Цифровой ваттметр в розетку со счетчиком энергии: обзор устройства и определение нижнего предела функционирования / Инструменты / iXBT Live

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка

. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален.
Найдите источники:
«Ваттметр» – Новости
·
газеты
·
книги
·
ученый
·
JSTOR
(Декабрь 2016 г.)(Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Ваттметр
В ваттметр

инструмент для измерения электроэнергия (или скорость предложения электроэнергия) в любого данного схема. Электромагнитные ваттметры используются для измерения частота сети и мощность звуковой частоты; другие типы требуются для радиочастотных измерений.

Ваттметр считывает среднее значение продукта v (t) i (t) = p (t)

, куда
v (t)
это напряжение с опорной полярностью в ± терминала по отношению к другому терминалу потенциальной (давление) катушки, и
Это)
— это ток с опорным направлением, текущий на клемму ± токовой катушки. Ваттметр показывает
P = (1 / T) ∫0Т v (t) i (t) dt
, который в синусоидальном установившемся режиме сводится к
V
среднеквадратичное значение
я
среднеквадратичное значение cos (φ), где
Т
это период
p (t)
φ — угол, на который ток отстает от напряжения.[1]

Электродинамический

Ранний ваттметр на выставке в Историческом архиве и Музее горного дела в Пачука, Мексика
Традиционный аналоговый ваттметр — это электродинамический инструмент. Устройство состоит из пары фиксированных катушки, известный как катушки тока

, и подвижная катушка, известная как
потенциальная катушка
.

Катушки тока подключены в серии с цепью, в то время как потенциальная катушка подключена в параллельно. Также на аналог Ваттметры, на катушке потенциалов находится стрелка, которая перемещается по шкале, показывая результат измерения. Ток, протекающий через токовую катушку, вызывает электромагнитное поле вокруг катушки. Сила этого поля пропорциональна линейному току и находится в фазе с ним. Потенциальная катушка, как правило, имеет большой ток. резистор соединены последовательно с ним, чтобы уменьшить ток, протекающий через него.

Результатом такого расположения является то, что на ОКРУГ КОЛУМБИЯ цепи, отклонение иглы пропорционально обе

то Текущий (
я
)
и
то Напряжение (
V
), что соответствует уравнению
п
=
VI
.

За Мощность переменного тока, ток и напряжение могут не совпадать по фазе из-за задерживающих эффектов схемы индуктивность или же емкость. На отклонение цепи пропорционально среднему мгновенному произведению напряжения и тока, таким образом измеряя активная мощность, п

=
VI
потому что
φ
. Здесь cos
φ
представляет фактор силы который показывает, что передаваемая мощность может быть меньше полной мощности, полученной путем умножения показаний вольтметр и амперметр в той же схеме.

Две цепи ваттметра могут быть повреждены чрезмерным током. В амперметр и вольтметр оба уязвимы к перегреву — в случае перегрузки их указатели будут зашкаливать — но в ваттметре одна или даже обе цепи тока и потенциала могут перегреваться без

указатель приближается к концу шкалы. Это связано с тем, что положение указателя зависит от фактор силы, Напряжение и ток. Таким образом, схема с низким фактор силы будет давать низкие показания ваттметра, даже когда обе его цепи загружены до максимального безопасного предела. Поэтому ваттметр оценивается не только в ваттах, но и в вольт и амперы.

Типичный ваттметр в учебных лабораториях имеет две катушки напряжения (катушки давления) и катушку тока. Две катушки давления могут быть подключены последовательно или параллельно для изменения диапазонов ваттметра. Катушка давления также может быть задействована для изменения диапазона измерителя. Если катушка давления имеет диапазон 300 вольт, можно использовать половину этого диапазона, чтобы диапазон стал 150 вольт.

Профессиональные

Это более функциональные приборы, они относятся к стационарному оборудованию, отличаются бОльшими размерами, чем бытовые аналоги. Погрешность ваттметра для профессионального использования минимальная, они функционируют в более широких пределах тока, напряжения, частоты.

Естественно, что такие приборы стоят дороже своих бытовых аналогов, к ним предъявляются более высокие требования по классу точности, функционалу, по другим характеристикам. Они работают с любым током и могут определять мощность ваттметром в однофазных и трехфазных сетях.

Различают еще щитовые ваттметры, они встраиваются в однофазные или трехфазные сети. Отличаются высокой точностью, результаты передаются в виде цифр на дисплей. Внешний вид прибора напоминает измерительную головку, которая монтируется в корпус. Чаще всего используются в панелях приборов.

