Какую мощность измеряет ваттметр. Ваттметр для измерения мощности: назначение, типы, подключение, применение. Преобразование электрической цепи


Измерение активной мощности в однофазной цепи производится одноэлементными ваттметрами. Для измерения активной мощности в трехфазных цепях используются специальные двух-и трехэлементные ваттметры.

Расширение диапазонов измерения во всех случаях применения ваттметров в цепях переменного тока осуществляется с помощью измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Измерение мощности методом одного прибора. При использовании метода одного прибора измерение мощности осуществляется с помощью одноэлементного ваттметра. Метод применяется при измерении мощности в однофазных цепях и симметричных трехфазных цепях (комплексные сопротивления фаз одинаковы). И в том и в другом случае обмотка напряжения ваттметра включается на фазное напряжение, а обмотка тока включается в рассечку провода какой-либо фазы.

На рис. 11.3 показано включение одноэлементного ваттметра в однофазную цепь переменного тока. Показание ваттметра определяется формулой

Р^= иісоьц,

где и и / - действующие значения напряжения и тока нагрузки; Ф - угол между и и /.

Рис. 11.3.

и векторная диаграмма

На рис. 11.4, а , б показано включение одноэлементного ваттметра в симметричную трехфазную трехпроводную цепь.

На рис. 11.4, а нагрузка соединена звездой и нулевая точка доступна. На рис. 11.4, б нагрузка соединена треугольником. Если ваттметр невозможно включить в фазу так, как это показано на рис. 11.4, б, или нулевая точка при соединении нагрузки звездой (рис. 11.4, а) недоступна, то в этом случае используется искусственная нулевая точка. Показание ваттметра в таком включении соответствует мощности одной фазы.

Рис. 11.4. Схемы включения ваттметра в трехфазную трехпроводную цепь при полной симметрии: а - нагрузка соединена звездой и нулевая точка доступна;

Искусственная нулевая точка обычно создается с помощью двух резисторов (сопротивление каждого резистора равно сопротивлению цепи обмотки напряжения ваттметра) и сопротивления цепи обмотки напряжения. Сопротивление цепи обмотки напряжения любого ваттметра либо приведено на циферблате прибора, либо указывается в техническом паспорте на данный прибор.

Включение ваттметра в трехфазную трехпроводную цепь по схеме с искусственной нулевой точкой показано на рис. 11.5.

Рис. 11.5.

Мощности одной фазы будет соответствовать и показание ваттметра в схеме на рис. 11.5. Действительно, фазное напряжение U A , на которое включена обмотка напряжения ваттметра, равно U АВ л1 3. Линейный ток 1 А в токовой обмотке ваттметра

1 АВ у/3. Следовательно, показание ваттметра

P w - ^ IАВ ^ C0S О А 1 Уд ) = U АВ I АВ COS ф.

Для получения мощности всей трехфазной цепи во всех трех рассматриваемых случаях необходимо показание ваттметра утроить:

Эти рассуждения справедливы лишь при измерении мощности в симметричных цепях, т. е. при симметрии напряжений и равенстве комплексных сопротивлений фаз.

Расширение диапазона измерения ваттметра по току в цепях с большими токами производится с помощью измерительного трансформатора тока. Диапазон измерения по напряжению расширяют с помощью измерительного трансформатора напряжения.

Для примера на рис. 11.6, а показано включение ваттметра для измерения мощности в однофазной цепи через измерительный трансформатор тока, а на рис. 11.6, б - через измерительный трансформатор тока и измерительный трансформатор напряжения.

Рис. 11.6. Схемы включения ваттметра в однофазную цепь переменного тока: а - с использованием измерительного трансформатора тока: б - с использованием измерительных трансформаторов тока и напряжения

Следует обращать внимание на правильность подключения генераторных зажимов ваттметра и соответствующих зажимов измерительных трансформаторов. В схеме рис. 11.6, а значение измеряемой мощности Р вычисляется умножением показания ваттметра Рцг на номинальный коэффициент трансформации К 1ном применяемого измерительного трансформатора тока:

^ ~ ^№^1 пом"

В схеме рис. 11.6, б значение измеряемой мощности определяется по формуле

Р -^Щ^/ном ^Ч/ном’

где К ином - номинальный коэффициент трансформации используемого измерительного трансформатора напряжения.

Измерение мощности методом двух приборов. Метод двух приборов используется при измерении мощности в трехфазной трехпроводной цепи с помощью двух одноэлементных ваттметров. Метод дает правильные результаты независимо от схемы соединения и характера нагрузки как при симметрии, так и при асимметрии токов и напряжений.

