จากการแสดงออกของกระแสไฟตรง จะเห็นได้ว่าสามารถวัดได้โดยใช้แอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์โดยวิธีทางอ้อม อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ จำเป็นต้องอ่านเครื่องมือสองเครื่องพร้อมกันและการคำนวณ ซึ่งจะทำให้การวัดซับซ้อนและลดความแม่นยำลง

สำหรับวัดกำลังไฟฟ้ากระแสตรงและวงจรเฟสเดียว กระแสสลับใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า wattmeters ซึ่งใช้กลไกการวัดแบบอิเล็กโทรไดนามิกและเฟอโรไดนามิก

วัตต์มิเตอร์ไฟฟ้าไดนามิกผลิตขึ้นในรูปแบบของเครื่องมือแบบพกพาที่มีคลาสความแม่นยำสูง (0.1 - 0.5) และใช้สำหรับการวัดที่แม่นยำของพลังงานตรงและกระแสสลับที่ความถี่อุตสาหกรรมและความถี่สูง (สูงถึง 5,000 Hz) วัตตฌมิเตอรฌแบบเฟอโรไดนามิกมักพบอยูจในรูปแบบของเครื่องมือวัดแบบพาเนลที่มีระดับความแมจนยําที่ค่อนข้างต่ำ (1.5 - 2.5)

วัตต์มิเตอร์ดังกล่าวส่วนใหญ่จะใช้กับกระแสสลับของความถี่อุตสาหกรรม ที่กระแสตรงมีข้อผิดพลาดที่สำคัญเนื่องจากฮิสเทรีซิสของแกนกลาง

สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าบน ความถี่สูงมีการใช้วัตต์มิเตอร์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกและแบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นกลไกการวัดแบบแมกนีโตอิเล็กทริกที่ติดตั้งตัวแปลงกำลังไฟฟ้าเป็นกระแสตรง ในตัวแปลงกำลังไฟฟ้า จะมีการคูณและได้สัญญาณเอาท์พุตที่ขึ้นอยู่กับ UI ของผลิตภัณฑ์ กล่าวคือ กำลังไฟฟ้า

หากเราไม่คำนึงถึงการเลื่อนเฟสระหว่างกระแสและแรงดันในขดลวด และพิจารณาโหลด H ทำงานอย่างหมดจด ข้อผิดพลาดและเนื่องจากการใช้พลังงานของขดลวดวัตต์สำหรับวงจร (รูปที่ 8.3):

โดยที่และ คือ พลังงานที่ใช้โดยอนุกรมและวงจรคู่ขนานของวัตต์มิเตอร์

สามารถเห็นได้จากสูตรและข้อผิดพลาดสามารถมีค่าที่สังเกตได้เฉพาะเมื่อวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรพลังงานต่ำเช่น เมื่อ และ เทียบเท่ากับ .

หากคุณเปลี่ยนเครื่องหมายของกระแสเพียงกระแสเดียว ทิศทางการเบี่ยงเบนของส่วนที่เคลื่อนที่ของวัตต์จะเปลี่ยนไป

วัตต์มิเตอร์มีแคลมป์สองคู่ (ซีเรียลและ วงจรขนาน) และขึ้นอยู่กับการรวมไว้ในวงจร ทิศทางการเบี่ยงเบนของตัวชี้อาจแตกต่างกัน หากต้องการเปิดวัตต์อย่างถูกต้อง เทอร์มินัลแต่ละคู่จะมีเครื่องหมาย "*" (เครื่องหมายดอกจัน) และเรียกว่า "เทอร์มินัลเครื่องกำเนิดไฟฟ้า"

การวัดกำลังโดยใช้เอฟเฟกต์ฮอลล์

การคูณค่าความต่างศักย์และศักย์ไฟฟ้าเมื่อวัดกำลังไฟฟ้าสามารถทำได้โดยใช้ตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์ของฮอลล์

หากแผ่นเซมิคอนดักเตอร์พิเศษซึ่งกระแส I ไหล (รูปที่ 8.4) ตื่นเต้น สนามไฟฟ้าความแรง E วางในสนามแม่เหล็กที่มีความแรง H (การเหนี่ยวนำ B) จากนั้นระหว่างจุดที่วางอยู่บนเส้นตรงตั้งฉากกับทิศทางของกระแสไหล I และสนามแม่เหล็กจะเกิดความต่างศักย์ขึ้น (เอฟเฟกต์ฮอลล์) กำหนดเป็น

โดยที่ k คือสัมประสิทธิ์ของสัดส่วน

ตามทฤษฎีบท Umov-Poynting ความหนาแน่นฟลักซ์ของกำลังส่งของการสั่นของไมโครเวฟ ณ จุดหนึ่งในสนามถูกกำหนดโดยผลคูณของความแรงทางไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กของสนามนี้:

ดังนั้น ถ้ากระแส I เป็นฟังก์ชัน ความตึงเครียดทางไฟฟ้า E จากนั้นใช้เซ็นเซอร์ Hall คุณสามารถรับแรงดันไฟฟ้าที่ขึ้นอยู่กับกำลังส่งต่อไปนี้:

โดยที่ g คือสัมประสิทธิ์คงที่ซึ่งแสดงลักษณะเฉพาะของตัวอย่าง ในการวัดกำลังดังกล่าว เวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ (Hall plate - HRP) จะถูกวางลงในท่อนำคลื่นดังที่แสดง (รูปที่ 8.5)

มิเตอร์ไฟฟ้าที่พิจารณามีข้อดีดังต่อไปนี้:

1. สามารถทำงานได้ในทุกภาระงาน ไม่ใช่แค่เพียงโหลดที่ตรงกันเท่านั้น
2. ความเร็วสูงของวัตต์มิเตอร์ทำให้สามารถใช้งานได้เมื่อวัดกำลังพัลส์

อย่างไรก็ตาม การใช้งานจริงของ Hall effect wattmeters เป็นงานที่ค่อนข้างยากเนื่องจากมีหลายปัจจัย อย่างไรก็ตาม มีวัตต์มิเตอร์ที่วัดกำลังพัลส์ที่ส่งถึง 100 กิโลวัตต์โดยมีข้อผิดพลาดไม่เกิน 10%

วิธีการวัดกำลังที่ความถี่สูงและความถี่ไมโครเวฟ

กำลังโดยทั่วไปคือ ปริมาณทางกายภาพซึ่งกำหนดโดยงานที่ผลิตต่อหน่วยเวลา หน่วยของกำลัง - วัตต์ (W) - สอดคล้องกับกำลังงานที่หนึ่งจูล (J) ดำเนินการในหนึ่งวินาที

สำหรับกระแสตรงและกระแสสลับความถี่ต่ำ การวัดกำลังไฟฟ้าโดยตรงมักจะถูกแทนที่ด้วยการวัดค่าที่มีประสิทธิภาพของแรงดันไฟฟ้าที่โหลด U ค่าประสิทธิผลของกระแสที่ไหลผ่านโหลด I และมุมเฟสระหว่างกระแสกับแรงดัน ในกรณีนี้ กำลังจะถูกกำหนดโดยนิพจน์:

ในช่วงไมโครเวฟ การวัดแรงดันและกระแสทำได้ยาก ความสามารถในการเปรียบเทียบขนาดของวงจรอินพุตของอุปกรณ์วัดที่มีความยาวคลื่นเป็นหนึ่งในสาเหตุของความกำกวมของการวัดแรงดันและกระแส

การวัดจะมาพร้อมกับข้อผิดพลาดด้านความถี่ที่สำคัญ ควรเสริมว่าการวัดแรงดันและกระแสในเส้นทางท่อนำคลื่นสำหรับคลื่นบางประเภทสูญเสียความหมายในทางปฏิบัติ เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบตามยาวในตัวนำ และความต่างศักย์ระหว่างปลายของเส้นผ่านศูนย์กลางส่วนท่อนำคลื่นจะเป็นศูนย์ ดังนั้น ที่ความถี่ตั้งแต่สิบเมกะเฮิรตซ์ การวัดกำลังไฟฟ้าโดยตรงจึงเป็นที่นิยมและแม่นยำกว่า และที่ความถี่สูงกว่า 1,000 MHz นี่เป็นการวัดประเภทเดียวที่ระบุลักษณะความเข้มอย่างชัดเจน การสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า.

สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าไมโครเวฟโดยตรง จะใช้วิธีการที่อิงตามกฎฟิสิกส์พื้นฐาน รวมถึงวิธีการวัดปริมาณพื้นฐานโดยตรง ได้แก่ มวล ความยาว และเวลา

แม้จะมีวิธีการที่หลากหลายในการวัดกำลังไมโครเวฟ แต่ทั้งหมดล้วนมาจากการแปลงพลังงานของการสั่นของคลื่นไมโครเวฟแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานประเภทอื่นที่มีให้สำหรับการวัด: ความร้อน เชิงกล ฯลฯ ในบรรดาอุปกรณ์สำหรับวัดกำลังไมโครเวฟ wattmeters ตามวิธีการทางความร้อน นิยมใช้กันมากที่สุด นอกจากนี้ยังใช้วิธีการอื่น ๆ อีกหลายอย่าง เช่น ยานสำรวจ โพรบและอื่น ๆ

หลักการทำงานของมิเตอร์วัดกำลังไมโครเวฟส่วนใหญ่ เรียกว่าวัตต์ อิงจากการวัดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความต้านทานขององค์ประกอบซึ่งพลังงานของการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ศึกษาจะกระจายไป เครื่องมือที่ใช้ปรากฏการณ์นี้ ได้แก่ เครื่องวัดพลังงานความร้อนและความร้อน Wattmeters ที่ใช้ปรากฏการณ์ Ponderomotive (แรงไฟฟ้า) และ wattmeters ที่ทำงานบน Hall effect เป็นที่แพร่หลาย ลักษณะเฉพาะของประการแรกคือความเป็นไปได้ของการวัดกำลังแบบสัมบูรณ์ และประการที่สองคือการวัดกำลังไฟฟ้าโดยไม่คำนึงถึงเส้นทาง RF ที่ตรงกัน

ตามวิธีการรวมในเส้นทางส่งสัญญาณ wattmeters ของประเภทผ่านและประเภทการดูดซับจะแตกต่างกัน วัตต์มิเตอร์ผ่านเป็นเครือข่ายสี่ขั้วซึ่งดูดซับพลังงานเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้น วัตต์มิเตอร์แบบดูดซับซึ่งเป็นเครือข่ายแบบสองขั้วเชื่อมต่อกันที่ส่วนท้ายของสายส่งไฟฟ้า และในกรณีที่เหมาะสมที่สุด กำลังทั้งหมดของคลื่นตกกระทบจะถูกดูดกลืนเข้าไป วัตต์มิเตอร์แบบส่งผ่านมักจะใช้มิเตอร์ชนิดดูดซับที่เชื่อมต่อกับเส้นทางผ่านไดเรคชั่นนอลคัปเปิ้ล

วิธีการวัดพลังงานความร้อนจะขึ้นอยู่กับการแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนในความต้านทานโหลด ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของมิเตอร์ ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมานั้นพิจารณาจากข้อมูลการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในโหลดหรือในสภาพแวดล้อมที่มีการถ่ายเทความร้อน มีแคลอรีมิเตอร์แบบคงที่ (อะเดียแบติก) และโฟลว์ (ไม่ใช่อะเดียแบติก) ในครั้งแรก พลังงานไมโครเวฟจะกระจายไปในโหลดที่เป็นฉนวนความร้อน และในขั้นที่สอง จะมีการไหลของของเหลวที่วัดความร้อนได้อย่างต่อเนื่อง เครื่องวัดความร้อนช่วยให้คุณวัดกำลังไฟฟ้าตั้งแต่มิลลิวัตต์ไปจนถึงหลายร้อยกิโลวัตต์ แคลอรีมิเตอร์แบบสถิตมีขนาดเล็กและ ระดับกลางกำลังและกระแส - ค่าพลังงานปานกลางและสูง

สภาวะสมดุลความร้อนในโหลดความร้อนมีรูปแบบดังนี้

โดยที่ P คือกำลังไมโครเวฟที่กระจายไปในโหลด T และ T 0 - อุณหภูมิโหลดและ สิ่งแวดล้อมตามลำดับ; c , m – ความร้อนจำเพาะและมวลของวัตถุแคลอรี่ k คือค่าสัมประสิทธิ์การกระจายความร้อน คำตอบของสมการแสดงเป็น

ค่าคงที่เวลาความร้อนอยู่ที่ไหน

ในกรณีของเครื่องวัดความร้อนแบบสถิต เวลาในการวัดจะน้อยกว่าค่าคงที่มากและกำลังไมโครเวฟคือ:

องค์ประกอบหลักของแคลอรีมิเตอร์แบบสถิตคือโหลดฉนวนความร้อนและอุปกรณ์วัดอุณหภูมิ คำนวณกำลังไมโครเวฟที่ดูดซับได้ง่ายจากอัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่วัดได้และความจุความร้อนที่ทราบของโหลด

อุปกรณ์ใช้การสิ้นสุดความถี่สูงที่หลากหลายในวัสดุไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็งหรือของเหลวที่มีการสูญเสีย เช่นเดียวกับในรูปแบบของแผ่นหรือฟิล์มที่มีความต้านทานสูง เทอร์โมคัปเปิลและเครื่องวัดอุณหภูมิต่างๆ ใช้เพื่อกำหนดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

พิจารณาเครื่องวัดความร้อนแบบสถิตซึ่งข้อกำหนดสำหรับฉนวนกันความร้อนลดลงและไม่จำเป็นต้องกำหนดความจุความร้อนของการบรรจุความร้อน (รูปที่ 8.6) แบบแผนนี้ใช้วิธีทดแทน มันใช้พลังที่รู้จัก กระแสตรงหรือกระแสความถี่ต่ำที่จ่ายให้กับแขน 2 สันนิษฐานว่าอุณหภูมิของหัวฉีด 3 เปลี่ยนไปในลักษณะเดียวกันเมื่อค่าพลังงานไมโครเวฟและกระแสตรงเท่ากันจะกระจายไป แคลอรีมิเตอร์แบบสถิตทำให้สามารถวัดกำลังไฟฟ้าได้หลายมิลลิวัตต์โดยมีข้อผิดพลาดน้อยกว่า

หนึ่งในคุณสมบัติที่กำหนดสถานะของวงจรไฟฟ้าคือกำลัง คุณสมบัตินี้สะท้อนถึงมูลค่าของงานที่ทำโดยกระแสไฟฟ้าสำหรับ เวลาที่แน่นอน. กำลังของอุปกรณ์ที่รวมอยู่ในวงจรไฟฟ้าไม่ควรเกินกำลังของเครือข่าย มิฉะนั้น อุปกรณ์อาจขัดข้อง ไฟฟ้าลัดวงจร หรือไฟไหม้ได้

การวัดกำลัง กระแสไฟฟ้าผลิตโดยอุปกรณ์พิเศษ - วัตต์มิเตอร์ ในกรณีของกระแสตรง กำลังคำนวณโดยการคูณแรงดันด้วยกระแส (คุณต้องมีแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์) ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ทุกอย่างเกิดขึ้นแตกต่างออกไป คุณจะต้องใช้ เครื่องมือวัด. วัตต์มิเตอร์ใช้สำหรับวัดโหมดการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า เพื่อบันทึกปริมาณการใช้ไฟฟ้า

