Как собрать ваттметр своими руками. Ваттметр своими руками схема

Ваттметр, он же измеритель мощности, Measure Socket, Energy Monitor с европейской розеткой (EU).

image

Купить аналогичные и другие ваттметры можно здесь

Купить ваттметр

Измеряет напряжение до 250 Вольт, ток до 16 Ампер, частоту бытовой сети всего в двух значениях — 50 или 60 Гц, мощность в ваттах от нуля до

3 680 Ватт, также имеется функция подсчета затрат за использованное электричество подключенным прибором в сеть.

image

Очень сильно воняет пластиком, запах со временем не выветрился, но стал меньше.

В глаза сразу бросается плохая контрастность дисплея и отсутствие подсветки — прибору явно не достает её, под углом(дисплей «слепнет») иили в затемненном окружающем пространстве уже ничего не разобрать.

Имеет в меру неудобное и слегка нелогичное меню и расположение значений, внутри находятся три мелких никель-металл-гидридных NiMh аккумулятора-таблеток, емкостью 20 mAh с общим напряжением 3,6 вольт, измеренные значения обновляются каждые две секунды — не слишком быстро, из всех этих недостатков вытекает еще один — это завышенная цена за данное устройство.

При подключении через диммер(когда к диммеру ничего не подключено) — показывает «завышенное» напряжение и перегрузку(поэтому в начале прибор лучше подключить к нагрузке и затем только включать в сеть).После нескольких секунд работы без нагрузки, не подключенной к диммеру, начало очень сильно вонять — оказалось внутри нагрелся и почернел резистор по входу(однако оставался еще рабочим), выступающий в качестве предохранителя и ограничения тока и нагрел пластмассу корпуса, на фото ниже резистор уже был заменен на другой МЛТ-2.Номинал стоявшего резистора — 33 Ом.Измеряет довольно точно, в чем большой плюс данного прибора.

Верхняя часть платы — аккумуляторы, медный шунт, конденсаторы резистор и кварцевый резонатор на 3.580 МГц.

Плата, не отмытая от флюса:

На обратное нижней стороне платы видим две микросхемы — EEPROM-память Atmel(поглотил Microchip) AT24C, в данном случае , конкретно — 24CQ2N и микросхемы, родиной, которой является Китай — BL 6523G X

BL 6523 является высокоточной и стабильной, многофункциональной микросхемой измерения  энергии в однофазной сети .Включает в себя три высокоточных АЦП, источник опорного напряжения, управление питанием и схему обработки цифрового сигнала.

Даташит:

BL6523_lampcore_ru_datasheet

Инструкция

Ваттметр, благодаря встроенным аккумуляторам, работает без подключения к сети при нажатии на любую кнопку, естественно, ничего не измеряя при этом и при бездействии отключается сам через 10 секунд или включается сам при подключении в сеть.

Имеет 7 режимов.Режимы переключаются однократным нажатием кнопки FUNCTION.

Режим 1:Время/Ватт/Стоимость(Сверху вниз)

Время(Time) Показывает сколько времени подключена нагрузка к сети.

Ватт(Watt) показывает текущую потребляемую мощность

Стоимость(Cost) показывает сколько денежных единиц придется заплатить за потребленную энергию, но для ее подсчета вначале необходимо установить стоимость за один килоВатт!

Диапазон мощности 0,0 Вт — 9999 Вт

Диапазон стоимости — 0,0 — 9999 Единиц

Режим 2:Время/Общее потребленное количество энергии(Cumulitive electrical quantity), потребленное за N дней

Режим 3:Время/Текущее напряжение в сети (230-250 Вольт)/Частота сети 50 или 60 Гц

Режим 4:Время/Текущий потребляемый ток в Амперах/Текущий коэффициент мощности

К примеру , если на дисплее написано 0,001 A — это значит, прибор потребляет 10 миллиАмпер тока

Коэффициент мощности — это насколько сдвигается переменный ток по фазе , относительно приложенного к ней напряжения, нужен для верного измерения потребляемой мощности реактивной нагрузки

Режим 5:Время/Какое было самое низкое потребление мощности

Режим 6:Время/Какое было самое высокое потребление мощности

Режим 7 (Также можно сразу вызвать этот режим нажатием кнопки COST): Установленная стоимость за кВт или установка стоимости за кВт.