На рис. 11.7, а изображена схема включения двух одноэлементных ваттметров. Обычно токовая обмотка одного ваттметра, например РИ / ] , включается в фазу А, а токовая обмотка другого ваттметра - Р? 2 - в фазу С. Обмотки напряжения ваттметров включаются на линейные напряжения так, как это показано на рисунке.

Рис. 11.7.

(а) и векторная диаграмма (б)

На рис. 11.7, 6 представлена векторная диаграмма цепи для частного случая - случая симметрии токов и напряжений.

Показание ваттметра PW X в этом случае равно

PW X = U AB I A cos (30° + Ф) = и я / л cos (30° + ф), (11.1)

а показание ваттметра PW 2 есть

PW 2 = U CB I c cos (30° - ф) = и л 1 я cos (30°-ф). (11.2)

Учитывая, что при измерении мощности с использованием метода двух приборов общая мощность цепи равна алгебраической сумме показаний ваттметров, а из выражения (11.1) и (11.2), получаем:

Р = PW X + PW 2 = U n 1 Ч cos (30° + ф) + U n 1 Л cos (30° - ф).

После несложных преобразований имеем:

Р= и л 1 л 2cos 30° cos ф = л/3 Ц л 1 Л cos ф. (11.3)

Таким образом, сумма показаний ваттметров PW X и PW 2 , определяемая (11.3), есть не что иное, как мощность трехфазной цепи.

Отметим, что в соответствии с (11.1) и (11.2) показания каждого ваттметра могут быть положительными или отрицательными в зависимости от значения угла ф и его знака. При ф = 0, т. е. при чисто активной нагрузке, показание ваттметра PW X равно показанию ваттметра PW 2 .

Двухэлементные ваттметры, обычно называемые трехфазными ваттметрами, представляют собой конструкцию из двух измерительных механизмов одноэлементных ферродинамических ваттметров с одной общей подвижной частью.

Конструкция двухэлементного ферродинамического измерительного механизма, широко используемого для построения трехфазных ваттметров, показано на рис. 11.8. Два шихтованных


~ ^

Рис. 11.8. Измерительный механизм двухэлементного ферродинамического ваттметра: 1 и 7 - пружина плоская для растяжки; 2 - мостик; 3 - токопроводы; 4 и 6 - магнитопроводы; 5 - токовые катушки; 8 - пластины успокоителя; 9 - жидкость ПСМ; 10 - токовые катушки; 11 - пластина магнитопровода

магнитопровода 6 имеют неподвижные токовые обмотки 5. Обмотки напряжения, выполненные в виде подвижных рамок 10, укреплены на общей оси.

Включение токовых обмоток и обмоток напряжения трехфазных двухэлементных ваттметров производится по схеме рис. 11.7.

Расширение диапазонов измерения трехфазных двухэлементных ваттметров так же, как и одноэлементных однофазных ваттметров, осуществляется с помощью измерительных трансформаторов тока и напряжения. На рис. 11.9 показано включение элементов двухэлементного трехфазного ваттметра в трехфазную трехпроводную цепь через измерительные трансформаторы тока. В этом случае для получения мощности цепи показание ваттметра необходимо умножить на номинальный коэффициент трансформации АТ /ном применяемых измерительных трансформаторов тока. Если измерение мощности осуществляется двумя одноэлементными ваттметрами, то на значение АГ /Н0М умножается арифметическая сумма показаний ваттметров.

Рис. 11.9.

Измерение мощности методом трех приборов. Известно, что метод трех приборов применяется при измерении мощности в трехфазной четырехпроводной цепи (при этом используются три одноэлементных ваттметра). Так же, как и метод двух приборов, метод трех приборов дает правильные результаты независимо от схемы соединения и характера нагрузки как при симметрии, так и при асимметрии токов и напряжений. По схеме, реализующей метод трех приборов, включаются также элементы трехэлементных трехфазных ваттметров.

На рис. 11.10 приведена схема включения трех одноэлементных ваттметров по методу трех приборов в трехфазную четырехпроводную цепь, в этом случае каждый ваттметр измеряет мощность одной фазы:

Лк 2 = Рв = и в 1 в со$ (р в,

Лк 3 = Рс = и с 1 с со$ ф с,

где и л, и в и и с - фазные напряжения; 1 А, 1 в и / с - фазные токи; ф г и ф с - фазовые сдвиги между соответствующими фазными напряжениями и фазными токами.

Рис. 11.10.

четырехпроводиую цепь

Очевидно, что для нахождения мощности трехфазной четырехпроводной цепи необходимо взять алгебраическую сумму показаний всех ваттметров:

Р= Р А + Р в + Р С = Рщ + Лк 2 + Лк,

Конструктивная схема трехэлементного трехфазного ферро-динамического ваттметра приведена на рис. 11.11.

