Wattmérő

A wattmérő ( watt + más görög μετρεω - „mérem”) egy mérőeszköz , amelyet elektromos áram vagy elektromágneses jel teljesítményének meghatározására terveztek.

Osztályozás

Céljuk és frekvenciatartományuk szerint a wattmérők három kategóriába sorolhatók - alacsony frekvenciájú (és egyenáramú), rádiófrekvenciás és optikai. A rádiós hatótávolságú wattmérőket rendeltetésük szerint két típusra osztják: az átviteli vezeték megszakításába beleszámított átvitt teljesítményre és a vezeték végére illesztett terhelésként csatlakoztatott elnyelt teljesítményre. A mérési információ funkcionális átalakítási módjától és a kezelőhöz történő kimenetétől függően a wattmérők analógok (kijelző és önrögzítő) és digitálisak.

Alacsony frekvenciájú és egyenáramú wattmérők

Az alacsony frekvenciájú wattmérőket főként ipari frekvenciájú áramhálózatokban használják az energiafogyasztás mérésére, lehetnek egyfázisúak és háromfázisúak. Külön alcsoportot alkotnak a varméterek  - meddőteljesítménymérők. A digitális műszerek általában kombinálják az aktív és meddő teljesítmény mérésének képességét.

Az elektrodinamikus vagy ferrodinamikai rendszer analóg kisfrekvenciás wattmérőinek a mérőmechanizmusában két tekercs van, amelyek közül az egyik sorba van kötve a terheléssel, a másik párhuzamosan. A tekercsek mágneses mezőinek kölcsönhatása olyan nyomatékot hoz létre, amely eltéríti a készülék nyilát, arányos az áramerősség, a feszültség és a fáziskülönbség koszinuszának vagy szinuszának szorzatával (az aktív vagy meddő teljesítmény mérésére ).

A digitális alacsony frekvenciájú wattmérőknek két érzékelője van bemeneti áramkörként - áram és feszültség, sorosan és párhuzamosan kapcsolva a terheléssel, az érzékelők műszertranszformátorokon , termisztorokon , hőelemeken és másokon  alapulhatnak . Az érzékelőktől származó információ az ADC -n keresztül egy számítástechnikai eszközbe kerül, amelyben az aktív és meddő teljesítményt számítják, majd a kapott információkat digitális kijelzőn és szükség esetén külső eszközökön (adatok tárolására, nyomtatására stb.) ).

A rádió hatótávolság elnyelt teljesítményének wattméterei

Az elnyelt teljesítményű wattmérők a rádiós wattmérők igen nagy és széles körben használt alcsoportját alkotják. Ennek az alcsoportnak a faji felosztása elsősorban a különféle típusú primer átalakítók (vevőfejek) használatához kapcsolódik. A kereskedelemben kapható wattmérők termisztoros , hőelemes és csúcsérzékelő alapú jelátalakítókat használnak ; sokkal ritkábban, a kísérleti munkák során más elveken alapuló érzékelőket használnak - ponderomotive , galvanomágneses stb., és a valóságban a wattmérő nem a beeső teljesítményt, hanem az elnyelt teljesítményt méri, amely a beeső teljesítménytől annyiban tér el, mint K P × P pad , ahol K P  a teljesítmény visszaverődési együtthatója .

A termisztoros (bolometrikus) wattmérők termisztoron (vagy bolométeren ) alapuló vevőátalakítóból és a termisztor fűtésére szolgáló, alacsony frekvenciájú váltakozó áramforrással ellátott mérőhídból állnak. A termisztoros átalakító működési elve a termisztor ellenállásának a hőmérsékletétől való függése, ami viszont a rá adott jel teljesítménydisszipációjától függ. A mérést úgy végezzük, hogy a termisztorban disszipált és azt felfűtött mért jel teljesítményét az alacsony frekvenciájú áram teljesítményével hasonlítjuk össze, ami a termisztor azonos melegítését okozza. A mérés során a termisztoron disszipált összteljesítményt (amikor a mért jelet és a fűtőáramot egyszerre vezetjük rá) és ennek megfelelően a termisztor ellenállását mérőhíd segítségével változatlan formában tartják, amit a termisztor változásával egyensúlyozunk. fűtőáram. A termisztoros wattmérők első modelljeiben a kiegyenlítés manuálisan történt, a modern wattmérőkben a kiegyenlítés automatikus, a leolvasások digitális formában jelennek meg. A termisztoros wattmérők hátrányai közé tartozik a kis dinamikatartomány - a maximális disszipációs teljesítmény több milliwatt, ezt a korlátozást a teljesítményt megosztó, de további hibát okozó csillapítók segítségével lehet leküzdeni.

A kalorimetriás wattmérők abban különböznek a termisztorosaktól, hogy a mért teljesítmény felvételére külön terhelést használnak, amelyből a hő a munkaközegen - desztillált vízen vagy speciális folyadékon keresztül - a termisztoros átalakítóba kerül. A folyékony közeg szigorúan meghatározott áramlási sebességgel kering, felváltva mosva a bemenő terhelést, az átalakítót és a hűtő hőcserélőt.

A termoelektromos wattmérők közvetlen vagy közvetett fűtésű hőelemet (vagy hőelemblokkot) használnak elsődleges konverterként. A mérés során a hőelem forró csomópontja a mért jel bemeneti teljesítményének hatására felmelegszik, és termikus emf keletkezik. A mérési információ egyenáramú jel formájában kerül be az elektronikus egységbe (analóg vagy digitális), ahol feldolgozzák és a jelzőkészülékhez táplálják.

A csúcsérzékelővel ellátott wattmérők egyszerű felépítésűek, más típusú wattmérőkkel ellentétben nem csak a folyamatos jel teljesítményét, hanem a rádióimpulzusok csúcsteljesítményét is képesek mérni , azonban az alacsony mérési pontosság miatt jelenleg ritkán használják. A működési elv szerint egy ilyen wattmérő egy AC egyenirányító voltmérő , amelynek bemeneti terhelése az út hullámellenállásával egyenlő , és teljesítményértékekben kalibrált leolvasó eszközzel.

A rádió hatótávolság sugárzott teljesítményének wattméterei

Az átviteli teljesítmény-wattmérőkben általában egy iránycsatolót  használnak elsődleges átalakítóként - egy olyan eszközt, amely lehetővé teszi az energia nagyon kis hányadának leágazását a fő átviteli útvonalról. A kivett energiarészt egy másodlagos átalakítóba, például egy detektor- vagy termisztorfejbe tápláljuk, ahonnan a mérési információs jel a funkcionális átalakítóba, majd a jelzőberendezésbe kerül.

Viszonylag alacsony frekvenciákon ( LW és MW tartományban) az iránycsatolók alkalmazása nehézkes, ebben az esetben a vezetékben lévő áram- és feszültségérzékelők használhatók elsődleges átalakítóként, amelyek mérési információi a funkcionálisban tovább feldolgozódnak. konverter (az értékek szorzata a fáziskülönbség figyelembevételével). Az érzékelők lehetnek például egy feszültségváltó és egy áramváltó . Ezt a mérési módszert általában speciális eszközökben használják az antenna teljesítményének rádióadó általi vezérlésére. Mikrohullámú frekvenciákon, hullámvezető utakon a ponderomotoros módszerrel vagy a hullámvezető falába épített érzékelőkkel - termisztoros, termoelektromos, galvanomágneses - mérhető az átvitt teljesítmény.

Optikai wattmérők

Nevek és megnevezések

Fajnevek:

Az elektromos (kisfrekvenciás) wattmérők típusainak megjelölésére hagyományosan az ipari jelölési rendszert használják, amelyben az eszközöket rendszertől függően jelölik (a működési elv):

A rádiós és optikai tartományok wattmérői a GOST 15094 szerint vannak jelölve:

A készülék metrológiai jellemzői

Lásd még

Irodalom

Normatív és műszaki dokumentáció

Linkek


 Elektromos mérőműszerek