Для установки стоимости необходимо в этом режиме удержать кнопку COST 2 секунды, после этого начнет мигать надпись COST/KWh 10 секунд, за это время надо нажать на FUNCTION, после этого появятся 4 нуля, клавишами UP и DOWN выбираем нужную цифру, на следующий нуль переключение происходит нажатием кнопки FUNCTION и также клавишами UP и DOWN выбираются значения. Конец ввода происходит нажатием COST(будто кнопка Enter) или необходимо подождать несколько секунд и ваттметр выйдет из этого режима.

ОЦЕНИТЕ ДАННУЮ ПУБЛИКАЦИЮ:

Мы сожалеем, что эта публикация Вас не устроила.

Спасибо за ваш отзыв!

Сохранить в:

Благодаря широкому внедрению современных высокотехнологичных приборов в нашу жизнь, для того чтобы наглядно увидеть, сколько же электроэнергии потребляет ваш холодильник или другая техника, уже не нужно приглашать домой профессионального электрика, или проводить долгие расчеты в наблюдении за электросчетчиком. Все эти задачи с легкостью решает бытовой ваттметр. Можно смело сказать, что это миниатюрный прибор учета, токоизмерительные клещи и вольтметр в одном корпусе.

По внешнему виду он похож на переходник для розетки. На внешней поверхности имеется цифровой дисплей и несколько кнопок управления.

Параметры измерения

Ваттметр бытовой замеряет и показывает на своем дисплее основные параметры потребления оборудования, подключаемого через него:

  • напряжение
  • мощность
  • силу тока
  • коэффициент мощности
  • продолжительность работы оборудования подключенного через прибор
  • общее кол-во киловатт, израсходованное за это время
  • если задан тариф, то ваттметр даже покажет сколько денег вы должны будете заплатить за пользование тем или иным оборудованием

Работа устройства

В использовании ваттметр бытовой очень прост.

  1. втыкаете прибор в розетку
  2. в сам прибор включается вилка того оборудования, параметры которого будут замеряться
  3. на цифровом табло начинают автоматически показываться данные
  4. для настройки параметров отображения можете воспользоваться видеоинструкцией приведенной ниже

Характеристики ваттметра бытового

  • номинальная подключаемая мощность – 3,6квт
  • максимальный ток – 16А
  • рабочее напряжение от 190 до 270В
  • погрешность измерения – 1%

В некоторых ваттметрах используются батарейки или аккумуляторы. Это необходимо для сохранения данных замеров и параметров настройки между периодами, когда прибор не используется и не подключен к сети.

Достоинства, которыми обладают ваттметры бытовые

  • в отличии от счетчика, измеряет параметры конкретного отдельного прибора, включенного в розетку
  • простота схемы подключения, не требует переходников или специальных инструментов
  • многообразие измеряемых параметров

Недостатков у аппарата немного

  • максимально подключаемая нагрузка не более 3,6квт
  • температура эксплуатации от нуля до 50 градусов цельсия. То есть установить ваттметр бытовой зимой, где-нибудь в не отапливаемом помещении не получится.

В общем можно сделать вывод, что данный прибор является отличным бытовым инструментом для замеров параметров электросети. Цена его совсем не высока и разобраться в его настройках может любой рядовой пользователь. Узнать текущую цену и заказать с доставкой на дом данный ваттметр можно здесь или здесь.