ขอบเขตการใช้งาน

พื้นที่หลักของการใช้วัตต์คืออุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า วิศวกรรมเครื่องกล และการซ่อมแซมอุปกรณ์ไฟฟ้า Wattmeters มักใช้ในชีวิตประจำวัน พวกเขาซื้อโดยผู้เชี่ยวชาญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ นักวิทยุสมัครเล่น - เพื่อคำนวณการประหยัดในการใช้พลังงานไฟฟ้า

วัตต์มิเตอร์ใช้สำหรับ:

การคำนวณกำลังของอุปกรณ์
กำลังดำเนินการทดสอบ วงจรไฟฟ้าบางส่วนของพวกเขา
ดำเนินการทดสอบการติดตั้งระบบไฟฟ้าเป็นตัวบ่งชี้
ตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า
การบัญชีสำหรับการใช้ไฟฟ้า

พันธุ์

ขั้นแรก วัดแรงดัน จากนั้นวัดกระแส จากนั้นวัดกำลังไฟฟ้าตามข้อมูลเหล่านี้ ตามวิธีการวัด การแปลงพารามิเตอร์ และการออกผลลัพธ์ wattmeters แบ่งออกเป็นประเภทดิจิตอลและอนาล็อก

ดิจิทัลวัตต์มิเตอร์วัด หน้าจอยังแสดงแรงดัน กระแสไฟ ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในช่วงระยะเวลาหนึ่ง พารามิเตอร์การวัดจะแสดงบนคอมพิวเตอร์

อนาล็อกรุ่นวัตต์แบ่งออกเป็นอุปกรณ์บันทึกและระบุตัวเอง พวกมันกำหนดกำลังงานของส่วนวงจร หน้าจอวัตต์มีสเกลและลูกศร มาตราส่วนได้รับการปรับเทียบสำหรับการแบ่งส่วนและค่ากำลังเป็นวัตต์

คุณสมบัติการออกแบบและหลักการทำงาน

วัตต์มิเตอร์แบบแอนะล็อกนั้นแพร่หลาย การวัดที่แม่นยำ และเป็นอุปกรณ์ของระบบอิเล็กโทรไดนามิก

หลักการทำงานขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองขดลวด ขดลวดหนึ่งได้รับการแก้ไขด้วยลวดม้วนหนาจำนวนรอบน้อยและมีความต้านทานน้อย มีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับผู้บริโภค ขดลวดที่สองกำลังเคลื่อนที่ ขดลวดประกอบด้วยตัวนำบางที่มีจำนวนรอบมากและมีความต้านทานสูง มีการเชื่อมต่อแบบขนานกับผู้บริโภคพร้อมกับความต้านทานเพิ่มเติมเพื่อหลีกเลี่ยง ไฟฟ้าลัดวงจรขดลวด

เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อกับเครือข่ายในขดลวดจะมี สนามแม่เหล็กปฏิสัมพันธ์ซึ่งก่อให้เกิดโมเมนต์ของการหมุนที่เบี่ยงเบนการเคลื่อนที่ของขดลวดด้วยลูกศรที่แนบมาไปยังมุมที่คำนวณได้ ค่าของมุมขึ้นอยู่กับผลคูณของแรงดันและกระแสในช่วงเวลาหนึ่ง

หลักการทำงานของวัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอลคือการวัดแรงดันและกระแสเบื้องต้น เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้พวกเขาจะเชื่อมต่อ: ในวงจรอนุกรมกับผู้บริโภคโหลด - เซ็นเซอร์กระแสในวงจรขนาน, เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้า เซ็นเซอร์เหล่านี้มักจะทำจากเทอร์มิสเตอร์ เทอร์โมคัปเปิล หม้อแปลงวัด

พารามิเตอร์ทันทีของแรงดันและกระแสที่วัดได้ผ่านตัวแปลงจะถูกป้อนไปยังไมโครโปรเซสเซอร์ภายใน มันคำนวณพลังงาน ผลลัพธ์ของข้อมูลจะแสดงบนหน้าจอและถูกส่งไปยังอุปกรณ์ภายนอกด้วย

อุปกรณ์ประเภทอิเล็กโทรไดนามิกซึ่งมี ประยุกต์กว้าง,เหมาะสำหรับ AC และ DC. วัตต์มิเตอร์แบบอุปนัยใช้สำหรับกระแสสลับเท่านั้น

พิจารณาตัวเลือกบางอย่างสำหรับอุปกรณ์ (วัตต์) ของรุ่นต่างๆ และผู้ผลิตหลายราย

เครื่องใช้ในครัวเรือนที่ทำในจีน

คู่มือนี้อธิบายโหมดการทำงานทั้งหมดของอุปกรณ์นี้ ข้อกำหนดทางเทคนิค

อันที่จริงนี่คืออุปกรณ์ที่วัดกำลังของผู้ใช้ไฟฟ้าต่างๆ เขาทำงานอย่างไร? เสียบเข้ากับซ็อกเก็ต และเสียบปลั๊กของผู้บริโภคที่คุณต้องการวัดกำลังไฟฟ้าลงในซ็อกเก็ตของอุปกรณ์นี้ ด้วยอุปกรณ์นี้ คุณจะวัดกำลังของผู้บริโภคในช่วงเวลาหนึ่ง จากนั้นคุณสามารถคำนวณได้ด้วยอุปกรณ์นี้ เช่น จำนวนเงินที่ตู้เย็นของคุณหรืออุปกรณ์อื่นๆ ใช้ไปกับไฟฟ้า

อุปกรณ์มีแบตเตอรี่ในตัว จำเป็นต้องจำกำลังที่วัดได้ แล้วจึงจะใช้คำนวณราคา แผงด้านหน้าของอุปกรณ์มีปุ่มห้าปุ่ม: โหมดการสลับ, ตัวชี้ราคา, สวิตช์ขึ้น-ลง, ปุ่มรีเซ็ต หากอุปกรณ์ตรวจพบข้อผิดพลาด ที่ด้านหลังของเคสมีลักษณะของอุปกรณ์:

แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน 230 โวลต์
ความถี่ 50 เฮิรตซ์
กระแสไฟสูงสุด 16 แอมป์
ช่วงกำลังไฟฟ้าที่วัดได้คือ 0-3600 วัตต์

พิจารณาการทำงานของอุปกรณ์ เราใส่เข้าไปในซ็อกเก็ต

มาเปิดโคมไฟตั้งโต๊ะ LED กันเถอะ

เวลาเริ่มต้นทันทีบนจอแสดงผลในระหว่างที่มีการวัดกำลังของผู้บริโภคในกรณีนี้คือหลอดไฟ 0.4 วัตต์ คือ กำลังไฟของหลอดไฟที่ปิดอยู่ เราเปิดหลอดไฟในโหมดการทำงานจะกินไฟ 10.3 วัตต์ เราไม่ได้ระบุราคาต่อกิโลวัตต์ ดังนั้นจึงมีศูนย์อยู่ที่นั่น

หลอดไฟของเราสามารถเปลี่ยนพลังของแสงได้ เมื่อแสงหลอดไฟเพิ่มขึ้น การอ่านพลังงานจะเพิ่มขึ้น เมื่อเปิดโหมดที่สอง เวลาทำงานจะแสดงที่ด้านบนด้วย ในฟิลด์ที่สอง กิโลวัตต์-ชั่วโมง เนื่องจากอุปกรณ์ยังไม่ทำงานแม้เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง ศูนย์จะแสดงขึ้น ด้านล่างแสดงจำนวนวันที่วัดผู้บริโภครายนี้

