она отражает величину работы, выполняемую электрическим током в единицу времени. Мощность устройств, включаемых в электрическую цепь, должна быть в рамках мощности сети. Иначе возможны неприятные сюрпризы – от выхода из строя оборудования до короткого замыкания и пожара.

    Измеряют мощность электрического тока специальным прибором – ваттметром. И если в цепи постоянного тока она рассчитывается простым умножением силы тока на напряжение (достаточно наличия вольтметра и амперметра), то в сети переменного тока без измерительного оборудования не обойтись. Также им контролируют режим работы электрического оборудования и учитывают расход энергии.

   Применение

   Основная область применения – это электроэнергетическая промышленность и машиностроение, мастерские по ремонту электроприборов. Однако достаточно широко используют и бытовые измерители, которые приобретают любители электроники, компьютеров и просто обыватели – для учета и экономии энергопотребления.

Применяют ваттметры для:

Определения мощности приборов;

Тестирования электрических сетей, и их отдельных участков;

Испытаний электрических установок (как показывающие приборы);

Контроля работы оборудования;

Учета расхода электроэнергии.

   Типы ваттметров

   Измерению мощности предшествует измерение силы тока и напряжения исследуемого участка цепи. В зависимости способов измерения, преобразования данных и показа итоговой информации, ваттметры делятся на аналоговые и цифровые.

   Аналоговые ваттметры бывают показывающие и самопишущие и отражают активную мощность участка цепи. Табло показывающего прибора имеет полукруглую шкалу и поворачивающуюся стрелку. Деления шкалы отградуированы в соответствии с определенными величинами мощности, измеряемой в ваттах (Вт).

   Цифровые ваттметры измеряют как активную, так и реактивную мощность. Кроме того, на дисплей прибора могут выводиться (кроме показания мощности) также и сила тока, напряжение, и расход энергии по времени. Данные измерений можно вывести удаленно на компьютер оператора.

   Устройство и принцип действия

   Аналоговые ваттметры

   Наиболее распространенными и точными аналоговыми ваттметрами являются приборы электродинамической системы.

   Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек. Одна из них – неподвижная, имеет толстую обмотку с небольшим числом витков и малое сопротивление. Подключается последовательно с нагрузкой. Вторая катушка – подвижная. Ее намотка выполнена из тонкого провода и имеет большое количество витков, поэтому и сопротивление у нее высокое. Подключается она параллельно нагрузке и снабжается еще добавочным сопротивлением (для исключения короткого замыкания между катушками).

   При подключении прибора к сети, в катушках образуются магнитные поля. Их взаимодействие создает вращающий момент, который отклоняет подвижную катушку с подсоединенной к ней стрелкой на определенный угол. Величина угла эквивалентна произведению силы тока и напряжения в данный момент времени.

   Цифровые ваттметры

   В основе работы цифрового ваттметра лежит предварительное измерение силы тока и напряжения. Для этого на входе устанавливаются: последовательно нагрузке – датчик тока, параллельно – датчик напряжения. Они могут выполняться на базе термисторов, измерительных трансформаторов, термопар и других элементов.

   Мгновенные значения полученных величин тока и напряжения посредством аналого-цифрового преобразователя передаются к встроенному микропроцессору. Здесь производятся необходимые вычисления (находится активная и реактивная мощности) и выдаются в виде итоговой информации на дисплей и подключенные внешние устройства.

схема ваттметров

Рисунок - Схема подключения Ватметра

   Подключение

   Ваттметры имеют четыре клеммы (2 входа, 2 выхода) для подключения. Две из них используют при сборе последовательной (токовой) цепи – ее подключают первой, а две – для параллельной (цепи напряжения). Начало цепи напряжения (вход) подключают к началу токовой цепи (соединить клеммы перемычкой), соединенному с одним зажимом сети. Конец цепи напряжения (выход) соединяют с другим зажимом сети.

Рассмотрим несколько ваттметров разного исполнения и разных производителей:

Ваттметры 2

1. Многофункциональный цифровой ваттметр СМ3010 класса точности 0,1

   Предназначен для измерения активной мощности, тока, напряжения и частоты в цепях постоянного тока и в однофазных цепях переменного тока; для поверки ваттметров, амперметров, вольтметров класса 0,3 и ниже, частотомеров класса 0,01 и ниже.

   Пределы измерения тока Iп:

- на постоянном и переменном токе: 0,002-0,005-0,01-0,02-0,05-0,1-0,2-0,5-1-2-5-10 А.

   Пределы измерения напряжения Uп:

-постоянный ток: 1-3-7,5-15-30-75-150-300-450-700-1000 В.

-переменный ток: 1-3-7,5-15-30-75-150-300-450-700 В.

Пределы измерения мощности соответственно  Uп* Iп

Пределы измерения частоты от 40 до 5000Гц.

   Основная погрешность:

-приведенная погрешность измерения тока, напряжения и мощности на постоянном токе  ±0,1%;

-приведенная погрешность измерения тока и напряжения на переменном токе в диапазоне частот от 40 до 1500Гц  ±0,1%;

-приведенная погрешность измерения мощности на переменном токе в диапазоне частот от 40 до 1000Гц  ±0,1%;

-относительная погрешность измерения частоты в диапазоне частот от 40 до 5000Гц ±0,003%;

   Габаритные размеры 225х100х205 мм. Масса  не более  1кг. Потребляемая мощность не более 5Вт.