Справочник электрика / Электрические измерения

Для непосредственного измерения мощности цепи постоянного тока применяется ваттметр. Неподвижная последовательная катушка или катушка тока ваттметра соединяется последовательно с приемниками электрической энергии. Подвижная параллельная катушка или катушка напряжения, соединенная последовательно с добавочным сопротивлением, образует параллельную цепь ваттметра, которая присоединяется параллельно приемникам энергии.

Угол поворота подвижной части ваттметра:

О± = k2IIu = k2U/Ru

где I — ток последовательной катушки; Iи — ток параллельной катушки ваттметра.

Рис. 1. Схема устройства и соединений ваттметра

Так как в результате применения добавочного сопротивления параллельная цепь ваттметра имеет практически постоянное сопротивление ru, то О± = (k2/Ru)IU = k2IU = k3P

Таким образом, по углу поворота подвижной части ваттметра можно судить о мощности цепи.

По указанным причинам следует всегда различать зажимы ваттметра. Зажим последовательной обмотки, соединяемый с источником питания, называется генераторным и отмечается на приборах и схемах звездочкой. Зажим параллельной цепи, присоединяемый к проводу, соединенному с последовательной катушкой, также называется генераторным и отмечается звездочкой.

Рис. 2. Правильная схема включения ваттметра

Рис. 3. Правильная схема включения ваттметра

В схеме, данной на рис. 2, ток последовательной обмотки ваттметра равен току приемников энергии, мощность которых измеряется, а параллельная цепь ваттметра находится под напряжением U большим, чем напряжение приемников, на величину падения напряжения в последовательной катушке. Следовательно, Рв = IU’ = I(U+U1) = IU = IU1, т. е. мощность, измеряемая ваттметром, равна мощности приемников энергии, подлежащей измерению, и мощности последовательной обмотки ваттметра.

В схеме, данной на рис. 3, напряжение на параллельной цепи ваттметра равно напряжению на приемниках, а ток в последовательной обмотке больше тока, потребляемого приемником, на величину тока параллельной цепи ваттметра. Следовательно, Pв = U(I+Iu) = UI+ UIu, т. е. мощность, измеряемая ваттметром, равна мощности приемников энергии, подлежащей измерению, и мощности параллельной цепи ваттметра.

При точных измерениях необходимо вводить поправки в показания ваттметра, обусловленные мощностью его обмотки, и в таких случаях можно рекомендовать схему на рис.3, так как поправка легко вычисляется по формуле U2/Ru, где Ru обычно известно, а поправка остается неизменной при различных значениях тока, если U постоянно.

Рис. 4. Неправильная схема включения ваттметра

На рис. 4 дана неправильная схема включения параллельной цепи ваттметра. Здесь генераторные зажимы катушек соединены через добавочное сопротивление, вследствие чего разность потенциалов между концами катушек равна напряжению цепи (иногда весьма значительному 240 — 600 В), а так как неподвижная и подвижная катушки находятся в непосредственной близости одна от другой, то создаются условия, благоприятные для пробоя изоляции катушек. Кроме того, между катушками, имеющими весьма различные потенциалы, будет наблюдаться электростатическое взаимодействие, могущее вызвать дополнительную погрешность при измерении мощности в электрической цепи.

 Рубрика:  Электрические исследования и эксперименты

В практике электрических измерений, так или иначе связанных со светотехникой, обязательно в полный рост встаёт вопрос определения активной мощности, потребляемой лампой/светильником. Разумеется, для этого давно существует специальный класс лабораторных приборов – ваттметры. Однако в любительских условиях не всегда есть возможность приобрести такой прибор, особенно приличного класса точности. К тому же и с самими приборами есть, так сказать, нюансы: а именно для корректного измерения большинства современных нагрузок, снабжённых импульсными блоками питания, прибор должен соответствовать так называемому классу TrueRMS, что подтверждает его способность корректно работать с реактивной мощностью и переменным током несинусоидальной формы. Как известно, ценник на приборы этого класса порой и вовсе зашкаливает. Что же делать?