ในโหมดถัดไป ฟิลด์ที่สองจะแสดงแรงดันไฟหลัก ด้านล่างแสดงความถี่ของกระแสไฟ เวลาจะแสดงที่ด้านบนของจอแสดงผลในทุกโหมด เมื่อเปลี่ยนเป็นโหมดถัดไป ความแรงปัจจุบันจะแสดงที่กึ่งกลาง ที่ด้านล่างจะแสดงพารามิเตอร์ของปัจจัยบางอย่างซึ่งยังไม่มีข้อมูลเนื่องจากผู้ผลิตอุปกรณ์เป็นชาวจีน

โหมดที่ห้าแสดงพลังงานขั้นต่ำ ในโหมดที่หก - กำลังสูงสุด

การดูการอ่านโหมดเหล่านี้เมื่อคอมพิวเตอร์ทำงานจะเป็นเรื่องที่น่าสนใจ ตัวอย่างเช่น ในโหมดสลีป ด้วยเดสก์ท็อปที่เปิดตามปกติ หรือเมื่อเปิดเกมที่ทรงพลัง

ในโหมดต่อไปนี้ ตั้งค่าค่าไฟฟ้าด้วยปุ่มตั้งค่า เพื่อคำนวณต้นทุนการใช้พลังงาน ดังนั้นคุณจึงสามารถวัดและคำนวณการบริโภคเครื่องใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์ใดๆ ของคุณได้ และคุณจะรู้ว่าอุปกรณ์ใดที่คุณมีประหยัดและใช้ไฟฟ้ามากเกินไป

อุปกรณ์ดังกล่าวมีต้นทุนต่ำประมาณ 14 ดอลลาร์ นี่เป็นราคาเล็กๆ ที่ต้องจ่ายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายของคุณโดยการคำนวณการใช้พลังงานของอุปกรณ์ของคุณ

เครื่องวัดวัตต์ดิจิตอลมัลติฟังก์ชั่น SM 3010

อุปกรณ์นี้ใช้สำหรับวัดแรงดัน ความถี่ กำลังไฟฟ้า กระแสตรงและกระแสสลับด้วยเฟสเดียว และยังออกแบบมาเพื่อควบคุมอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยความแม่นยำน้อยลง

ช่วงการวัดปัจจุบันคือ 0.002 - 10 แอมแปร์

การวัดแรงดันไฟฟ้า:

คงที่ตั้งแต่ 1 ถึง 1,000 โวลต์
แปรผันได้ตั้งแต่ 1 ถึง 700 โวลต์
ความถี่วัดได้ในช่วง 40-5000 เฮิรตซ์

ข้อผิดพลาดในการวัด

กระแสไฟ แรงดันไฟ DC + 0,1%.
กระแส, แรงดันไฟ, ไฟกระแสสลับ + 0.1% ในช่วงความถี่ 40-1500 เฮิรตซ์
ข้อผิดพลาดในการวัดความถี่สัมพัทธ์ในช่วง 40-5000 เฮิรตซ์ + 0,003%.

ขนาดตัวเครื่อง 225 x 100 x 205 มม. น้ำหนัก 1 กก. กินไฟน้อยกว่า 5 วัตต์

อุปกรณ์วัดซีพียู 8506 – 120

ทำหน้าที่วัดกำลังของเครือข่าย AC 3 เฟสแบบแอคทีฟและปฏิกิริยา แสดงค่าปัจจุบันของพารามิเตอร์กำลังบนตัวบ่งชี้ แปลงเป็นสัญญาณแอนะล็อก

การวัดจะแสดงในรูปของตัวเลขบนตัวบ่งชี้ในหน่วยของค่าที่เข้าสู่อุปกรณ์หรืออินพุตของหม้อแปลงกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า ในกรณีนี้จะพิจารณาค่าสัมประสิทธิ์การแปลง จอแสดงผลดิจิตอลแบ่งออกเป็นสี่หลัก

วัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ - สำหรับวัดกำลังไฟฟ้าเชิงแอคทีฟและรีแอกทีฟในเครือข่ายกระแสไฟ 3 เฟส ที่มีความถี่ 50 เฮิรตซ์

รายละเอียดทางเทคนิค

ตัวประกอบกำลัง - 1
ขนาดตัวเรือน 120 x 120 x 150 มม.
ความสูงของตัวเลขบนจอแสดงผลคือ 20 มม.
ช่วงการอ่านที่ใหญ่ที่สุดคือ 9999
ระดับความแม่นยำ: 0.5
เวลาในการแปลง: น้อยกว่า 0.5 วินาที
อุณหภูมิในการทำงาน: จาก +5 ถึง +40 องศา
ระดับการป้องกันของตัวเครื่องและแผง: IP 40
การใช้พลังงาน: 5 วัตต์
น้ำหนักไม่เกิน 1.2 กก.

การมีขดลวดสองเส้นในอุปกรณ์อิเล็กโทรไดนามิกและความเป็นไปได้ที่จะรวมขดลวดทั้งสองไว้ในวงจรที่แตกต่างกันสองวงจรทำให้สามารถใช้อุปกรณ์เหล่านี้เพื่อวัดกำลังของกระแสไฟฟ้าได้ เช่น วัตต์มิเตอร์

จากนิพจน์สำหรับมุมการหมุนของระบบเคลื่อนที่ของอุปกรณ์อิเล็กโทรไดนามิก (2.12) ตามมาว่าหากขดลวดคงที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด z (รูปที่ 2-12) และความต้านทานเพิ่มเติมเชื่อมต่อ Yad ต่ออนุกรมกับขดลวดเคลื่อนที่เพื่อให้ขดลวดนี้ต่อขนานกับโหลด แล้วกระแสในขดลวดเคลื่อนที่จะเป็น

ความต้านทานของขดลวดอยู่ที่ไหน U - แรงดันโหลด; - ค่าคงที่ของอุปกรณ์นี้ในแง่ของกำลัง P คือพลังงานที่ใช้โดยโหลด อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่าวัตต์ ขนาดของเขาสม่ำเสมอ

สำหรับวัด พลังงานไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจะใช้วัตต์มิเตอร์แบบแอกทีฟและรีแอกทีฟ

เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบแอคทีฟ หากรวมความต้านทานเพิ่มเติมที่ใช้งานอยู่ในวงจรขดลวดเคลื่อนที่เพื่อให้ความต้านทานรวมของวงจรนี้ R เท่ากับ

จากนั้นที่แรงดันไฟและในเครือข่ายและปัจจุบัน ผม อยู่ในโหลด

กระแสในขดลวดเคลื่อนที่คือ

ค่าทันทีของแรงบิดในกรณีนี้เท่ากับ

และค่าเฉลี่ยของช่วงเวลานี้ในช่วงเวลานั้น

ดังนั้น wattmeter ที่มีความต้านทานเพิ่มเติมแบบแอคทีฟในวงจรคอยล์เคลื่อนที่จะวัดกำลังงานของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

ข้อสรุปที่ได้มีคำอธิบายทางกายภาพอย่างง่าย แน่นอนถ้าแอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ และวัตต์มิเตอร์รวมอยู่ในวงจรที่มีการเหนี่ยวนำ (รูปที่ 2-13) ดังนั้นเนื่องจากระบบการเคลื่อนที่ของโวลต์มิเตอร์จะเปลี่ยนภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เท่านั้นโดยไม่คำนึงถึงเฟสของแรงดันไฟฟ้านี้ (แม่นยำยิ่งขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระแสในขดลวดตามสัดส่วนของแรงดันที่ใช้) และส่วนที่เคลื่อนที่ของแอมมิเตอร์จะเปลี่ยนภายใต้อิทธิพลของกระแสในขดลวดเท่านั้นโดยไม่คำนึงถึงเฟสของกระแสนี้ สำหรับส่วนที่เคลื่อนที่ได้ (ขดลวด) ของวัตต์จะหมุนก็ต่อเมื่อกระแสในขดลวดทั้งสองไม่เท่ากับศูนย์ มิฉะนั้น จะไม่มีการโต้ตอบกัน แต่ในวงจรที่พิจารณา กระแสของขดลวดเคลื่อนที่จะสูงสุดเมื่อกระแสในวงจร i เป็นศูนย์ และในทางกลับกัน อุปกรณ์จะไม่แสดงอะไรเลย นี่เป็นสิ่งที่คาดหวัง เนื่องจากโหลดเก็บพลังงานไว้ในสนามแม่เหล็กหรือส่งกลับคืนสู่เครือข่าย