Каждый элемент содержит выполненный из магнитомягкого материала шихтованный магнитопровод с неподвижной токовой обмоткой 3. Подвижные рамки элементов 2 жестко укреплены на одной оси. Таким образом, на подвижную часть трехфазного трехэлементного ваттметра действует арифметическая сумма моментов всех трех элементов. Непосредственное включение элементов ваттметра в трехфазную четырехпроводную цепь осуществляется по схеме, изображенной на рис. 11.10.

Рис. 11.11. Трехэлементный ферродинамический измерительный механизм: 1 - магнитопровод; 2 - подвижные рамки; 3 - неподвижные обмотки

Расширение диапазонов измерения трехэлементных трехфазных ваттметров осуществляется так же, как и двухэлементных ваттметров, - с помощью измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Контрольные вопросы

  • 1. На что следует обращать внимание при подключении электродинамического ваттметра?
  • 2. Как создается искусственная нулевая точка?
  • 3. Какие ваттметры применяются в трехфазной четырехпроводной цепи?

Ваттметр - средство измерения мощности электрического тока. В основу большинства ваттметров положены электродинамические измерительные механизмы . Ваттметры устанавливаются в электрических силовых щитах на электростанциях, а также в электрических самопишущих приборах.
Ваттметр - измеритель мощности электрического тока.

Ваттметры были изобретены в середине 1990-х гг. в Англии и Германии. На российских электростанциях ваттметры стали устанавливаться в конце 1890-х гг. (германского производства). С развитием энергетики и крупного промышленного производства происходил рост выпуска ваттметров различной модификации в наиболее развитых странах мира в первой половине XX в. В Советском Союзе производство ваттметров для комплектации электростанций и крупных промышленных предприятий (потребляющих в больших объемах электрическую энергию) началось в середине 1930-х гг. при содействии германских и американских фирм. Во второй половине XX в. (до 1990-х гг.) предприятиями Советского Союза выпускались ваттметры нескольких модификаций.

1. Для измерения реактивной мощности электрического тока методом одного ваттметра. Этот метод заключается в непосредственном измерении реактивной мощности в симметрично нагруженной трехфазной сети с нулевым проводом и без него.

В трехфазной сети при симметричной нагрузке реактивная мощность во всех фазах одинакова. Поэтому возможно использование одного ваттметра, подключенного таким способом, что токовая цепь включается в одну фазу, а цепь напряжения подключается к двум другим.

При этом обеспечивается необходимый для измерения фазовый сдвиг, имеющий место в трехфазной сети, т. е. сдвиг фазы в 90° - между фазным и линейным напряжением. Чтобы получить суммарную (общую) величину реактивной мощности электрической трехфазной системы, показание ваттметра умножают на 3. Электродинамический измерительный механизм ваттметра формирует показания как результат взаимодействия двух токов с учетом сдвига фаз между ними. Если через неподвижную катушку данного прибора, выполненную из толстого провода, протекает ток нагрузки (токовая цепь), а подвижная катушка (с дополнительным сопротивлением или без него) так подключена к цепи напряжения, что протекающий через катушку ток пропорционален этому напряжению, то показание ваттметра пропорционально активной мощности:

В специальных схемах электродинамические ваттметры применяют и как измерители реактивной мощности и реже - для измерения полной мощности электрического тока. Перегрузка измерительного механизма ваттметра может возникнуть в некоторых случаях еще на подходе указателя прибора к конечному значению шкалы, потому что показания зависят от коэффициента мощности.

2. Ваттметр многоэлементный - является измерителем мощности электрического тока, включает в себя два или три механически связанных измерительных механизма.
У такого прибора вращающие моменты измерительных механизмов, создаваемые измеряемой величиной электрического тока, воздействуют на общую ось . Результирующий момент соответствует суммарной мощности, значение которой считывается по шкале. Ваттметр многоэлементный не имеет универсального применения и предназначен для определенного типа электрических цепей.

3. Ваттметр с самокорректировкой - прибор с корректирующей обмоткой, предназначенной для исключения погрешности, которая возникает в зависимости от схемы подключения ваттметра вследствие отбора прибором мощности из измеряемой электрической цепи.
В данном приборе имеется вторая неподвижная токовая корректирующая катушка, через которую протекает ток из цепи напряжения iau, что позволяет скомпенсировать соответствующую составляющую магнитного поля. При отказе (или отключении) самокоррекции вторую токовую катушку используют в некоторых случаях для расширения диапазона измерений.

Производство ваттметров в Советском Союзе росло непрерывно в период 1960-1980-х гг., а с началом новых экономических рыночных реформ в 1990-х гг. их выпуск резко сократился. На многих предприятиях энергетики и промышленности России даже в начале XXI в. используются ваттметры различных модификаций, выпущенные во второй половине 1980-х гг. и имеющие Знак качества СССР. Такие ваттметры обычно проходят положенные по инструкции на эти электроизмерительные приборы поверки в специальных метрологических лабораториях. В России ваттметры изготавливаются по заказам таких марок: В-10/150, В-20/300 и др.