Первый способ. Самый простой вариант – использовать для измерений старый, ненужный (ну или новый, ненужный ) бытовой электросчётчик. Для работы с таким импровизированным «стендом» понадобится только секундомер. Достаточно всего лишь засечь время, за которое показания счётчика изменятся, например, на 0,1 кВт·ч, а дальше уже дело техники! Например: с нашей нагрузкой счётчик прибавил 0,1 кВт·ч за 20 секунд. Теперь сравним это с эталонной нагрузкой в 1 кВт, которая за это же самое время прибавила бы 1/3600 × 20 = 0,0056 кВт·ч. Следовательно, мощность нашей нагрузки составляет 0,1/0,0056 ≈ 18 кВт. На этом принципе и основано измерение мощности с помощью электросчётчика. Главными его минусами является высокая зависимость от точности измерения времени, а также довольно большие периоды измерения, особенно для нагрузок сравнительно невысокой мощности. Впрочем, в любительских условиях никто не мешает оставить измеряемую нагрузку хоть на сутки, лишь бы был результат В общем, вполне себе бюджетный вариант, но больно уж несовременный и неудобный. Какие ещё есть варианты?

Второй способ. Для более точных измерений, чем с секундомером в руках и допотопным счётчиком на линии, понадобится устройство собственного изготовления. Здесь рассмотрим первый, самый простой его вариант. Современные электросчётчики, как правило, оборудованы специальным калиброванным импульсным выходом. Что это такое? Поясним: это выход сигнала, число импульсов которого строго привязано к энергии, фиксируемой счётчиком. Например, это может быть ровно 5000 импульсов на каждый кВт·ч. Таким образом, измеряя интервал между этими импульсами (либо подсчитывая количество импульсов за известный период времени) и вычисляя пропорцию с эталоном, мы можем получить реальную мощность нагрузки. Например: наша нагрузка за час даёт 237 импульсов. Соответственно, её мощность равна: 237/5000 ≈ 47,4 Вт. Или, например, нагрузка даёт по 1 импульсу каждые 5 секунд (12 импульсов в минуту). Это получается 12 × 60 = 720 импульсов в час, или 720/5000 ≈ 144 Вт. Разумеется, измерение временных промежутков удобнее всего выполнить при помощи схемы на микроконтроллере, подключив импульсный сигнал со счётчика ко входу прерывания контроллера. Пример такого устройства приведён на фотографии справа.

Однако здесь принцип измерения по-прежнему привязан к импульсам, выдаваемым электросчётчиком. А это в общем случае означает довольно большое время ожидания результата. Например, для нагрузки с мощностью 1 ватт придётся подождать 3600 / (5000 × 0,001) = 720 секунд, или целые 12 минут. Не всегда это удобно. Как этого избежать?

Третий способ. Довольно часто даже от маститых электронщиков приходится слышать: «Измерение мощности? Нет ничего проще: меряем напряжение и ток, затем перемножаем эти значения». Нужно ли говорить, что это грубая ошибка? Ведь активная мощность равна произведению напряжения и тока либо в случае чисто активной нагрузки, либо при работе с мгновенными значениями величин. Однако если мы имеем дело с реальной нагрузкой, например такой как люминесцентная лампа с дросселем или КЛЛ с ЭПРА, эти условия не выполняются! Имеет место как фазовый сдвиг напряжения и тока, так и нелинейные искажения тока, изменяющие его форму по сравнению с идеальной – синусоидальной. Как же быть в этом случае? Для корректных расчётов самодельное устройство должно обладать функцией интегрирования произведений мгновенных значений напряжения и тока, что на практике означает довольно высокие требования к быстродействию и вычислительным способностям применённого микроконтроллера.