จากกราฟของกระแสของวงจรนี้ที่มีการเหนี่ยวนำ (รูปที่ 2-14) เป็นไปตามที่กระแสตรงในทิศทาง (บนกราฟ - ด้านหนึ่งของแกนเวลา) เฉพาะในช่วงสอง (ถึงหนึ่ง) ของช่วงเวลา สำหรับงวดและอีกสองไตรมาสที่เหลือกระแสน้ำมีทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งหมายความว่าทิศทางของแรงบิดเปลี่ยนแปลงสี่ครั้งต่อรอบระยะเวลา ดังนั้นระบบการเคลื่อนที่ของ wattmeter ในช่วงเวลานั้นจะพบการกระทำของสี่แรงกระตุ้นที่มีค่าเท่ากัน แต่ตรงกันข้ามกับอุปกรณ์จะไม่แสดงอะไรเลยเนื่องจากแรงบิดที่กระทำต่อระบบเคลื่อนที่นั้นถูกกำหนดโดยค่าเฉลี่ย ตลอดระยะเวลา

หากมุมเปลี่ยนระหว่างกระแสมีขนาดเล็ก (รูปที่ 2-15) ในช่วงเวลานั้นค่าบวกของแรงบิดจะเกินค่าลบอย่างมาก (ในเวลาและตามค่า) และระบบการเคลื่อนที่ของวัตต์จะหมุน ภายใต้การกระทำของค่าเฉลี่ย

ค่าที่ตอบสนองต่อพลังงานที่ใช้งานโดยโหลดที่กำหนด

ดังนั้น wattmeter จะแสดงพลังงานที่ใช้งานจากเครือข่าย

วัตต์มิเตอร์กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ ใน wattmeter นี้ ในชุดที่มีขดลวดเคลื่อนที่ ความต้านทานเพิ่มเติมแบบเหนี่ยวนำจะถูกเปิดเป็นพิเศษ (รูปที่ 2-16) ในลักษณะที่ว่า

ปล่อยให้แรงดันไฟฟ้ากระทำในวงจรและโหลดสร้างกระแส

จากนั้นค่าทันทีของแรงบิดคือ

หลังจากการแทนที่และการแปลง เราได้รับ:

ค่าเฉลี่ยของแรงบิดสำหรับช่วงเวลาคือ

จากนี้ไปจะตามมาด้วยวัตต์มิเตอร์กับ ปฏิกิริยาอุปนัยในวงจรขดลวดเคลื่อนที่จะแสดงกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ข้อสรุปนี้สามารถอธิบายได้ง่าย: ในกรณี เช่น อย่างหมดจด โหลดอุปนัยเมื่อพลังงานไม่ได้ถูกใช้ไปอย่างไม่สามารถแก้ไขได้จากเครือข่าย วงจรดังกล่าวจะเปลี่ยนเฟสของกระแสในขดลวดเคลื่อนที่โดยเทียมเพื่อให้ตรงกับเฟสของกระแสไฟฟ้าในวงจรคงที่ ดังนั้น wattmeter จึงแสดงค่าของกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ

ดังนั้น wattmeter ไฟฟ้าไดนามิกมีสองคอยส์: หนึ่งคือขดลวดปัจจุบันที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด อื่น ๆ เป็นขดลวดแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบขนานกับโหลด ซึ่งต้องวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้า

ในการเปิดเครื่องอย่างถูกต้อง (เพื่อให้ลูกศรเบี่ยงเบนไปในทิศทางที่ถูกต้อง) ขั้วต่อหนึ่งของขดลวดจะถูกทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายดอกจันซึ่งขั้วของวัตต์มิเตอร์เหล่านี้เรียกว่าขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ควรเชื่อมต่อกับขั้วโหลดที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ไฟหลัก)

ปัจจุบันจำเป็นต้องวัดกำลังและพลังงานของกระแสตรง กำลังไฟฟ้าเชิงแอ็คทีฟ และกำลังไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียวและ กระแสไฟสามเฟส, กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟและพลังงานของกระแสสลับสามเฟส, ค่ากำลังไฟฟ้าทันที รวมถึงปริมาณไฟฟ้าในช่วงกว้างมาก

พลังงานไฟฟ้าถูกกำหนดโดยงานที่ทำโดยแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่อหน่วยเวลา

แอ็คทีฟ (ดูดซับโดยวงจรไฟฟ้า) กำลังไฟฟ้า

พี เอ =UIcos >= ฉัน 2  R=U 2 /อาร์(1)

ที่ไหน ยู, ฉัน - ค่าที่มีประสิทธิภาพของแรงดันและกระแส  - มุมกะเฟส

พลังงานปฏิกิริยา

R R = คุณซิน = ฉัน 2 X. (2)

พลังงานเต็ม

พี น = UI= PZ. พลังทั้งสามประเภทนี้สัมพันธ์กันด้วยนิพจน์

พี=(ป เอ 2 +พี 2 R ) (3)

ดังนั้นกำลังวัดภายใน 1 W ... 10 GW (ในวงจร DC และเฟสเดียว) โดยมีข้อผิดพลาด± (0.01 ... 0.1)% และด้วยไมโครเวฟ - มีข้อผิดพลาด± (1 . .. 5) %. กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟจากหน่วยของ var ถึง Mvar ถูกวัดโดยมีข้อผิดพลาด ±(0.1...0.5)%

ช่วงการวัดพลังงานไฟฟ้ากำหนดโดยช่วงการวัด จัดอันดับกระแส(1 nA...10 kA) และแรงดันไฟฟ้า (1 µV...1 MB) ข้อผิดพลาดในการวัดคือ ±(0.1...2.5)%

การวัดพลังงานปฏิกิริยาเป็นเพียงความสนใจสำหรับวงจรสามเฟสทางอุตสาหกรรมเท่านั้น

การวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรกระแสตรงในการวัดกำลังไฟฟ้าทางอ้อม จะใช้วิธีแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ และวิธีการชดเชย

วิธีแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ ในกรณีนี้ อุปกรณ์จะเปิดขึ้นตามสองรูปแบบ (รูปที่ 1)

วิธีการนั้นง่าย เชื่อถือได้ ประหยัด แต่มีข้อเสียที่สำคัญหลายประการ: จำเป็นต้องอ่านสอง

ข้าว. .หนึ่ง. แบบแผนสำหรับการวัดกำลังตามการอ่านของโวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ที่ขนาดเล็ก (a) และขนาดใหญ่ (ข)ความต้านทานโหลด

เครื่องใช้ไฟฟ้า; จำเป็นต้องทำการคำนวณ ความแม่นยำต่ำเนื่องจากการรวมข้อผิดพลาดของเครื่องมือ

พลัง R X , คำนวณจากการอ่านค่าเครื่องมือ (รูปที่ 1a) มีรูปแบบ

มากกว่ามูลค่าที่แท้จริงของพลังงานที่ใช้ในโหลด R n โดยมูลค่าการใช้พลังงานของโวลต์มิเตอร์ R วี , เช่น P n = R X - R วี .

