Wattmetru

Wattmetrul ( watt + alt grecesc μετρεω - „Eu măsoară”) este un dispozitiv de măsurare conceput pentru a determina puterea unui curent electric sau a unui semnal electromagnetic.

Clasificare

După scop și interval de frecvență, wattmetrele pot fi împărțite în trei categorii - frecvență joasă (și curent continuu), frecvență radio și optică. În funcție de scopul propus, wattmetrele radio sunt împărțite în două tipuri: puterea transmisă, inclusă în întreruperea liniei de transmisie și puterea absorbită, conectată la capătul liniei ca sarcină potrivită. În funcție de metoda de transformare funcțională a informațiilor de măsurare și de ieșirea acesteia către operator, wattmetrele sunt analogice (indicatoare și cu auto-înregistrare) și digitale.

Wattmetre de joasă frecvență și curent continuu

Wattmetrele de joasă frecvență sunt utilizate în principal în rețelele industriale de energie de frecvență pentru a măsura consumul de energie, pot fi monofazate și trifazate. Un subgrup separat este format din varmetre  - contoare de putere reactivă. Instrumentele digitale combină de obicei capacitatea de a măsura puterea activă și reactivă.

Wattmetrele analogice de joasă frecvență ale unui sistem electrodinamic sau ferodinamic au două bobine în mecanismul de măsurare, dintre care una este conectată în serie cu sarcina, cealaltă în paralel. Interacțiunea câmpurilor magnetice ale bobinelor creează un cuplu care deviază săgeata dispozitivului, proporțional cu produsul dintre puterea curentului, tensiunea și cosinusul sau sinusul diferenței de fază (pentru măsurarea puterii active sau , respectiv, reactive ).

Wattmetrele digitale de joasă frecvență au doi senzori ca circuite de intrare  - pentru curent și tensiune, conectați în serie și, respectiv, paralel cu sarcina, senzorii pot fi bazați pe transformatoare de instrumente , termistori , termocupluri și altele. Informațiile de la senzori sunt transmise prin ADC către un dispozitiv de calcul în care se calculează puterea activă și reactivă, apoi informațiile rezultate sunt afișate pe un afișaj digital și, dacă este necesar, pe dispozitive externe (pentru stocarea, imprimarea datelor etc. ).

Wattmetre ale puterii absorbite a domeniului radio

Wattmetrele de putere absorbită formează un subgrup foarte mare și utilizat pe scară largă de wattmetre radio. Divizarea speciilor din acest subgrup este asociată în principal cu utilizarea diferitelor tipuri de traductoare primare (capete receptoare). Wattmetrele disponibile comercial folosesc traductoare bazate pe termistori , termocuplu și detectoare de vârf ; mult mai rar, în lucrările experimentale, se folosesc senzori bazați pe alte principii - ponderomotori , galvanomagnetici etc. și, în realitate, wattmetrul măsoară nu puterea incidentă, ci puterea absorbită, care diferă de puterea incidentă cu o sumă egală cu K P × P pad , unde K P  este coeficientul de reflexie al puterii .

Wattmetrele cu termistor (bolometrice) constau dintr-un traductor de recepție bazat pe un termistor (sau bolometru ) și o punte de măsurare cu o sursă de curent alternativ de joasă frecvență pentru încălzirea termistorului. Principiul de funcționare al convertorului cu termistor este dependența rezistenței termistorului de temperatura acestuia, care, la rândul său, depinde de puterea disipată a semnalului aplicat acestuia. Măsurarea se realizează prin compararea puterii semnalului măsurat, disipată în termistor și încălzirea acestuia, cu puterea curentului de joasă frecvență, determinând aceeași încălzire a termistorului. În timpul măsurării, puterea totală disipată pe termistor (atunci când semnalul măsurat și curentul de încălzire sunt aplicați simultan acestuia) și, în consecință, rezistența termistorului este menținută aceeași folosind o punte de măsurare, care este echilibrată printr-o modificare a curent de încălzire. La primele modele de wattmetre cu termistor, echilibrarea se realiza manual, la wattmetrele moderne echilibrarea este automată, citirile sunt afișate în formă digitală. Dezavantajele wattmetrelor cu termistor includ domeniul lor dinamic mic - puterea maximă de disipare este de câțiva miliwați, această limitare este depășită prin utilizarea atenuatoarelor care împart puterea, dar introduc o eroare suplimentară.

Wattmetrele calorimetrice diferă de cele cu termistor prin aceea că se utilizează o sarcină separată pentru a absorbi puterea măsurată, din care căldura este transferată la convertorul termistor prin mediul de lucru - apă distilată sau un lichid special. Mediul lichid circulă la un debit strict specificat, spălând pe rând sarcina de intrare, convertizorul și schimbătorul de căldură de răcire.

Wattmetrele termoelectrice folosesc un termocuplu (sau un bloc de termocupluri) de încălzire directă sau indirectă ca convertor primar. În timpul măsurării, joncțiunea fierbinte a termocuplului se încălzește sub influența puterii de intrare a semnalului măsurat și se generează o fem termică. Informațiile de măsurare sub forma unui semnal DC intră în unitatea electronică (analogică sau digitală), unde sunt procesate și alimentate la dispozitivul de indicare.

Wattmetrele cu detector de vârf au un design simplu, spre deosebire de alte tipuri de wattmetre, acestea sunt capabile să măsoare nu numai puterea unui semnal continuu, ci și puterea de vârf a impulsurilor radio , cu toate acestea, datorită preciziei scăzute de măsurare, sunt rar folosit in prezent. Conform principiului de funcționare, un astfel de wattmetru este un voltmetru redresor de curent alternativ cu o sarcină de intrare cu o rezistență egală cu rezistența undei a căii și cu un dispozitiv de citire calibrat în valori de putere.

Wattmetre ale puterii transmise a domeniului radio

În wattmetrele de putere de transmisie, un cuplaj direcțional  este de obicei folosit ca convertor primar - un dispozitiv care permite ca o fracțiune foarte mică de energie să fie ramificată de la calea principală de transmisie. Partea retrasă a energiei este alimentată la un convertor secundar, de exemplu, un detector sau un cap de termistor, de unde semnalul de informare de măsurare este alimentat către convertorul funcțional și, în plus, către dispozitivul de indicare.

La frecvențe relativ scăzute (în intervalele LW și MW ), utilizarea cuplelor direcționale este dificilă; în acest caz, senzorii de curent și tensiune din linie pot fi utilizați ca convertoare primare, informațiile de măsurare din care sunt procesate în continuare în sistemul funcțional. convertor (înmulțirea valorilor ținând cont de diferența de fază). Senzorii pot fi, de exemplu, un transformator de tensiune și un transformator de curent . Această metodă de măsurare este de obicei utilizată în dispozitivele specializate pentru a controla puterea de ieșire către antenă printr-un transmițător radio. La frecvențele de microunde, în traseele ghidului de undă, metoda ponderomotoare sau senzorii încorporați în peretele ghidului de undă - termistor, termoelectric, galvanomagnetic - pot fi utilizați pentru măsurarea puterii transmise.

Wattmetre optice

Nume și denumiri

Numele speciilor:

Pentru a desemna tipurile de wattmetre electrice (de joasă frecvență), se utilizează în mod tradițional sistemul de desemnare a industriei, în care dispozitivele sunt marcate în funcție de sistem (principiul de bază de funcționare):

Wattmetrele radio și optice sunt marcate conform GOST 15094:

Caracteristicile metrologice ale dispozitivului

Vezi și

Literatură

Documentatii normative si tehnice

Link -uri


 Instrumente electrice de masura