Тем не менее, есть и другой путь решения этой задачи. Он заключается в применении специализированных микросхем, специально предназначенных для подобных измерений. Самыми распространёнными из них являются серии, разработанные для применения в электросчётчиках, например ADE77xx от Analog Devices. Фактически такая микросхема представляет собой готовый однокристальный счётчик электроэнергии, всё что требуется от самодельного устройства – это подать на него входные сигналы в нужном «формате», а также считать готовые показания. Наиболее «продвинутые» модели позволяют получать по последовательному интерфейсу не только значения текущей мощности и накопленной электроэнергии, но и многие другие параметры, такие как полная и реактивная энергия/мощность, коэффициент мощности нагрузки, угол сдвига фаз между током и напряжением и даже оцифрованные формы полуволн напряжения и тока. Задача самодельного устройства – корректно получить, обработать и вывести на экран (либо на какой-нибудь «удобоваримый» интерфейс) всё это богатство. Пример такого устройства приведён на фото слева. Подробности этого проекта (включая свободно доступную прошивку) можно обнаружить здесь.

С помощью описанных выше второго и третьего способа нами были проведены многочисленные обмеры энергопотребления различных видов ламп, светильников, электрических и электронных приборов. В рамках данной статьи имеет смысл привести лишь некоторые результаты, имеющие непосредственное отношение к светотехнике, в первую очередь – сравнительно старой.

Некоторые результаты измерений. В связи с отсутствием на данный момент в хозяйстве источника стабильного сетевого напряжения измерения производились при несколько отличающихся питающих напряжениях. Однако во всех случаях разброс не выходил за рамки интервала 220…230В, что как раз и соответствует реальным условиям эксплуатации.