ข้อผิดพลาดในการพิจารณากำลังในการโหลดยิ่งน้อย ความต้านทานอินพุตของโวลต์มิเตอร์ยิ่งมากขึ้น และความต้านทานโหลดยิ่งต่ำลง

พลัง R X , คำนวณตามการอ่านค่าเครื่องมือ (รูปที่ 1. ข)เรามีรูปแบบ

มันมากกว่าค่าที่แท้จริงของการใช้พลังงานของโหลดโดยค่าของการใช้พลังงานของแอมป์มิเตอร์ R แต่ . ข้อผิดพลาดของระเบียบวิธีนั้นยิ่งเล็กลง ความต้านทานอินพุตของแอมป์มิเตอร์ยิ่งต่ำลง และความต้านทานโหลดก็จะยิ่งมากขึ้น

วิธีการชดเชย วิธีนี้ใช้เมื่อต้องการการวัดกำลังไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูง ด้วยความช่วยเหลือของตัวชดเชย กระแสโหลดและแรงดันตกคร่อมโหลดจะถูกวัดสลับกัน กำลังที่วัดได้ถูกกำหนดโดยสูตร

พี= ยู น ฉัน น . (4)

ด้วยการวัดโดยตรง กำลังไฟฟ้าจะถูกวัดโดยระบบเครื่องกลไฟฟ้า (ระบบอิเล็กโทรไดนามิกและเฟอโรไดนามิก) วัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอลและอิเล็กทรอนิกส์

wattmeters อิเล็กโทรไดนามิกถูกใช้เป็นอุปกรณ์พกพาสำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าที่แม่นยำ (คลาส 0.1 ... 2.5) ในวงจร DC และ AC ที่มีความถี่สูงถึงหลายพันเฮิรตซ์

โวลต์มิเตอร์โล่เฟอโรไดนามิกใช้ในวงจรกระแสสลับของความถี่อุตสาหกรรม (คลาส 1.5 ... 2.5)

ในช่วงความถี่กว้างจะใช้วัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอลเป็นพื้นฐาน

ประกอบเป็นตัวแปลงพลังงานต่างๆ (เช่น เทอร์โมอิเล็กทริก), UPT, ไมโครโปรเซสเซอร์ และ DOC วัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอลดำเนินการเลือกขีดจำกัดการวัดอัตโนมัติ การสอบเทียบด้วยตนเอง และอินเทอร์เฟซภายนอกที่มีให้

ในการวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรความถี่สูงจะใช้วัตต์มิเตอร์แบบพิเศษและแบบอิเล็กทรอนิกส์

ในการวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟที่ความถี่ต่ำ จะใช้วัตต์มิเตอร์แบบรีแอกทีฟ (varmeters) ซึ่งโดยการใช้วงจรพิเศษ ส่วนเบี่ยงเบนของส่วนที่เคลื่อนที่ของ IM อิเล็กโทรไดนามิกจะเป็นสัดส่วนกับกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ

อนุญาตให้รวมวัตต์มิเตอร์แบบเครื่องกลไฟฟ้าเข้ากับวงจรไฟฟ้าโดยตรงที่กระแสโหลดไม่เกิน 10 ... 20 A และแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 600 V การวัดกำลังไฟฟ้าที่กระแสโหลดสูงและในวงจรไฟฟ้าแรงสูงดำเนินการโดยวัตต์พร้อมการวัดหม้อแปลงกระแส TAและความเครียด โทรทัศน์(รูปที่..2).

การวัดกำลังงานในวงจรกระแสไฟสามเฟสวิธีหนึ่งวัตต์ วิธีนี้ใช้เฉพาะในระบบสมมาตรที่มีโหลดเฟสสม่ำเสมอ มุมเฟสเดียวกันระหว่างเวกเตอร์ ฉันและ ยู และมีความสมมาตรเต็มที่ (รูปที่..3)

รูป..3. แบบแผนสำหรับการเชื่อมต่อวัตต์กับวงจรสามสายสามเฟสที่มีความสมมาตรเต็มรูปแบบของการเชื่อมต่อโหลด:

เอ- ดวงดาว; ข -สามเหลี่ยม; ใน ~-ด้วยจุดศูนย์เทียม

รูปที่ 4 แบบแผนสำหรับรวมสองวัตต์ในวงจรสามเฟส: เอ- ในวันที่ 1 และ 3 ข- ในวันที่ 1 และ 2; ใน- ในวันที่ 2 และ 3

ในรูป .3, เอโหลดเชื่อมต่อด้วยดาวและมีจุดศูนย์ ในรูปที่ 3 ขโหลดเชื่อมต่อกับเดลต้าวัตต์มิเตอร์อยู่ในเฟส ในรูป .3, ในโหลดเป็นเดลต้าที่เชื่อมต่อกับจุดศูนย์เทียม จุดศูนย์เทียมถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตัวต้านทานสองตัว ซึ่งแต่ละตัวมีค่าเท่ากับความต้านทานของวงจรขดลวดแรงดันวัตต์มิเตอร์ (ปกติจะระบุไว้ใน หนังสือเดินทางเทคนิคบนวัตต์)

การอ่านค่าวัตต์จะสอดคล้องกับกำลังของเฟสเดียวและกำลังของทั้งหมด เครือข่ายสามเฟสในทั้งสามกรณีของการเปิดเครื่องจะเท่ากับกำลังของเฟสเดียวคูณด้วยสาม:

พี =3 พี w

วิธีการสองวัตต์ วิธีนี้ใช้ในวงจรสามสายแบบสามเฟสโดยไม่คำนึงถึงรูปแบบการเชื่อมต่อและลักษณะของโหลด ทั้งแบบสมมาตรและไม่สมมาตรของกระแสและแรงดัน ความไม่สมมาตรเป็นระบบที่พลังของแต่ละเฟสต่างกัน ขดลวดปัจจุบันของวัตต์เชื่อมต่อกับสองเฟสใด ๆ และขดลวดแรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น (รูปที่ 4)

พลังงานที่เห็นได้ชัดสามารถแสดงเป็นผลรวมของการอ่านค่าของสองวัตต์ ดังนั้นสำหรับวงจรที่แสดงในรูปที่.4 ก

โดยที่  1 - มุมเฟสระหว่างกระแส ฉัน 1 และ แรงดันไฟฟ้า ยู 12,  2 - มุมเฟสระหว่างกระแส ฉัน 3 และแรงดันสาย ยู 32 . ในกรณีพิเศษ ด้วยระบบแรงดันไฟแบบสมมาตรและโหลดเฟสเดียวกัน  1 , = 30° -  และ  2 = 30° -  วัตต์มิเตอร์ที่อ่านได้จะเป็นดังนี้:

ด้วยโหลดที่ใช้งาน (= 0) การอ่านวัตต์จะเท่ากันตั้งแต่ พี W ] = พี W 2 IUcos30°.

เมื่อโหลดที่มีมุมเฉือน cp = 60° การอ่านวัตต์ที่สองจะเท่ากับศูนย์ เนื่องจาก พี W 2 = IU cos(30° + ) = IU cos(30° + 60°) = 0 ซึ่งในกรณีนี้ กำลังของวงจรสามเฟสจะถูกวัดด้วยหนึ่งวัตต์

สำหรับโหลดที่มีมุมเฉือน  > 60° กำลังที่วัดโดยวัตต์ที่สองจะเป็นค่าลบ เนื่องจาก (30° +) มากกว่า 90° ในกรณีนี้ ส่วนที่เคลื่อนที่ของวัตต์จะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม ในการอ่าน จำเป็นต้องเปลี่ยนเฟสของกระแสในหนึ่งในวงจรวัตต์ 180 องศา ในกรณีนี้กำลังของวงจรกระแสสามเฟสเท่ากับความแตกต่างในการอ่านค่าวัตต์