  • Предыдущее: ВАТЕРПАС
  • Следующее: ВЕБЕРМЕТР
Категория:

ВАТТМЕТР , прибор для измерения электрической мощности, расходуемой в каком-нибудь участке электрической цепи. В технике и в лабораторной практике применяется ваттметр двух типов: электродинамический и индукционный.

Основан на взаимодействии токов и состоит из двух обмоток (фиг. 1): неподвижной а , несущей весь ток цепи I, и подвижной b, несущей ток i, пропорциональный напряжению цепи. Подвижная обмотка соединяется последовательно с большим безындукционным сопротивлением и включается параллельно приемнику. Ток к подвижной обмотке подводится по двум спиральным пружинкам с, которые в то же время создают вращающий момент, противодействующий повороту обмотки.

При синусоидальных токах, если Е - эффективное напряжение, I - эффективная сила тока однофазной цепи и ϕ - угол сдвига фаз между током и напряжением, мощность Р, потребляемая в цепи, выражается произведением:

В электродинамических ваттметрах взаимодействие двух магнитных потоков Ф 1 и Ф 2 , созданных токами I и i в обмотках, образует момент вращения:

Здесь α - угол отставания тока i в подвижной обмотке ваттметра, имеющей индуктивность L. Благодаря наличию угла α момент М не вполне пропорционален мощности Р; поэтому расчет прибора необходимо вести так, чтобы создаваемая углом α ошибка ваттметра не превосходила пределов точности отсчета. Так как

то угол α можно уменьшить введением большого добавочного сопротивления в цепь подвижной обмотки. Это сопротивление изготовляется из материала с ничтожным температурным коэффициентом и делает прибор нечувствительным к изменениям температуры окружающей среды. Из преобразования формулы (2)

следует, что это же добавочное сопротивление делает прибор малочувствительным и к изменению частоты тока, так как при малом значении дроби можно принять Электродинамический ваттметр является прецизионным прибором и применяется гл. обр. в лабораторной практике. Достоинства его: большая точность (до 0,25%), пригодность для постоянного и переменного тока, независимость показаний от частоты тока, формы кривой напряжения и температуры. Недостатки: легкая конструкция, слабые магнитные поля, небольшой вращающий момент и, вследствие этого, сильное влияние внешнего поля на показания ваттметра. Для уменьшения этого влияния и приспособления электродинамического ваттметра к условиям работы на распределительных щитах, применяют железный кожух, защищающий механизм ваттметра от действия внешнего поля, или устраивают весь магнитопровод из железа, усиливая таким образом поле и вращающий момент. Механизм электродинамического ваттметра представлен на фиг. 2.

Отличается от электродинамического тем, что ток в подвижную систему не подводится извне, а индуктируется токами в неподвижных обмотках (фиг. 3).

Индукционный ваттметр состоит из кольцеобразного сердечника а с двумя парами выступающих внутрь полюсов b, охватывающих центральный цилиндрический сердечник с; оба сердечника набраны из листового железа. В зазоре между полюсами и цилиндром вращается на опорах тонкостенный алюминиевый барабан d. На каждом полюсе кольцеобразного сердечника расположена обмотка; обмотки диаметрально противоположных полюсов соединены последовательно. Одна пара обмоток несет весь ток цепи, другая - ток, пропорциональный напряжению цепи, причем в этой обмотке искусственно создается отставание тока от напряжения на 90°. При включении такого ваттметра в цепь переменного тока пульсация двух полей, смещенных на 1/4 периода во времени и на 90° в пространстве, создает вращающееся поле, которое индуктирует ток в барабане и приводит его во вращение. Противодействующий момент развивается спиральными или цилиндрическими пружинками. Вращающий момент индукционного ваттметра выражается формулой:

где с - частота тока и ϱ - удельное сопротивление материала барабана. Индукционный ваттметр не м. б. отнесен к классу прецизионных приборов, так как показания его зависят от формы кривой напряжения, от частоты тока и от температуры среды. Индукционный ваттметр пригоден только для переменного тока и градуируется на определенную частоту. Достоинства его: прочная и сильная конструкция, слабое влияние внешних полей. Поэтому индукционный ваттметр является прекрасным техническим прибором и с успехом применяется на распределительных щитах. Механизм индукционного ваттметра показан на фиг. 4.

Обычно ваттметры выполняются на умеренные токи и напряжения: 100-200 А, 120 V. Для напряжений до 600 V применяются внешние добавочные сопротивления в цепи напряжения.

