По назначению и диапазону частот ваттметры можно разделить на три категории — низкочастотные (и постоянного тока), радиочастотные и оптические. Ваттметры радиодиапазона по назначению делятся на два вида: проходящей мощности, включаемые в разрыв линии передачи, и поглощаемой мощности, подключаемые к концу линии в качестве согласованной нагрузки. В зависимости от способа функционального преобразования измерительной информации и её вывода оператору ваттметры бывают аналоговые (показывающие и самопишущие) и цифровые. НЧ-ваттметры используются преимущественно в сетях электропитания промышленной частоты для измерения потребляемой мощности, могут быть однофазные и трехфазные. Отдельную подгруппу составляют варметры — измерители реактивной мощности. Цифровые приборы обычно совмещают возможность измерения активной и реактивной мощности. Аналоговые НЧ-ваттметры электродинамической или ферродинамической системы имеют в измерительном механизме две катушки, одна из которых подключается последовательно нагрузке, другая параллельно. Взаимодействие магнитных полей катушек создает вращающий момент, отклоняющий стрелку прибора, пропорциональный произведению силы тока, напряжения и косинуса или синуса разности фаз (для измерения соответственно активной или реактивной мощности). Цифровые НЧ-ваттметры имеют в качестве входных цепей два датчика — по току и по напряжению, подключаемые соответственно последовательно и параллельно нагрузке, датчики могут быть на основе измерительных трансформаторов, термисторов, термопар и другие. Информация с датчиков через АЦП передается на вычислительное устройство, в котором рассчитываются активная и реактивная мощность, далее итоговая информация выводится на цифровое табло и, при необходимости, на внешние устройства (для хранения, печати данных и так далее). Ваттметры поглощаемой мощности образуют весьма большую и широко используемую подгруппу ваттметров радиодиапазона. Видовое деление этой подгруппы связано в основном с применением различных типов первичных преобразователей (приемных головок). В серийно выпускаемых ваттметрах используются преобразователи на базе термистора, термопары и пикового детектора; значительно реже, в экспериментальных работах, применяются датчики, основанные на других принципах — пондеромоторном, гальваномагнитном и т. д. При работе с ваттметрами поглощаемой мощности следует помнить, что из-за неидеального согласования входного сопротивления приемных головок с волновым сопротивлением линии, часть энергии отражается и реально ваттметр измеряет не падающую мощность, а поглощаемую, которая отличается от падающей на величину, равную KP×Pпад, где KP — коэффициент отражения по мощности. Термисторные (болометрические) ваттметры состоят из приемного преобразователя на базе термистора (или болометра) и измерительного моста с источником низкочастотного переменного тока для подогрева термистора. Принцип действия термисторного преобразователя состоит в зависимости сопротивления термистора от температуры его нагрева, которая, в свою очередь зависит от рассеиваемой мощности сигнала, подаваемого на него. Измерение осуществляется методом сравнения мощности измеряемого сигнала, рассеиваемой в термисторе и разогревающей его, с мощностью тока низкой частоты, вызывающей такой же нагрев термистора. В процессе измерения полная мощность, рассеиваемая на термисторе (при подаче на него одновременно измеряемого сигнала и тока подогрева) и, соответственно, сопротивление термистора поддерживается одинаковым с помощью измерительного моста, который уравновешивается изменением тока подогрева. В первых моделях термисторных ваттметров уравновешивание осуществлялось вручную, в современных ваттметрах уравновешивание автоматическое, показания выводятся в цифровом виде. К недостаткам термисторных ваттметров относится их малый динамический диапазон — максимальная мощность рассеивания — несколько милливатт, это ограничение преодолевается использованием аттенюаторов, делящих мощность, но вносящих при этом дополнительную погрешность. Калориметрические ваттметры отличаются от термисторных тем, что для поглощения измеряемой мощности используется отдельная нагрузка, от которой тепло передается на термисторный преобразователь через рабочую среду — дистиллированную воду или специальную жидкость. Жидкая среда циркулирует со строго заданной скоростью потока, омывая по очереди входную нагрузку, преобразователь и охлаждающий теплообменник. Термоэлектрические ваттметры в качестве первичного преобразователя используют термопару (или блок термопар) прямого или косвенного нагрева. При измерении горячий спай термопары нагревается под воздействием подводимой мощности измеряемого сигнала, при этом вырабатывается термо-э.д.