Нагрузка U, В I, A P, W

λ

Лампы накаливания
1 Лампа накаливания Philips 25W, E27 230   26,5  
2 Лампа накаливания Philips 40W, E27 228   40,76  
3 Лампа накаливания Philips 60W, E27 226   61,13  
4 Лампа накаливания Philips 75W, E27 225   75,65  
5 Лампа накаливания МСЭЛЗ 10W, E27 229   10,82  
6 Лампа накаливания КЭЛЗ 150W, E27 (СССР) 225   138,9  
7 Лампа накаливания Лисма 200W, E27 (СССР) 224   192,3  
8 Лампа накаливания КЭЛЗ 200W, E27 (современная) 224   184,0  
9 Лампа накаливания Philips 25W, E14 220 0,107 23,55 1,00
10 Лампа накаливания GE 40W, E14 220 0,155 34,15 1,00
11 Галогенная лампа Philips HalogenA PAR20 50W, E27 227   49,74  
12 Галогенная лампа Philips HalogenA Globe 100W, E27 228   99,77  
13 Галогенная настольная лампа 20W с электромагнитным трансформатором 230 0,105 22,39 0,93
Люминесцентные лампы с внешними ПРА
14 Одноламповый светильник с люминесцентной лампой 1х20W T12, ЭмПРА 229 0,355 28,86 0,35
15 Светильник ЛПО30-40-101-Е с лампой 1х36W T8 230 0,491 50,70 0,45
16 Нагрузки (1) и (2) вместе 228 0,376 80,02 0,93
17 ЭПРА Philips ETC236R с двумя отечественными лампами Т8, режим 100% яркости 226 0,320 69,98 0,97
18 Одноламповый светильник с люминесцентной лампой 1х58W T8, ЭмПРА 230 0,658 66,54 0,44
19 Светильник IDMAN 3748-2×18 с двумя лампами Philips T8 230 0,348 42,11 0,53
20 Настольная лампа с КЛЛ Dulux S 11W, ЭмПРА 224 0,134 13,54 0,45
21 Лампа ЛБ18-1 с ЭмПРА для ламп ЛЕЦ20 (0,25А) 227 0,283 17,83 0,28
22 Лампа ЛЕЦ20 с ЭмПРА для ламп ЛЕЦ20 (0,25А) 223 0,255 21,61 0,38
23 Лампа PL-L 24W с ЭмПРА 1x18W (официально рекомендованным) 227 0,322 30,80 0,42
24 Лампа ЛДЦ18 (Т8) с ЭПРА от КЛЛ Osram 23W 230 0,096 14,29 0,65
25 Люминесцентная лампа 36W (T8) с замкнутым стартёром, ЭмПРА 225 0,625 30,54 0,22
26 Дефектная («розовая») лампа ЛБУ30, ЭмПРА 227 0,435 37,35 0,38
27 ЭПРА Osram QT De Luxe с двумя лампами Osram 36WxT8, режим 100% яркости 229 0,310 70,60 0,99
Декоративные неоновые лампы
28 Декоративная лампа «Неоновая свеча» 228   1,86  
29 Розеточный ночник с цветной ЛЛ «3W» 230   0,83  
30 КЛЛ Uniel 9W E14 (ЭПРА) 230 0,054 7,53 0,61
31 Декоративная неоновая лампа Narciso 230   2,28  
32 Декоративная неоновая лампа Rose 230   2,12  
33 Декоративная неоновая лампа Stars 230   1,76  
Лампы высокого давления
34 Светильник РТУ01-125 с лампой ДРЛ125 227 0,714 146,0 0,90
35 Светильник РТУ01-125 с лампой SHX110W («ДНаС») 227 0,719 129,9 0,79
36 Лампа SHP-TS 50W с ЭмПРА 230 0,780 66,38 0,37
Компактные люминесцентные («энергосберегающие») лампы
37 КЛЛ Philips 4U 18W, E27 230 0,116 17,57 0,66
38 КЛЛ Uniel 25W/BLB, E27 230 0,152 22,33 0,64
39 КЛЛ Osram Dulux EL Sensor 15W 230 0,100 13,98 0,61
40 КЛЛ Uniel 9W, E14 220 0,053 7,75 0,67
41 КЛЛ Uniel 11W, E14 220 0,061 9,23 0,69
42 КЛЛ Philips SL-P 25W, E27 (ЭмПРА) 229 0,204 23,58 0,50
Светодиодные лампы
43 LED лампа Gauss 3W, E27 230   2,48  
44 LED лампа Camelion 4W, E27 228 0,044 2,87 0,29
45 LED лампа REV 7W, E14 220 0,043 5,98 0,63
46 LED лампа Philips 14W, E27 225 0,093 12,06 0,58
47 LED лампа Uniel Filament 6W, E27 225 0,028 3,18 0,50
48 LED лампа REV 13W, E27 225 0,083 10,15 0,54
49 LED лампа REV Filament 7W, E27 220 0,044 5,28 0,55
50 LED лампа REV Filament 5W, E14 220 0,031 3,50 0,51

Кроме этого, напомним также, что некоторые данные по энергопотреблению люминесцентных ламп с дросселями и ЭПРА можно обнаружить в этой и этой статьях Лаборатории.

(5)

Выполнение любого действия требует траты силы. Чем сложнее процессы, тем больше уходит последней. Ранее, величина измерялась в лошадином эквиваленте. То есть, относительно перемещения груза. Сила бралась от количества совместно работающих парнокопытных, для сдвига некой массы, на определенное расстояние, в течении установленного времени.

Применение упомянутого аналога затруднено во множестве современных сфер жизни. К примеру, сложно определить, сколько лошадей требуется, чтобы нагреть на градус воду, или генерировать фотон освещения. Да и вместо реактивного двигателя использовать табун не получиться. На смену лошадиным силам пришел ватт, который определяет затраченную энергию за единицу времени. Если брать числовой эквивалент, — 1 л.с. равна 735 Вт.

Знание текущей мощности производимой работы важно в разрезе учета расхода энергоносителей (электричества, бензина, газа), обеспечения безопасности — система доставки должна выдерживать подобные траты, и расчета соответствующего результата «приложенным усилиям».

image

В целях выявления количества ватт разработаны разные автоматические измерители, от типа выполняемой работы и вида затраченной энергии. Наиболее нужными для обыденной жизни из них стали электрические, называемые ваттметрами. От проходящей силы тока за единицу времени зависит эффективность финальных процессов его переработки — яркости ламп, оборотов двигателей, нагрева и охлаждения. Не на последнем месте находится безопасность доставки энергоносителя — по тонким проводникам мощный ток запускать нельзя. Критически сильный поток электронов их физически сожжет в процессе своего движения. Нужен и учет объема текущего расхода для планирования последующих затрат.