วิธีสามวัตต์ ในการวัดกำลังของวงจรสามเฟสที่มีโหลดไม่สมดุล ให้เปิดสามวัตต์ และกำลังทั้งหมดในที่ที่มีลวดเป็นกลางจะเท่ากับผลรวมเลขคณิตของการอ่านค่าสามวัตต์ ในกรณีนี้ wattmeter แต่ละอันจะวัดกำลังของเฟสเดียว การอ่านค่า wattmeter โดยไม่คำนึงถึงลักษณะของโหลดจะเป็นค่าบวก (ขดลวดขนานเชื่อมต่อกับแรงดันเฟส นั่นคือ ระหว่างเส้นตรงและศูนย์ ). หากไม่มีจุดศูนย์และไม่มีสายกลาง วงจรคู่ขนานของอุปกรณ์สามารถสร้างจุดศูนย์เทียมได้ โดยมีเงื่อนไขว่าความต้านทานของวงจรเหล่านี้มีค่าเท่ากัน

การวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟในวงจรเฟสเดียวและสามเฟสแม้ว่ากำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟจะไม่ได้กำหนดงานที่ทำหรือพลังงานที่ถ่ายโอนต่อหน่วยเวลา แต่การวัดของพลังงานปฏิกิริยานั้นก็มีความสำคัญเช่นกัน การมีกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าเพิ่มเติมในสายส่ง หม้อแปลง และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟวัดเป็นโวลต์แอมแปร์รีแอกทีฟ (var) ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบสามและสี่สายทั้งแบบเฟสเดียวและสามเฟสพร้อมวัตต์มิเตอร์แบบไฟฟ้าไดนามิกและเฟอโรไดนามิก หรือออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ ความแตกต่างระหว่างวัตต์มิเตอร์แบบรีแอกทีฟและแบบธรรมดาคือ มีวงจรวงจรคู่ขนานที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้เฟสกะ 90 °

ระหว่างเวกเตอร์กระแสและแรงดันของวงจรนี้ จากนั้นความเบี่ยงเบนของส่วนที่เคลื่อนที่จะเป็นสัดส่วนกับกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ R R = คุณซิน . วัตต์มิเตอร์แบบรีแอกทีฟส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวัดในห้องปฏิบัติการและการสอบเทียบมาตรวัดปฏิกิริยา

พลังงานปฏิกิริยาในวงจรสมมาตรแบบสามเฟสยังสามารถวัดได้ด้วยวัตต์มิเตอร์แบบแอคทีฟ ด้วยเหตุนี้ คอยล์ปัจจุบันจึงเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับเฟส A ซึ่งเป็นคอยล์แรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟส B และ C

การวัดกำลังไฟฟ้าในวงจรความถี่สูงเพื่อจุดประสงค์นี้ สามารถใช้การวัดทั้งทางตรงและทางอ้อม และในบางกรณีอาจแนะนำให้ใช้การวัดทางอ้อม เนื่องจากบางครั้งการวัดกระแสและแรงดันที่โหลดทำได้ง่ายกว่าการวัดโดยตรง การวัดกำลังไฟฟ้าโดยตรงในวงจรความถี่สูงและความถี่สูงนั้นดำเนินการโดยเทอร์โมอิเล็กทริก อิเล็กทรอนิกส์ วัตต์มิเตอร์แบบ Hall-effect และวัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอล

การวัดทางอ้อมดำเนินการโดยวิธีออสซิลโลแกรม ส่วนใหญ่จะใช้เมื่อวงจรขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟที่ไม่ใช่ไซน์ ที่ความถี่สูง แหล่งจ่ายแรงดันไฟต่ำ ฯลฯ

การวัดพลังงานในวงจรเฟสเดียวและสามเฟสพลังงานวัดโดยมิเตอร์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ มิเตอร์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์มีลักษณะทางมาตรวิทยาที่ดีกว่า มีความน่าเชื่อถือมากกว่า และเป็นวิธีการวัดพลังงานไฟฟ้าที่มีแนวโน้มดี

4. การวัดเฟสและความถี่

เฟสแสดงลักษณะของสัญญาณฮาร์มอนิก ณ จุดใดเวลาหนึ่ง t. มุมเฟสในช่วงเวลาเริ่มต้น (อ้างอิงเวลา) เช่น ที่ t = 0, เรียกว่า ศูนย์vym (เริ่มต้น) การเปลี่ยนเฟสความแตกต่างของเฟส  มักจะวัดระหว่างกระแสและแรงดันไฟหรือระหว่างแรงดันไฟสองตัว ในกรณีแรก พวกเขามักจะไม่สนใจในมุมของเฟส แต่ในค่าของ cos หรือตัวประกอบกำลัง Cos คือโคไซน์ของมุมที่กระแสโหลดนำไปสู่หรือล่าช้าหลังแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับโหลดนี้ กะเฟส ของสัญญาณฮาร์มอนิกสองตัวที่มีความถี่เดียวกันเรียกว่าโมดูลัสของความแตกต่างของเฟสเริ่มต้น  = | 1 -  2 | การเปลี่ยนเฟส  จะไม่ขึ้นอยู่กับเวลาหากเฟสเริ่มต้น  1 และ  2 ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ความแตกต่างของเฟสจะแสดงเป็นเรเดียนหรือองศา

วิธีการวัดมุมกะเฟสวิธีการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับช่วงความถี่ ระดับและรูปร่างของสัญญาณ ความแม่นยำที่จำเป็น และความพร้อมใช้งานของเครื่องมือวัด มีการเปลี่ยนแปลงทางตรงและทางอ้อมในมุมเฟส

การวัดทางอ้อม การวัดมุมเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้า ยู และปัจจุบัน ฉันในโหลดในวงจรเฟสเดียว

ดำเนินการโดยใช้เครื่องมือสามอย่าง ได้แก่ โวลต์มิเตอร์ แอมมิเตอร์ และวัตต์ (รูปที่ 5) มุม  ถูกกำหนดโดยการคำนวณจากค่าที่พบ cos:

วิธีการนี้มักใช้ที่ความถี่อุตสาหกรรมและให้ความแม่นยำต่ำเนื่องจากข้อผิดพลาดของระเบียบวิธีที่เกิดจากการใช้อุปกรณ์ของตัวเอง ซึ่งค่อนข้างง่าย เชื่อถือได้ และประหยัด

ในสามเฟส วงจรสมมาตรค่าของ cos สามารถกำหนดได้โดยการวัดต่อไปนี้:

กำลังไฟฟ้ากระแสและแรงดันเฟสเดียว

การวัดกำลังงานโดยวิธีสองวัตต์

การวัดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟโดยวิธีสองวัตต์ด้วยจุดกลางเทียม

ในบรรดาวิธีการออสซิลโลกราฟิกสำหรับการวัดเฟสนั้น วิธีการกวาดเชิงเส้นและวงรีนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด วิธีการออสซิลโลกราฟิกซึ่งทำให้สามารถสังเกตและแก้ไขสัญญาณภายใต้การศึกษาได้ตลอดเวลา ถูกใช้ในช่วงความถี่กว้างในวงจรพลังงานต่ำสำหรับการวัดคร่าวๆ (5 ... 10%) วิธีการกวาดเชิงเส้นเกี่ยวข้องกับการใช้ออสซิลโลสโคปแบบสองลำแสงบนเพลตแนวนอนซึ่งมีการใช้แรงดันการกวาดเชิงเส้นและบนเพลตแนวตั้ง - แรงดันไฟฟ้าระหว่างที่วัดการเลื่อนเฟส สำหรับเส้นโค้งไซน์บนหน้าจอ เราจะได้ภาพของแรงดันไฟฟ้าสองค่า (รูปที่ 6, ก)และตามส่วนที่วัดได้ AB และ AC มุมของการเปลี่ยนแปลงระหว่างกันจะถูกคำนวณ

โดยที่ AB เป็นส่วนระหว่างจุดที่สอดคล้องกันของเส้นโค้งเมื่อผ่านศูนย์ตามแกน X; AC - ส่วนที่สอดคล้องกับช่วงเวลา

ข้อผิดพลาดในการวัด  X ขึ้นอยู่กับข้อผิดพลาดในการอ่านและข้อผิดพลาดของเฟสของออสซิลโลสโคป

หากแทนที่จะใช้การกวาดเชิงเส้น ใช้แรงดันการกวาดแบบไซน์ ตัวเลข Lissajous ที่ได้รับบนหน้าจอที่ความถี่เท่ากันจะให้รูปร่างวงรีบนหน้าจอออสซิลโลสโคป (รูปที่ 6b) มุมเฉือน  x =อาร์คซิน(AB/VG)

วิธีนี้ช่วยให้คุณวัด  x ภายใน 0 90 o โดยไม่ต้องกำหนดเครื่องหมายของมุมเฟส

ข้อผิดพลาดในการวัด  x ยังถูกกำหนดโดยข้อผิดพลาดในการอ่าน

มะเดื่อ..6. เส้นโค้งที่ได้รับบนหน้าจอของออสซิลโลสโคปแบบสองลำแสง: ด้วยเส้นตรง (ก)และไซนัส (b) กวาด

และความแตกต่างในเฟสกะของช่อง X และ Y ออสซิลโลสโคป

การใช้ตัวชดเชยกระแสสลับที่มีตัวเปลี่ยนเฟสที่ปรับเทียบแล้วและออสซิลโลสโคปแบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวบ่งชี้ความเท่าเทียมกันของเฟสช่วยให้สามารถวัดมุมเฟสได้อย่างแม่นยำ ข้อผิดพลาดในการวัดในกรณีนี้พิจารณาจากข้อผิดพลาดของตัวเปลี่ยนเฟสที่ใช้เป็นหลัก

การวัดโดยตรง การวัดโดยตรงของมุมการเปลี่ยนเฟสนั้นดำเนินการโดยใช้เฟสมิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนามิก เฟอร์โรไดนามิก แม่เหล็กไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และดิจิตอล เฟสมิเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กันมากที่สุดคือเฟสมิเตอร์ไฟฟ้าไดนามิกและแม่เหล็กไฟฟ้า มาตราส่วนของเครื่องมือเหล่านี้เป็นเส้นตรง ใช้ในช่วงความถี่ตั้งแต่ 50 Hz ถึง 6 ... 8 kHz ระดับความแม่นยำ - 0.2; 0.5. มีลักษณะการใช้พลังงานมาก 1 (5 ... 10 W)

ในวงจรสมมาตรสามเฟส การวัดมุมการเปลี่ยนเฟส  หรือ cos ดำเนินการโดยมิเตอร์เฟสเดียวหรือสามเฟส

มิเตอร์เฟสดิจิตอลใช้ในวงจรพลังงานต่ำในช่วงความถี่ตั้งแต่หน่วย Hz ถึง 150 MHz คลาสความแม่นยำ - 0.005; 0.01; 0.02; 0.05; 0.1; 0.5; 1.0. ในการนับเฟสมิเตอร์แบบดิจิตอลทางอิเล็กทรอนิกส์ การเปลี่ยนเฟสระหว่างแรงดันไฟสองตัวจะถูกแปลงเป็นช่วงเวลาที่เต็มไปด้วยพัลส์ของความถี่ที่เสถียรในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ซึ่งจะถูกนับโดยตัวนับพัลส์อิเล็กทรอนิกส์ ส่วนประกอบของข้อผิดพลาดของอุปกรณ์เหล่านี้ ได้แก่ ข้อผิดพลาดที่ไม่ต่อเนื่อง ข้อผิดพลาดของเครื่องกำเนิดความถี่ที่เสถียร ข้อผิดพลาดขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการก่อตัวและการส่งผ่านช่วงเวลา

วิธีการวัดความถี่ความถี่เป็นคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของกระบวนการแบบกลุ่ม มันถูกกำหนดโดยจำนวนรอบที่สมบูรณ์ (ช่วงเวลา) ของการเปลี่ยนแปลงสัญญาณต่อหน่วยเวลา ช่วงความถี่ที่ใช้ในเทคโนโลยีมีขนาดใหญ่มากและมีตั้งแต่เศษส่วนของเฮิรตซ์ไปจนถึงหลักสิบ สเปกตรัมความถี่ทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองช่วง - ต่ำและสูง

ความถี่ต่ำ: อินฟราโซนิก - ต่ำกว่า 20 Hz; เสียง - 20...20000 เฮิรตซ์; อัลตราโซนิก - 20...200 kHz

ความถี่สูง: สูง - จาก 200 kHz ถึง 30 MHz; สูงพิเศษ - 30...300 MHz.

ดังนั้น การเลือกวิธีการวัดความถี่จึงขึ้นอยู่กับช่วงของความถี่ที่วัดได้ ความแม่นยำในการวัดที่ต้องการ ขนาดและรูปร่างของแรงดันไฟฟ้าของความถี่ที่วัด กำลังของสัญญาณที่วัดได้ ความพร้อมใช้งานของเครื่องมือวัด ฯลฯ

การวัดโดยตรง วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการใช้เครื่องวัดความถี่ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และดิจิตอล

เครื่องวัดความถี่ไฟฟ้าใช้กลไกการวัดของระบบแม่เหล็กไฟฟ้า อิเล็กโทรไดนามิก และเฟอโรไดนามิก พร้อมการอ่านความถี่โดยตรงบนสเกลของเครื่องวัดอัตราส่วน ออกแบบและใช้งานง่าย เชื่อถือได้ และมีความแม่นยำสูงพอสมควร ใช้ในช่วงความถี่ตั้งแต่ 20 ถึง 2500 Hz ระดับความแม่นยำ - 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5.

เครื่องวัดความถี่อิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับการวัดในช่วงความถี่ตั้งแต่ 10 Hz ถึงหลายเมกะเฮิรตซ์ โดยมีระดับสัญญาณอินพุตที่ 0.5 ... 200 V. มีอิมพีแดนซ์อินพุตขนาดใหญ่ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าใช้พลังงานต่ำ ระดับความแม่นยำ - 0.5; 1.0 และต่ำกว่า

ตัวนับความถี่ดิจิตอลใช้สำหรับการวัดที่แม่นยำมากในช่วง 0.01 Hz...17 GHz แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดคือข้อผิดพลาดจากความไม่ต่อเนื่องและความไม่เสถียรของควอตซ์ออสซิลเลเตอร์

วิธีสะพาน วิธีการวัดความถี่นี้ใช้สะพาน AC ที่ขึ้นกับความถี่ซึ่งมาพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าของความถี่ที่วัดได้ วงจรบริดจ์ที่ใช้กันทั่วไปในการวัดความถี่คือบริดจ์แบบคาปาซิทีฟ วิธีการวัดความถี่บริดจ์ใช้สำหรับวัดความถี่ต่ำภายใน 20 Hz ... 20 kHz ข้อผิดพลาดในการวัดคือ 0.5 ... 1%

การวัดทางอ้อม วิธีการดำเนินการโดยใช้ออสซิลโลสโคป: โดยรูปแบบการรบกวน (ตัวเลข Lissajous) และการกวาดแบบวงกลม วิธีการนั้นง่าย สะดวก และค่อนข้างแม่นยำ ใช้ในช่วงความถี่กว้าง 10 Hz ... 20 MHz ข้อเสียของวิธี Lissajous คือความยากในการถอดรหัสตัวเลขเมื่ออัตราส่วนของตัวเลขมากกว่า 10 ดังนั้นข้อผิดพลาดในการวัดจึงเพิ่มขึ้นเนื่องจากการจัดตั้งอัตราส่วนความถี่ที่แท้จริง ด้วยวิธีกวาดแบบวงกลม ข้อผิดพลาดในการวัดส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยข้อผิดพลาดเชิงปริมาณของความถี่พื้นฐาน

วิธีการและเครื่องมือในการวัดค่าพารามิเตอร์ของวงจรการวัด