   Ваттметры многофункциональные СМ3010 выпускаются по ТУ 4221-047-16851585-2014, соответствуют требованиям  ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011.

   Производство – ЗИП-Научприбор.


Ваттметры 3

2.    Устройства измерительные ЦП8506-120 (далее – устройства) предназначены для измерения активной, реактивной, активной и реактивной трехфазных трехпро-водных цепей переменного тока, отображения текущего значения измеряемой мощности на цифровом индикаторе и преобразования его в аналоговый выход-ной сигнал (далее – выходной сигнал).

   Измеренные значения отображаются в цифровой форме на встроен-ных индикаторах. Отображение измеренных величин на цифровых индикаторах производится в единицах измеряемой величины, поступающей непосредственно на вход устройства, или в единицах измеряемой величины, поступающей на вход трансформаторов тока и напряжения с учетом коэффициентов трансформации, в ваттах, киловаттах, мегаваттах, варах, киловарах, мегаварах. Цифровые индика-торы имеют по четыре значащих разряда.

Назначение ЦП8506-120: 

- для измерения активной и реактивной мощности в трехфазных трехпроводных электрических цепях переменного тока частотой от 45 до 55 Гц

Краткие технические характеристики ЦП8506-120 Ваттметр Варметр щитовой цифровой трехфазный: 

- Коэффициент мощности: для ваттметра cos φ=1, для варметра sin φ=1

- Габаритные размеры: 120х120х150 мм

- Высота знака: 20 мм

- Максимальный диапазон отображения: 9999

- Класс точности: 0,5

- Время преобразования: не более 0,5 с

- Рабочая температура: +5 … +40 град С (О4.1), -40…+50 град С (УХЛ3.1)

- Степень защиты по передней панели: IP40

- Потребляемая мощность: 5ВА

- Масса: не более 1,2 кг


 

Ваттметры 4

3. Ваттметр Д5085 (Д 5085, Д-5085)

    Предназначен для измерения мощности в однофазных цепях переменного и постоянного тока, а также для поверки менее точных приборов.

    Габариты не более (205±1,45)х(290±1,6)х(135±2,0) мм.

    Класс точности 0,2.

  Ваттметры Д5085 предназначены для измерения мощности в однофазных цепях переменного и постоянного тока, а также для поверки менее точных приборов.

Ваттметры Д5085 предназначены для эксплуатации в условиях умеренного климата в закрытых сухих отапливаемых помещениях, при температуре окружающего воздуха от 10 до 35 °С и относительной влажности до 80 % (при 25 °С ).

    Ваттметры Д5085 -04.1 (тропическое исполнение) предназначены для эксплуатации в условиях как сухого, так и влажного тропического климата в закрытых помещениях с кондиционированным или частично кондиционированным воздухом при температуре окружающего воздуха от 1 до 45 °C и относительной влажности до 80 % при температуре 25 °С (по ГОСТ 15150-69). 

    Технические данные

    Ваттметры Д5085 соответствуют классу точности 0,2 по ГОСТ 8476-78. 

    Номинальный коэффициент мощности ваттметра – 1,0. 

    Номинальный ток параллельной цепи ваттметра Д5085 равен (5 ± 0,1) mА. Нормальная область частот ваттметра от 45 до 500 Гц, рабочая область частот – 500-1000 Гц. 

    Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной отклонением напряжения на ± 20 % от номинального значения либо от пределов нормальной области напряжений, при неизменном значении измеряемой мощности равен ± 0,2 % от конечного значения диапазона измерений. 

   Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной отклонением частоты от верхней границы нормальной области до любого значения в рабочей области частот, не превышает ± 0,2 % от конечного значения диапазона измерений.

    Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в пределах рабочих температур на каждые 10 °С изменения температуры, равен ±0,2% от конечного значения диапазона измерений. Нормальная температура – 20±2 °С, если на лицевой части прибора не оговорено иное значение.


Рекомендуйте эту статью другим!



Интерфейс RS 422 2
фев 05, 2014 5215

Интерфейс RS 422

Последовательный дифференциальный интерфейс RS-422 (Recommended Standard 422) по своим…
Управляемый шунтирующий реактор
фев 02, 2015 3907

Шунтирующий реактор управляемый, применение, формулы, принцип работы, эффективность

Управляемый электромагнитным полем шунтирующий реактор без выделенной обмотки управления…
Преимущества переменного тока
янв 19, 2014 7266

Преимущества переменного тока

Сегодня подавляющее большинство потребителей использует для своих нужд именно переменный…
Какую дрель выбрать для дома
фев 27, 2014 1714

Какую дрель выбрать для дома?

Сегодня на рынке можно найти множество различных типов дрелей, с ещё большим…
Классификация электросетей
нояб 12, 2013 2278

Классификация электросетей

Главными показателями сетей является конфигурация схемы, функциональное назначение,…