Виды мощности электросетей

В промышленности и быту используются цепи постоянного и переменного движения тока. Для каждой из них применяют свой метод получения результата. В линиях непрерывной подачи энергии ватты вычисляются перемножением текущего напряжения на амперы потребления. Для периода времени, в формулу добавляется прошедшее его количество:

image

В отношении переменных сетей все сложнее. В них различают несколько видов мощности, важных для получения итоговых результатов измерения:

  • Мгновенная. Формула нахождения для синусоидальных сетей, наподобие классических бытовых электролиний — Pватт = Uвольт × Iампер × cos φ, где φ — угол сдвига фаз. Если вид электрического сигнала отличается, — «мгновенное» количество ватт вычисляют по сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Другой способ получения значения — знание проводимости цепи, или ее активного сопротивления. Математически взаимосвязь выражается формулами:
    • Pватт = I2 × r, где I — сила тока в амперах, а r — сопротивление в оммах,
    • Pватт = U2 × g, где U — напряжение вольт, g — проводимость в сименсах (обозначение См, или S в документации).
  • Активная мощность. Наиболее важная характеристика импульсных цепей потребления. Среднее количество затраченной энергии, преобразовавшееся в конечную работу за период времени. Выражается формулой:image
  • Реактивная мощность. В цепях переменного тока находится элементы, нагружающих линию, но не приводящих к результативному уходу энергии в другие состояния. То есть, количество электронов остается прежним. Нюанс, непосредственно имеющий значение в том, что движение реактивного тока импульсное. Когда он идет в катушки индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей, он «как бы» покидает цепь. Возвращаясь от них, общий поток энергии системы насыщается добавочными частицами. Математически связь между реактивной Q, полной S и активной мощностью P описывается следующим выражением:imageКроме СИ в ваттах, результат измерения Q обозначают в варах (вольт-амперах реактивных).
  • Полная мощность. Берется из корня сумм квадратов активной и реактивной мощностей. Математически описывается следующей формулой:imageКроме системной единицы в ваттах результат можно встретить обозначенным в вольт-амперах или V·A.

Классификация ваттметров

В общем виде, ваттметры можно разделить на аналоговые и цифровые. Оба класса могут ориентироваться на постоянный, или переменный ток, быть универсальными, обладать различной точностью и нишей использования. Существуют одно- и трехфазные измерительные приборы.

Большинство цифровых и аналоговых измерителей фиксируют «мгновенные» значения характеристики, что может быть удобно с одной стороны для контроля, но не дает обзора ситуации в целом — на общее потребление линии по времени.

Электродинамические аналоговые приборы

Основа электродинамического ваттметра — две катушки, одна из которых имеет фиксированное положение, вторая подвижна и закреплена на оси индикаторной стрелки. Обе имеет разное количество витков и подключение к линии. Первая монтируется к исследуемой цепи последовательно, вторая — параллельно через резистор. Принцип работы механизма устройства заключен в том, что чем сильнее ток течет в фиксированной катушке, тем мощнее магнитные поля между ней и подвижной, а значит больше отклоняется стрелка, указывающая на текущее значение характеристики.

image

Схема включения ваттметра подобного класса подразумевает нахождение его последовательно с линией нагрузки потребителя. Главный минус большинства аналоговых устройств — без сильного усложнения конструкции, невозможно получать раздельную информацию по активной, реактивной и полной мощности.

