11.3.4.3 Приборы и преобразователи для измерений мощности и энергии
Электронные приборы для измерения мощности – электронные ваттметры могут быть построены на основе измерительного преобразователя мощности в напряжении, на выходе которого устанавливается магнитоэлектрический измерительный механизм со шкалой, градуированной в единицах мощности. В настоящее время выпускаются измерительные преобразователи активной, реактивной и полной мощности переменного тока, которые предназначены для работы как в однофазных, так и трёхфазных цепях.
В основе работы преобразователей
активной мощности лежит реализация
зависимости
,
где
- измеряемая мощность;
- период тока
и напряжение
на нагрузке. Отсюда следует, что
необходимым элементом преобразователя
является устройство перемножения
величин
и
.
Есть много схем. Одна из них.
где
- операционный усилитель;
- резистор постоянного сопротивления;
- резистор, управляемый током
,
сопротивление которого
(например, полевой транзистор),
- устройство усреднения. Выходной сигнал
операционного усилителя
.
Устройство усреднения, например фильтр
нижних частот, должно иметь большую
постоянную времени. Поэтому
.
Если напряжение
поддается на магнитоэлектрический
измерительный механизм, то угол отклонения
подвижной части
,
где
- чувствительность по напряжению
измерительного механизма.
Электронные счетчики. Строятся на основе преобразователя мощности в напряжении с последующим интегрированием его в соответствии с зависимостью
Структурная схема счетчика
ПМН
– преобразователь мощности в напряжении
(электронный ваттметр).
ПНЧ – преобразователь напряжения в частоту.
СИ – счетчик импульсов.
пропорционально
,
преобразуется
в частоту импульсов, пропорциональную
.
Выходные импульсы подсчитываются
(интегрируются) счетчиком импульсов,
т.е. показания СИ пропорциональны
активной энергии (за время от
до
)
Класс точности 0,2 – 2,5, рассчитаны на номинальные токи 5 и 10А и напряжения 220 и 380В, но есть счетчики и на другие номиналы.
11.4 Приборы для измерения параметров электрических цепей
11.4.1 Электронные омметры
Эти приборы имеют широкий диапазон измеряемых сопротивлений (10-4 - 1017 Ом) и достаточны просты в эксплуатации. Точность таких омметров, как правило, невысока: приведенная погрешность составляет единицы процентов и увеличивается до 10 – 15% при измерении особо больших сопротивлений (R > 1012 Ом). В зависимости от диапазона измерений их называют омметрами, миллиомметрами, тераомметрами или мегомметрами.
В основе работы электронных омметров лежит преобразование измеряемого сопротивления в функционально связанное с ним напряжение постоянного тока, которое подается на магнитоэлектрический измерительный механизм; при этом шкала измерительного механизма градуируется в единицах сопротивления.
Диапазон измерения сопротивлений 10 Ом - 1000 Ом , класс точности 2,5
Рис 11.7 – Функциональная схема электронного омметра с усилителем постоянного тока
В широком диапазоне измеряемых сопротивлений шкала неравномерна.
Рис 11.8 – Функциональная схема электронного омметра с операционным усилителем. Шкала равномерная.