Ваттметры выбирают в зависимости от области применения и назначения, нет необходимости переплачивать за функциональный прибор, если вам необходимо измерить мощность домашнего холодильника, но и бытовое устройство не подойдет для профессионального применения.

Электронный

Электродинамометр Сименс, около 1910 г., F = фиксированная катушка, D = подвижная катушка, S = спиральная пружина, T = торсионная головка, M = чашки с ртутью, I = указательная стрелка Prodigit Model 2000MU (версия для Великобритании), показанная в действии и показывающая, что прибор потребляет 10 Вт.
Электронные ваттметры используются для прямых измерений малой мощности или для измерений мощности на частотах, выходящих за пределы диапазона приборов электродинамометрического типа.

Цифровой

Современный цифровой ваттметр измеряет напряжение и ток тысячи раз в секунду. Для каждого образца напряжение умножается на ток в тот же момент; среднее значение по крайней мере за один цикл — это реальная мощность. Реальная мощность, деленная на кажущуюся вольт-амперы (ВА) — коэффициент мощности. Компьютерная схема использует выбранные значения для расчета среднеквадратичного напряжения, среднеквадратичного тока, ВА, мощности (ватт), коэффициента мощности и киловатт-часов. Показания могут отображаться на устройстве, сохраняться для ведения журнала и вычисления средних значений или передаваться на другое оборудование для дальнейшего использования. Ваттметры значительно различаются по правильному расчету энергопотребления, особенно когда реальная мощность намного ниже ВА (очень высокая реактивный нагрузки, например электродвигатели). Простые счетчики могут быть откалиброваны для обеспечения указанной точности только для синусоидальный формы волны. Формы сигналов для импульсные источники питания как используется для многих электронное оборудование может быть очень далеким от синусоидального, что приведет к неизвестным и, возможно, большим ошибкам при любой мощности. Это может не указываться в руководстве к измерителю.

Виды исполнения измерителей

Ваттметры делятся на мобильные (носимые), стационарные (щитовые), лабораторные и бытовые. Все представленные разновидности могут быть выполнены в аналоговом и цифровом классе устройств.

Мобильные

Сюда относятся тестеры небольшого размера, для единовременной разовой проверки каналов нагрузки. Питание подобные аппараты, часто получают от самой исследуемой линии. Есть варианты, оснащенные аккумуляторами, или батареями. Зависимые от сети — часто аналогового, автономные — цифрового класса.

Стационарные

Подключение ваттметра стационарного вида обычно выполняется в щитах питания зданий, домов, квартир, или в иных точках центрального распределения энергии. Отдельными постоянными измерительными устройствами выступают лабораторные аппараты. Первые предназначены целям постоянного контроля расхода линии, вторые для единовременной, но высокоточной пробы электрического потребления отдельных нагрузок.

Ваттметр стационарного типа бывает аналогового и цифрового класса. Плюсом первого выступает непревзойденная надежность, второго — удобство и функциональность. Частым случаем, монтируемых в щиток и учитывающих потребление аппаратов можно назвать классические счетчики расхода электроэнергии. К сожалению, они не определяют «моментальные» значения, но дают представление об общих затратах на нагрузку линии в киловатт часах.

Бытовые

Аппараты подобного вида не очень точны, и предназначены обычно для измерения расхода одного, реже двух бытовых устройств. Классическое исполнение — переходник с индикатором, размещаемый между гнездом 220 В и вилкой потребителя. Подобный ваттметр, вставляемый в розетку, может, в зависимости от модели, показывать и «мгновенный» общий расход, или разделять его на активный, реактивный, комплексный и общие киловатт-часы.

Точность и аккуратность

Существуют ограничения на измерение мощности с помощью недорогих ваттметров или даже с любыми измерителями, не предназначенными для измерения малой мощности. Это особенно влияет на низкое энергопотребление (например, менее 10 Вт), используемое в режиме ожидания; показания могут быть настолько неточными, что станут бесполезными (хотя они подтверждают, что мощность в режиме ожидания низкая, а не высокая).[4] Сложность в значительной степени связана с трудностью точного измерения переменного тока, а не напряжения, и относительно небольшой потребностью в измерениях малой мощности. В спецификации счетчика должна быть указана погрешность считывания для различных ситуаций. Для типичного сменного счетчика погрешность в мощности указывается как ± 5% от измеренного значения ± 10 Вт (например, измеренное значение 100 Вт может быть неверным на 5% от 100 Вт плюс 10 Вт, т. Е. ± 15 Вт, или 85–115 Вт); погрешность в кВт · ч составляет ± 5% от измеренного значения ± 0,1 кВт · ч.[5] Если портативный компьютер в спящем режиме потребляет 5 Вт, измеритель может показывать что угодно от 0 до 15,25 Вт, без учета ошибок из-за несинусоидальной формы сигнала. На практике точность может быть повышена путем подключения фиксированной нагрузки, например лампы накаливания, добавления устройства в режим ожидания и использования разницы в потребляемой мощности.[4] Это выводит измерение из проблемной зоны с низким энергопотреблением.

Бытовые устройства

Такой тип приборов обычно относится к устройствам цифрового типа, они производятся в виде сетевого адаптера-сетевика. Нужны для замера мощности используемого аппарата или для определения стоимости электроэнергии, если есть возможность самостоятельно устанавливать стоимость киловатт-часа. Принцип их действия достаточно прост: ваттметр вставляется в розетку, в свою очередь в розетку ваттметра включается исследуемый аппарат.

Будет интересно➡ Полезная мощность

При нажатии соответствующей кнопки начинается отсчет количества потребленной энергии и тут же определяется ее стоимость. Если необходимо определить количество потребленной мощности вы просто переключаете кнопку, так же можно определить ток, напряжение, любой другой параметр, их количество зависит от функционала модели.

Предел измерения ваттметра такого типа обычно не превышает 4кВт. То есть, подключив практически любой бытовой прибор, вы без труда сможете определить денежные расходы, которые придется заплатить за его работу, например, за месяц.

Радиочастота

Приборы с подвижными катушками можно калибровать на постоянный ток или частота сети токи до нескольких сотен герц. На радиочастотах распространенным методом является схема выпрямителя, приспособленная для реакции на ток в линия передачи; система откалибрована для известного импеданса цепи. Диодные детекторы либо напрямую подключены к источнику, либо используются с системой отбора проб, которая направляет только часть ВЧ-мощности через детектор. Термисторы и термопары используются для измерения тепла, выделяемого ВЧ-мощностью, и их можно откалибровать либо напрямую, либо путем сравнения с известным эталонным источником питания.[6] А болометр Датчик мощности преобразует падающую радиочастотную энергию в тепло. Чувствительный элемент поддерживается при постоянной температуре небольшим постоянным током. Снижение тока, необходимого для поддержания температуры, связано с падающей ВЧ мощностью. Приборы этого типа используются во всем радиочастотном спектре и могут даже измерять мощность видимого света. Для измерений высокой мощности калориметр непосредственно измеряет тепло, выделяемое радиочастотной мощностью.[6]

Лучшие модели

На рынке существует большое количество таких измерительных приборов от европейских и отечественных производителей. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Необходимо детально исследовать наиболее популярные модели.

ROBITON PM-1

Устройство, которое помогает контролировать расходование электрической энергии из электросети 1 потребителем. В нем совмещается в 1 корпусе вилка, розетка, электроблок и монитор, считывающий полученные данные.

Дает возможность вычислять мощность единичной, подсоединенной через устройство, нагрузки. Ваттметр определяет число используемой энергии за конкретный временной период и рассчитывает цену использованного электричества.

компактные размеры, простота, адекватная цена;
возможность работы с любыми бытовыми устройства;
возможность определения числа энергии, которая потребляется нагревателем.

плохо продумано обнуление;
работает лишь в тепле.

HiDANCE 3680W AC Power Meter

Компактное бытовое электронное приспособление с расширенным функционалом. Дает возможность определять силу напряжения переменного тока. Рассчитывается потребляемая мощность и ее коэффициент.

Присутствует функция определения цены используемой энергии. Устройство комфортно во время тестирования быттехники, электроприборов и нагревателей любого типа в целях расчета экономической эффективности.

яркий дизайн, аккуратная сборка цифрового прибора;
высокоточные измерения, наглядно отображается результат;
большое количество режимов.

необходимо снова вводить стоимость после обнуления информации;
приваренные штыри увилки.

Espada TSL 1500WB

Легкий для освоения и использования ваттметр, который тестирует быттехнику по уровню потребленной энергии. Крайне комфортен, чтобы проверять потребление электроэнергии в процессе выбора обогревателя. Устройство в кратчайший период времени показывает реальную мощность, траты и цену электроэнергии.

Помогает рассчитывать теплоэффективность и траты на протяжении отопительного сезона. Предусматривается опция введения информации при 2-хтарифном счётчике. Изделие сигнализирует о нештатной ситуации либо превышении силы тока, мощности.

высокоточное изделие, скорость измерений;
подсвечивается монитор, большие цифры;
расчёт цены электричества.

непостоянная подсветка;
трудно менять источник питания.

TP-Link HS110

Прибор контролирует и осуществляет замеры на дистанции посредством сети с помощью смартфона либо иного электроприбора. Предусматривается опция автоподключения либо выключения потребителей энергии.

Мониторинг на дистанции потребления электроэнергии дает возможность выбирать надлежащий режим функционирования быттехники либо отопительных систем. Ваттметр помогает выставлять требуемую мощность.

опция контроля на расстоянии;
компактные размеры, функционирует с любой бытовой техникой;
адекватная стоимость.

восприимчивость к качеству сети.

Edimax SP 2101W

Интеллектуальное устройство с опцией замера мощности. Подключается к любой стандартной сети. Приспособление будет управлять уровнем энергопотребления, подключать либо отключать бытовую технику самостоятельно, по команде либо по расписанию.

Контролирует функционирование бытовых устройств, осуществляя автоотключение питания в нештатном режиме. Вспомогательная функция — передается тревожный сигнал в авторежиме.

«умная» розетка, контролирующая мощность;
помощь при выработке эконом режима;
сохраняется результат на протяжении года.

Ваттметр является прибором, который необходим в различных сферах, в том числе в быту. Цифровые устройства дают намного больше информации. При выборе изделия следует учесть его техпараметры, рабочую частоту и компанию-разработчика. Нужно помнить, что модификации из Китая намного дешевле, но качество и точность их измерений не на самом высоком уровне.

Ваттметры

Основная статья: Электрический счетчик

Итрон Ваттметр OpenWay с двусторонней связью для удаленного считывания, используется DTE Energy

Прибор для измерения электрических энергия в ватт-часы по сути, представляет собой ваттметр, который интегрирует мощность с течением времени (по существу умножает мощность на прошедшее время). Цифровые электронные приборы измеряют множество параметров и могут использоваться там, где требуется ваттметр: вольты, ток в амперах, полная мгновенная мощность, фактическая мощность, коэффициент мощности, энергия в [к] Вт · ч за период времени и стоимость электричество потреблено.

Разновидности

Основной критерий – род тока – постоянный или переменный. Универсальные бытовые приборы, позволяют работать с любыми потребителями.

Нужно вставить ваттметр в розетку, а в само устройство – ту технику, параметры которой нужно установить. Ваттметры применяют при тестировании и ремонте электросети или для вычисления, какой прибор слишком много «берёт» энергии.

Чем измерительные устройства отличаются друг от друга:

точностью – большинство аппаратов достаточно точны, но информацию о классе (о проценте погрешности) можно узнать в паспорте изделия;
диапазоны измерений – на потребители какой мощности рассчитаны измерительные устройства. Простые ват стиральную машинку или крупный станок;
дополнительные функции – подсветка экрана, возможность дистанционного управления и программирования, наличие встроенной памяти.

Если необходимо производить замеры на улице, то следует выяснить, при какой температуре воздуха допускается работа ваттметра.

Для чего необходим в бытовых условиях

Использовать ваттметр потребуется, чтобы оптимизировать затраты на электроэнергию. Особенно это важно для крупных квартир и загородных домов. Большое количество потребителей не позволит точно определить, какие из них слишком прожорливы и требуют замены.

Интеллектуальные ваттметры, обладающие дополнительными функциями, позволят не только производить замеры, но и управлять конкретным прибором. Например, электрическим котлом. Это можно делать дистанционно или путём программирования измерительного устройства.

Мнение экспертаТорсунов Павел МаксимовичДля более полной диагностики необходимо производить измерения в течение длительного времени – хотя бы нескольких часов, поскольку ряд потребителей в разное время «забирают» разное количество энергии.

Технические параметры

В соответствии с указанными техпараметрами, приспособление крайне полезное в домашнем использовании и дает возможность оценить напряжение в электросети, ток, мощность нагрузки и расходование электричества.

рабочее и тестируемое напряжение: 80

260VAC;

замеряемый ток: 0-20A;
рабочая частота (в электросети): 50-60 Гц;
замеряемая мощность: 0-4500Вт;
расходование электроэнергии: 0-9999 кВтч (отображается, какое количество электричества за 60 минут затрачивается подсоединенный к такому приспособление электронный прибор);
рабочие температурные показатели окружающего пространства: 0-50 градусов;
указанные габариты 8,5 на 5 на 2,5 см будут соответствовать реальным параметрам.

Важно! Кроме мощности, такое устройство способно измерять напряжение, электроток, частоту. Другие возможности ваттметров будут зависеть от компании-производителя.