Для токов больше 200 А и напряжений выше 600 V применяются пятиамперные ваттметры на 100-120 V в соединении с трансформаторами тока и напряжения. Для измерения мощности трехфазного тока имеются различные специальные конструкции ваттметра: 1) однофазный ваттметр, включаемый на линейный ток и фазовое напряжение; ваттметр измеряет фазовую мощность, но градуируется на мощность Р трехфазного тока: он годен только для равномерной нагрузки; 2) однофазный ваттметр, включаемый на линейный ток и линейное напряжение по схеме фиг. 5; в цепь напряжения включается дроссель, дающий добавочный сдвиг фазы тока в обмотке напряжения на 30°; ваттметр градуируется на мощность трехфазного тока, но дает правильные показания только при равномерной нагрузке всех трех фаз; применяется в сетях с недоступной нулевой точкой;

3) ваттметр с двумя однофазными системами, действующими на общую ось; включается на два линейных тока - I 1 и I 2 и два линейных напряжения – Е 1-3 и Е 2-3 по схеме фиг. 6; ваттметр измеряет мощность трехфазного тока; годен для неравномерной нагрузки и для трехпроводной системы (без нулевого провода);

4) ваттметр с двумя однофазными системами, действующими на общую ось, причем каждая катушка тока состоит из 2 обмоток; включается на два фазовых напряжения – E 1-0 и Е 2-0 и три тока по схеме фиг. 7; ваттметр измеряет мощность трехфазного тока; годен для неравномерной нагрузки и для четырехпроводной системы (трехфазная с нулевым проводом).

Мощность осветительных ламп, в частности светодиодных, а так же приобретенных в последнее время паяльников, оловоотсоса и т. д., вызывала сомнения.
Так как проверить было нечем, то решил приобрести не дорогой встраиваемый ВольтАмперВаттМетр
В общем то, предмет достаточно хорошо освещенный на данном сайте и потому не собирался писать обзор, но в процессе изучения работы прибора возникли вопросы. Кому интересно, прошу под кат.




Согласно заявленным техническим характеристикам, вещь довольно полезная в быту и позволяет оценить напряжение в сети, ток потребления, мощность нагрузки и расход энергии.
Диапазоны измерений:
- Рабочее напряжение прибора: 80 ~ 260VAC;
- тестируемое напряжение: 80 ~ 260VAC;
- измеряемый ток: 0 - 20A;
- рабочая частота (в сети): 45-65 Гц;
- измеряемая мощность: 0 - 4500 Вт (Формат отображения измерений мощности: до 1 кВт -0-999,9 Вт, выше 1 кВ 1000 -4500 Вт);
- расход энергии: 0 -9999 кВтч. (Отображает, сколько энергии за час затратил подключенный в данному девайсу электроприбор);
- рабочая температура окружающего пространства: 0-50 градусов Цельсия;
- заявленные размеры 84.6*49.6*24.4мм соответствуют реальным габаритам.


Исполнение прибора – только для размещения в жилых и производственных помещениях в закрытом пространстве, т.е. при установке и эксплуатации следует исключить попадание влаги, воды, атмосферных осадков и т.д.
Прибор оснащен одной кнопкой, выполняющей несколько функций:

Кратковременное нажатие без удержания включает и отключает подсветку дисплея. (Дисплей яркий, углы обзора довольно большие, подсветка голубого цвета);

Нажатие и удержание кнопки в течение 5 секунд заставляет мигать показания мощности.
Мигающие цифры мощности показывают установленный порог мощности, при превышении которого дисплей начинает мигать (Заводом установлено значение 4,5 кВт).
Для установления другого порога в течение времени, когда цифры мощности мигают, кратковременно нажать кнопку – начнет мигать сегмент после запятой. Кнопкой установить его желаемую величину сегмента. Для изменения среднего сегмента (единицы Ватт) нужно после установки младшего сегмента НЕ трогать кнопку в течении 3 секунд. Значение устанавливается аналогично младшему сегменту. Старший сегмент (десятки Ватт) устанавливается аналогично. После этого, удержание кнопки в нажатом состоянии в течении 5 секунд записывает новый порог в память ваттметра.
Сразу предвижу вопрос: как прибор с диапазоном измерения 0 - 4500 Вт, т.е. 4,5 кВт может установить порог больше этого значения?
По всей видимости, прошивка для приборов с большим диапазоном измерений не сильно отличается от прошивки в данном экземпляре, и производитель пошел по пути унификации.
Звуковой сигнализации превышения порога установленной мощности нет, да и вряд ли ей будут рады при круглосуточной работе.

Нажатие и удержание кнопки в течении более 5 секунд заставляет мигать показания счетчика энергии – Втч. Кратковременное нажатие приводит к сбросу его показаний.