image

Цифровые измерительные аппараты

Принцип действия цифрового измерительного прибора всегда одинаков — внутренняя микро-ЭВМ (микроконтроллер) обрабатывает сигнал от аналогового датчика исследуемой линии и выводит результат на экран или числовой индикатор. Схема подключения ваттметра подобного класса похожа на используемую у аналоговых — параллельно нагрузке. Основной плюс цифровых измерителей в их универсальности и широте возможностей. К примеру, для раздельного вычисления реактивной, активной и полной мощности, не нужно использовать сложные аппаратные конструкции — достаточно предусмотреть несколько дополнительных сенсоров. Не редкость объединение разноплановых измерительных устройств в одном корпусе — амперметра, вольтметра, анализатора «мгновенного» расхода и его значений по периоду времени.

image

Виды исполнения измерителей

Ваттметры делятся на мобильные (носимые), стационарные (щитовые), лабораторные и бытовые. Все представленные разновидности могут быть выполнены в аналоговом и цифровом классе устройств.

Мобильные

Сюда относятся тестеры небольшого размера, для единовременной разовой проверки каналов нагрузки. Питание подобные аппараты, часто получают от самой исследуемой линии. Есть варианты, оснащенные аккумуляторами, или батареями. Зависимые от сети — часто аналогового, автономные — цифрового класса.

Стационарные

Подключение ваттметра стационарного вида обычно выполняется в щитах питания зданий, домов, квартир, или в иных точках центрального распределения энергии. Отдельными постоянными измерительными устройствами выступают лабораторные аппараты. Первые предназначены целям постоянного контроля расхода линии, вторые для единовременной, но высокоточной пробы электрического потребления отдельных нагрузок.

Ваттметр стационарного типа бывает аналогового и цифрового класса. Плюсом первого выступает непревзойденная надежность, второго — удобство и функциональность. Частым случаем, монтируемых в щиток и учитывающих потребление аппаратов можно назвать классические счетчики расхода электроэнергии. К сожалению, они не определяют «моментальные» значения, но дают представление об общих затратах на нагрузку линии в киловатт часах.

Бытовые

Аппараты подобного вида не очень точны, и предназначены обычно для измерения расхода одного, реже двух бытовых устройств. Классическое исполнение — переходник с индикатором, размещаемый между гнездом 220 В и вилкой потребителя. Подобный ваттметр, вставляемый в розетку, может, в зависимости от модели, показывать и «мгновенный» общий расход, или разделять его на активный, реактивный, комплексный и общие киловатт-часы.

Обозначение на принципиальных схемах

Часто требуется разобрать документальное описание, к какой линии уже смонтирован, или должен быть подключен в будущем, измеряющий прибор. Вне зависимости от его вида, ваттметр на схеме обозначается элементом:

Получение результата иным путем

Показания ваттметра, не единственный способ получить значения текущего расхода линии. Для вычисления характеристики достаточно пользоваться классическим мультиметром. Для чего, вначале тестер подключают параллельно цепи нагрузки, выясняют текущий вольтаж. Затем размещают его последовательно к ней и замеряют силу тока. Подставив полученные значения в ранее описанные формулы, рассчитывают нужное количество ватт:

Pватт = Vвольт × Aампер

Правда, в отношении результативных данных, есть один нюанс. Для цепей постоянного движения тока результат будет соответствовать реальной активной нагрузке. Для переменных — полной мощности, включая реактивную, которая обычно не нужна. Чтобы получить приблизительно реальные ватты потребления, нужно результат из предыдущего примера, для сетей переменного тока 220 В, умножить на cos 120°. То есть, формула примет вид:

Полученная величина будет приблизительно соответствовать активной мощности цепи потребления. Вместо многофункционального прибора, вполне доступно использование для измерений первоначальных характеристик линии, отдельного вольтметра и амперметра.

Резюме

Статья полностью дает понять, что такое ваттметр, как его подключать в цепь потребления, какие различия между цифровыми и аналоговыми приборами. Предоставлены сведения о вычислении характеристик нагрузки без специализированного измерителя.

Видео по теме

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий