Ensimmäiset sähkömittarit ilmestyivät 1800-luvulla. Tämä selittyy tutkijoiden suorittamalla sähkömagneettisuuden massatutkimuksilla. Nykyään sähkömittarit on jaettu useisiin tyyppeihin ja asennetaan kaikkiin huoneisiin, joissa ihmiset käyttävät sähköä. Sen päätehtävänä on vakauttaa ja, jos sitä käytetään oikein, minimoida yleishyödylliset laskut.
Sähkömittarien luokittelu
Kaikki sähkömittarit luokitellaan tyypin mukaan kytkentätyypistä, suunnitteluominaisuuksista ja mitattavista arvoista. Laitteet jaetaan suoraan kytkettyyn virtajohtoon ja laitteisiin, jotka on kytketty sähköpiiriin mittausmuuntajien avulla.
Suunnitteluominaisuuksista riippuen sähkömittarit jaetaan seuraaviin tyyppeihin:
- Sähkömekaaninen tai induktio. Sähkömittarin toimintaperiaate on seuraava: Sähköä johtavasta materiaalista valmistettuun liikkuvaan osaan vaikuttaa suoraan magneettikenttä, jonka muodostavat kiinteät johtavat kelat. Liikkuva osa on levy, ja kelat tuottavat virtauksia, jotka ajavat tätä levyä. Kulutetun resurssin määrä on suoraan verrannollinen tämän levyn kierrosten määrään.
Yhden tariffin induktiolaskuri - Staattinen tai elektroninen mittauslaite. Elektronisen energiamittarin toimintaperiaate on seuraava: elektroninen, ne ovat puolijohtaisia, osat ovat alttiita jännitteelle ja vaihtovirralle, mikä tuottaa lähtöön pulsseja, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin mitatun energialähteen tilavuus. Tällaisen sähkömittarilaitteen avulla voit mitata aktiivisen energian muuntamalla jännite- ja analogiset virhesignaalit laskentapulsseiksi.
- Hybridi-tyyppiset mittauslaitteet ovat melko harvinaisia. Sähkömittarin laitteen piirre on mekaanisten ja elektronisten laitteiden suunnittelun samankaltaisuus.
Sähkömittarit luokitellaan useisiin tyyppeihin mitattujen arvojen ja tariffien lukumäärän perusteella. Ensimmäisessä tapauksessa mittauslaitteet ovat yksivaiheisia ja kolmivaiheisia, toisessa - yhden ja kahden tariffin.
Sähkömittarin laite ja toimintaperiaate
Vaihtovirran aktiivisen energiankulutuksen tosiaikaista ja jatkuvaa tallentamista varten on tarpeen asentaa yksivaiheiset tai kolmivaiheiset induktiomittarit. Jos on tärkeää ottaa huomioon tasavirta, joka on yleistä rautatiealalla ja kaikentyyppisissä sähköajoneuvoissa, sähköodynaamiset mittarit asennetaan.
Induktiiviset sähkömittarit on varustettu alumiinista valmistetulla levyllä; resurssin kulutuksen aikana tämä liikkuva elementti pyörii induktiokelojen muodostamien pyörrevirtausten vuoksi. Tässä tapauksessa on kaksi erilaista voimaa - induktiokelojen magneettikenttä ja pyörrevirtojen magneettikenttä. Tuloksena olevat virrat virtaavat rinnakkaisessa kuormapiirissä. Jokainen kela on varustettu ytimellä, joka magnetoidaan vaihtovirralla. Jatkuvan vaihtovirran vaikutus johtaa siihen, että sähkömagneettien navat muuttuvat jatkuvasti. Tämä johtaa magneettikentän kulkemiseen niiden välillä. Juuri se vetää alumiinilevyn taaksepäin muodostaen pyörimisen.
Levyn pyörimisnopeus on suoraan verrannollinen molemmissa käämeissä olevien virtojen suuruuteen.Sähkömittarien valmistuksessa käytetään yksinkertaisia mekaniikan kytkentätekniikoita, joiden vuoksi pyörivä levy kytketään paneelin digitaalisiin lukemiin.
Kulutetun resurssin kirjanpito perustuu lähtöjännitteeseen ja virtajännitteeseen. Kaikki tiedot syötetään ilmaisimeen; edistyneissä malleissa tiedot tallennetaan laitteen muistiin.
Viime vuosina ihmiset ovat suosineet yhä enemmän elektronisia kaksitariffisia rakenteita. Jatkuvasti kasvava kysyntä selittyy seuraavilla luetteloilla:
- Laitteet lukevat tietoja tarkemmin, mikä vähentää yleishyödyllisten laskujen kustannuksia.
- Mekaanisiin sähkömittareihin verrattuna niillä on kompakti koko ja houkuttelevampi ulkonäkö.
- Vaihda automaattisesti päivä- ja yöhintoihin, ihmisen osallistumista ei vaadita. Jo tuotantovaiheessa laite ohjelmoidaan kahdelle aikavälille - klo 07.00-23.00 ja 23.00-7.00.
- Edistyneet mallit on tarkistettava kerran 5-16 vuoden ajan. Tällainen todentaminen on tarpeen varojen oikean kirjanpidon ja kertymisen vuoksi. Varmennuksen tulisi tehdä energiantoimittajan.
Laitteen suorituskyvyn ensimmäinen tarkastus tehdään tehtaalla, päivämäärä on ilmoitettava mukana olevissa asiakirjoissa.
Kaksitariffimittauslaitteiden haitoista erotetaan korkeat kustannukset ja niiden epäluotettavuus mekaanisiin vastineisiin verrattuna. Kuten käytäntö osoittaa, elektroniset mallit epäonnistuvat usein.
Kaavio sähkömittarista
Kaikentyyppisten sähkölaitteiden toimintamallissa ei ole perustavanlaatuisia eroja, ne ovat kaikki samanlaisia.
Tehon mittaamiseksi mukana on useita yksinkertaisia antureita:
- Jänniteanturit, joiden toiminta perustuu tunnettuun jakajapiiriin.
- Tavalliseen sekoitukseen perustuvat virran anturit, joiden läpi sähköisen päävaiheen vaihe kulkee.
Näiden anturien havaitsema signaali on pieni, joten se on vahvistettava elektronisilla vahvistimilla. Sitten suoritetaan analoginen-digitaalinen käsittely signaalien muuntamiseksi ja niiden kertomiseksi.
Seuraavat vaiheet suodatetaan digitalisoitu signaali ja näytetään tiedot näytöllä:
- liittäminen;
- merkintä;
- siirtolaskelmat;
- muuntaminen.
Tässä kaaviossa käytetyt tuloanturit eivät pysty tarjoamaan vektoreiden korkean tarkkuuden luokan mittauksia ja siten tehon laskemista.
Jos vaaditaan korkea mittaustarkkuus, piiri on lisäksi varustettu erityisillä mittausmuuntajilla.
Jos verrataan vertailuun yksivaiheisen elektronisen mittarin toimintaperiaatteita, siinä VT on lisäksi kytketty nollaan ja vaiheeseen, ja CT on vaihejohdon katkeamisen olennainen osa. Koska signaalit tulevat kahdelta muuntajalta, signaalin lisävahvistusta ei tarvita. Mikrokontrolleri suorittaa kaikki muut muunnokset, se ohjaa näyttöä, hajasaantimuistia ja elektronista relettä. Lähtösignaali RAM: n kautta voidaan edelleen lähettää informaatiokanavalle.