Учитывая, что точность прибора указана 1, т.е. 1% - показаниям можно вполне доверять.
Внешне прибор выполнен качество, литье не имеет огрех как снаружи, так и внутри.
Схема подсоединений нанесена на заднюю стенку прибора и не вызывает трудностей.





Присутствуют легкие следы флюса, но куда же без них. Пайка аккуратная, следы флюса на всякий случай убрал.







Из комплектующих можно выделить:
- HT1621B - контроллер для LCD дисплея 32 х 4;
- RN8208G –измерительный процессор;
- STM 32F030F4P6 – микроконтроллер с флэш памьятью на 256 кБ
Питание - безтрансформаторное.

При использовании прибора следует помнить, что он фиксирует только активную мощность, т.е. перемножение напряжения на ток не даст показаний, совпадающих с показаниями ваттметра. Мы ведь имеем дело с переменным током и тут нужно учитывать cosφ. Прибор это учитывает. Так же следует помнить, что у электроприборов с активной характеристикой нагрузки cosφ близок к 1, у приборов имеющих в своем составе конденсаторы, двигатели, симисторы, тиристоры cosφ будет далек от 1, а значит, реактивная нагрузка учитываться подопытным не будет.
Вооружившись теорией и окрыленный приобретением приступил к измерения всего, что подвернулось под руку.
В ход пошли лампа накаливания 60 Ватт, светодиодные лампы на 6 и 10 Ватт от разных производителей, паяльник ЭПСН-25 мощностью 25 Ватт, утюг, пылесос и недавно приобретенный паяльник мощностью 60 Ватт с регулировкой, фен.
Параллельно мультиметром измерялось входное напряжение.
И вот тут прибор меня удивил.
Сравнение измеряемого напряжения в сети по сравнению с мультиметром отличались на 3, а иногда и на 5 Вольт. Следовательно, мощность будет высчитываться не правильно.

К сожалению, мой мультиметр не измеряет силы переменного тока, а токовых клещей нет, но измерения заставили усомниться в точности прибора.
Разница в показаниях вольтметра и ваттметра составляла 3-5 Вольт.
Кроме того, обнаружена просадка показаний вольтметра сразу при подключении мощной нагрузки, по сравнению с параллельным измерением напряжения мульиметром, минимум на 10 Вольт.



Пару дней размышлял над ситуацией и обратил внимание на слегка заниженное напряжение в сети.
Взяв девайс и некоторые из уже протестированных электроприборов, навестил родственников.
Здесь картина оказалась совершенно другой, не считая светодиодных ламп – их мощность оказалась явно ниже заявленной даже при отличных показаниях напряжения в сети.

Лампа 60 Ватт



Чайник Браун



Фен 1300 Ватт

Пылесос LG



Результаты двух серий испытаний показали, что прибор адекватно проводит измерения при напряжении в сети от 225 вольт и выше, при напряжении в сети ниже 220 вольт – показания прибора далеки от действительности.
Был задан вопрос продавцу. Он добросовестно связался с изготовителем и через несколько дней прислал инструкцию КАЛИБРОВКИ прибора!!!
Что для этого требуется?
Алгоритм очень простой теоретически, но не всегда выполним без дополнительного оборудования.
И так:
1) Для калибровки требуется, чтобы напряжение в сети составляло 220 Вольт!!! Ни больше, ни меньше – т.е. требуется задать эталон напряжения;
2) Набрать активную нагрузку при напряжении 220 Вольт в сети, потребляющую ток в 1 Ампер – т.е. требуется задать эталон тока;
3) Отключить ваттметр от сети;
4) На плате отыскать две контактные площадки, помеченные буквой W и замкнуть их;

5) Подключить к ваттметру набранную эталонную нагрузку и включить ваттметр в сеть
Сразу после включения на экране появится надпись CAL - - - PASS.
Через пару секунд прибор перейдет в режим обычного отображения информации и проинформирует, что напряжение в сети составляет 220 Вольт, ток 1 Ампер;
6) Отключить прибор от сети
7) Удалить перемычку.
На этом процедура калибровки закончена.

Казалось бы, все просто, но есть сложности – не всегда в нашей сети напряжение составляет 220 Вольт.
Сначала пытался воспользоваться стабилизатором сетевого напряжения для получения 220 Вольт, но как показала практика, он держит на выходе не точные 220 Вольт, а определенный диапазон напряжений (возможно, он был неисправен, а возможно такова особенность схемы).
Ловить в течение суток нужное напряжение не стал – отнес ваттметр на работу в лабораторию и там с помощью ЛАТРа установил требуемое значение.
Нагрузку подбирал из ламп накаливания. Почему из ламп? Для калибровки требуется активная нагрузка, т.е. лампы, спирали, ТЭНы и т.д. Но спирали, ТЭНы, нагреватели классических паяльников изготовлены из нихрома, а он довольно продолжительное время после включения меняет свое сопротивление в сторону увеличения. В лампах накаливания этот процесс протекает гораздо быстрее, а, следовательно, лампа больше подходит как условный эталон.
Несколько раз проведя калибровку, добился отклонений в те самые заявленные производителем 1 %. В качестве перемычки использовал сетевой выключатель.
Исчезла разница показаний с мультиметром по напряжению в 3-5 Вольт. Теперь отклонения в районе 1-2 Вольта, а просадка напряжения при подключении мощной нагрузки имеет место лишь в первоначальный момент времени и через пару секунд показания сходит на нет…
За отсутствие фото процесса калибровки прошу простить, но фотографировать на работе не стал – антураж не тот, хоть и лаборатория)).
Результаты лабораторной работы):
Обращаю внимание на пониженное напряжение в сети! Мультиметр уже другой так. как прежний при выполнении других работ вышел из строя. Однако ранее оба сравнивались между собой и показания совпадали.

Лампа 60 Ватт

Подобная картина на всем диапазоне протестированных нагрузок.
Не смотря на попавшийся мне экземпляр, устройство, считаю весьма полезным. Тем более, что теперь известна незаявленная в ТТХ и описании функция)).

Планирую купить +73 Добавить в избранное Обзор понравился +86 +156

Одно из свойств, которое дает характеристику состояния электрической цепи – это мощность. Это свойство отражает значение работы, выполненное электрическим током за определенное время. Мощность оборудования, входящего в электрическую цепь, не должна выходить за рамки мощности сети. В противном случае оборудование может выйти из строя, возникнет замыкание или пожар. Замеры мощности электрического тока производят специальными устройствами – ваттметры. В случае постоянного тока мощность вычисляется путем умножения напряжения на силу тока (нужен амперметр и вольтметр). В цепи переменного тока все происходит иначе, понадобятся измерительные приборы. Ваттметром измеряют режим работы электрооборудования, производят учет расхода электроэнергии.

Сфера использования

Основная сфера использования ваттметров – это отрасли промышленности в электроэнергетике, машиностроении, ремонта электрических устройств. Также часто применяют ваттметры и в быту. Их покупают специалисты по электронике, компьютерному оборудованию, радиолюбители – для расчета экономии потребления электрической энергии.

Ваттметры используют для:
  • Вычисления мощности устройств.
  • Проведения тестов электрических цепей, некоторых их участков.
  • Проведения испытаний электроустановок, в качестве индикаторов.
  • Проверка действия электрооборудования.
  • Учет потребления электроэнергии.

Разновидности

Сначала измеряется напряжение, затем сила тока, а потом на основе этих данных измеряется мощность. По методу измерения, преобразования параметров и выдачи результата ваттметры разделяются на цифровые и аналоговые виды.

Цифровые ваттметры производят измерение . На экран также выводятся напряжение, сила тока, потребление электричества за период времени. Параметры замеров выводятся на компьютер.

Аналоговые ваттметры разделены на самопишущие и показывающие приборы. Они определяют активную мощность участка схемы. Экран ваттметра оснащен шкалой и стрелкой. Шкала отградуирована по делениям и величинам мощности, в ваттах.

Конструктивные особенности и принцип работы

Аналоговые ваттметры имеют широкое распространение, точное измерение, и являются устройствами электродинамической системы.

Принцип их действия основывается на взаимодействии между собой двух катушек. Одна катушка неподвижная, с толстым проводом обмотки, малым числом витков и небольшим сопротивлением. Она подключена по последовательной схеме с потребителем. Вторая катушка двигается. Ее обмотка состоит из тонкого проводника, имеющего значительное число витков, ее сопротивление большое. Она подключена по параллельной схеме с потребителем, снабжена дополнительным сопротивлением во избежание короткого замыкания обмоток.

При включении устройства в сеть, в обмотках возникают магнитные поля, взаимодействие которых образует момент вращения, отклоняющий двигающуюся обмотку с прикрепленной стрелкой, на расчетный угол. Значение угла зависит от произведения напряжения и силы тока в конкретный момент времени.

Главным принципом действия ваттметра цифрового типа является предварительный замер напряжения и силы тока. Для этих целей подключаются: по последовательной схеме к потребителю нагрузки – датчик тока, по параллельной схеме датчик напряжения. Эти датчики обычно изготавливаются из термисторов, термопар, измеряющих трансформаторов.

Мгновенные параметры измеренных напряжения и тока, путем преобразователя, поступают к внутреннему микропроцессору. В нем происходит вычисление мощности. На экране показывается результат информации, а также передается на внешние приборы.

Приборы электродинамического типа, которые имеют широкое применение, подходят для переменного и постоянного тока. Ваттметры индуктивного типа применяются только для переменного тока.

Некоторые варианты приборов (ваттметров).
Бытовые приборы китайского производства

В инструкции описаны все режимы работы этого устройства, технические характеристики.

По сути это прибор, измеряющий мощность различных электрических потребителей. Как он работает? Вставляете его в розетку, а в розетку этого прибора вставляете вилку потребителя, мощность которого вы хотите замерить. Этим прибором вы измерите мощность какого-либо потребителя в течение определенного времени и потом с помощью него вы можете даже рассчитать, например, сколько денег тратит за электроэнергию ваш холодильник или любой другой прибор.

В устройстве есть встроенный аккумулятор. Он нужен для запоминания мощности, которую вы замерили, и потом будете использовать для расчета цены. Передняя панель прибора имеет пять кнопок: переключение режимов, указатель цены, переключатель вверх-вниз, кнопка сброса, если прибор поймал какой-либо глюк.

На корпусе указаны характеристики прибора:
  • Рабочее напряжение 230 вольт.
  • Частота 50 герц.
  • Максимальный ток 16 ампер.
  • Диапазон измеряемой мощности 0-3600 ватт.
Работа прибора.

Вставляем его в розетку.

Включим в него настольную светодиодную лампу.

На дисплее сразу пошло время, в течение которого измеряется мощность потребителя, в данном случае лампы. 0,4 ватта – это мощность отключенной лампы. Включаем лампу, в рабочем режиме она потребляет 10,3 ватта. Цену за киловатт мы не указывали, поэтому там стоят нули.

У нас лампа может менять мощность света. При увеличении света лампы показания мощности увеличиваются. При включении второго режима вверху также показано время работы, во втором поле киловатт часы, так как прибор пока не проработал даже одного часа, то показаны нули. Внизу показано количество дней, в течение которых измерялся этот потребитель.

В следующем режиме во втором поле показано напряжение электросети, внизу показана частота тока. Вверху дисплея при всех режимах показывается время. При переходе на следующий режим в центре показывается сила тока. Внизу показывается параметр некоего фактора, о котором пока нет данных, так как производитель прибора китайский.

На пятом режиме показана мощность минимальная. На шестом режиме – максимальная мощность.

Интересно будет посмотреть показания этих режимов при работе компьютера. Например, в спящем режиме, при обычном открытом рабочем столе, либо при запуске мощной игры.

В следующем режиме устанавливается стоимость электроэнергии кнопками установки, для расчета стоимости расхода энергии. Так вы можете измерить и рассчитать потребление любого из домашних бытовых приборов и устройств, и будете знать, какие устройства у вас экономные, а какие слишком много потребляют электричества.

Такой прибор имеет невысокую стоимость, около 14 долларов. Это небольшая цена для того, чтобы оптимизировать затраты, рассчитав мощность потребления устройств.

Цифровой прибор многофункциональный СМ 3010

Ваттметр служит для проведения замера напряжения, частоты, мощности, постоянного и переменного тока с одной фазой. А также, предназначен для контроля подобных приборов с меньшей точностью.

Диапазон замеров тока 0,002 — 10 ампер.

Замеры напряжения:
  • Постоянного от 1 до 1000 вольт.
  • Переменного от 1 до 700 вольт.
  • Частота измеряется в интервале 40-5000 герц.
Погрешность измерения:
  • Тока, напряжения, мощности постоянного тока + 0,1%.
  • Тока, напряжения, мощности переменного тока + 0,1% в интервале частот 40-1500 герц.
  • Относительная погрешность замера частоты в интервале 40-5000 герц + 0,003%.

Габариты корпуса прибора 225 х 100 х 205 мм. Вес 1 кг. Мощность потребления менее 5 ватт.

Измерительное устройство ЦП 8506 – 120

Служит для проведения замеров мощности активной и реактивной 3-фазной сети переменного тока, показывает текущее значение параметра мощности на индикаторе, преобразует в сигнал аналогового вида.

Произведенные замеры показываются в форме цифр на индикаторах в единицах величин, которые входят на устройство, либо на вход трансформатора тока или напряжения. При этом учитывается коэффициент трансформации. Цифровой дисплей разделен на четыре разряда.

Назначение устройства – для проведения замеров активной и реактивной мощностей в 3-фазных сетях электрического тока частотой 50 герц.

Технические данные
  • Коэффициент мощности – 1.
  • Размеры корпуса 120 х 120 х 150 мм.
  • Высота цифр на дисплее 20 мм.
  • Наибольший интервал показаний 9999.
  • Степень точности: 0,5.
  • Время проведения преобразования: менее 0,5 с.
  • Температура работы: от +5 до + 40 градусов.
  • Класс защиты корпуса и панели: IР 40.
  • Мощность потребления: 5 ватт.
  • Вес менее 1,2 кг.