с. Измерительная информация в виде сигнала постоянного тока поступает на электронный блок (аналоговый или цифровой), где обрабатывается и поступает на показывающее устройство. Ваттметры с пиковым детектором просты в устройстве, в отличие от других видов ваттметров способны измерять не только мощность непрерывного сигнала, но и пиковую мощность радиоимпульсов, однако, из-за низкой точности измерения в настоящее время применяются редко. По принципу действия такой ваттметр представляет собой выпрямительный вольтметр переменного тока, имеющий на входе нагрузку с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля, и с отcчетным устройством, проградуированным в значениях мощности. В ваттметрах проходящей мощности в качестве первичного преобразователя, обычно используется направленный ответвитель — устройство, позволяющее ответвлять от основного тракта передачи очень небольшую долю энергии. Отведенная часть энергии подается на вторичный преобразователь, например, детекторную или термисторную головку, откуда сигнал измерительной информации подается на функциональный преобразователь и, далее, на показывающее устройство. На относительно низких частотах (в ДВ- и СВ-диапазонах), использование направленных ответвителей затруднительно, в этом случае в качестве первичных преобразователей можно использовать датчики силы тока и напряжения в линии, измерительная информация с которых далее обрабатывается в функциональном преобразователе (перемножение значений с учетом разности фаз). Датчиками могут служить, например, трансформатор напряжения и трансформатор тока. Такой способ измерения используется обычно в специализированных приборах для контроля мощности, выдаваемой в антенну радиопередатчиком. На сверхвысоких частотах, в волноводных трактах, для измерения проходящей мощности может использоваться пондеромоторный метод или датчики, встраиваемые в стенку волновода — термисторные, термоэлектрические, гальваномагнитные. Видовые наименования: Для обозначения типов электроизмерительных (низкочастотных) ваттметров традиционно используется отраслевая система обозначений, в которой приборы маркируются в зависимости от системы (основного принципа действия): Ваттметры радио- и оптического диапазонов маркируются по ГОСТ 15094: ru-wiki.org Ваттме́тр (ватт + др.-греч. μετρεω - «измеряю») — измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала. По назначению и диапазону частот ваттметры можно разделить на три категории — низкочастотные (и постоянного тока), радиочастотные и оптические. Ваттметры радиодиапазона по назначению делятся на два вида: проходящей мощности, включаемые в разрыв линии передачи, и поглощаемой мощности, подключаемые к концу линии в качестве согласованной нагрузки. В зависимости от способа функционального преобразования измерительной информации и её вывода оператору ваттметры бывают аналоговые (показывающие и самопишущие) и цифровые. НЧ-ваттметры используются преимущественно в сетях электропитания промышленной частоты для измерения потребляемой мощности, могут быть однофазные и трехфазные. Отдельную подгруппу составляют варметры — измерители реактивной мощности. Цифровые приборы обычно совмещают возможность измерения активной и реактивной мощности. Аналоговые НЧ-ваттметры электродинамической или ферродинамической системы имеют в измерительном механизме две катушки, одна из которых подключается последовательно нагрузке, другая параллельно. Взаимодействие магнитных полей катушек создает вращающий момент, отклоняющий стрелку прибора, пропорциональный произведению силы тока, напряжения и косинуса или синуса разности фаз (для измерения соответственно активной или реактивной мощности). Цифровые НЧ-ваттметры имеют в качестве входных цепей два датчика — по току и по напряжению, подключаемые соответственно последовательно и параллельно нагрузке, датчики могут быть на основе измерительных трансформаторов, термисторов, термопар и другие. Информация с датчиков через АЦП передается на вычислительное устройство, в котором рассчитываются активная и реактивная мощность, далее итоговая информация выводится на цифровое табло и, при необходимости, на внешние устройства (для хранения, печати данных и т. д.). Ваттметры поглощаемой мощности образуют весьма большую и широко используемую подгруппу ваттметров радиодиапазона. Видовое деление этой подгруппы связано в основном с применением различных типов первичных преобразователей (приемных головок). В серийно выпускаемых ваттметрах используются преобразователи на базе термистора, термопары и пикового детектора; значительно реже, в экспериментальных работах, применяются датчики, основанные на других принципах — пондеромоторном, гальваномагнитном и т. д. При работе с ваттметрами поглощаемой мощности следует помнить, что из-за неидеального согласования входного сопротивления приемных головок с волновым сопротивлением линии, часть энергии отражается и реально ваттметр измеряет не падающую мощность, а поглощаемую, которая отличается от падающей на величину, равную KP×Pпад, где KP — коэффициент отражения по мощности. Термисторные (болометрические) ваттметры состоят из приемного преобразователя на базе термистора (или болометра) и измерительного моста с источником низкочастотного переменного тока для подогрева термистора. Принцип действия термисторного преобразователя состоит в зависимости сопротивления термистора от температуры его нагрева, которая, в свою очередь зависит от рассеиваемой мощности сигнала, подаваемого на него. Измерение осуществляется методом сравнения мощности измеряемого сигнала, рассеиваемой в термисторе и разогревающей его, с мощностью тока низкой частоты, вызывающей такой же нагрев термистора. В процессе измерения полная мощность, рассеиваемая на термисторе (при подаче на него одновременно измеряемого сигнала и тока подогрева) и, соответственно, сопротивление термистора поддерживается одинаковым с помощью измерительного моста, который уравновешивается изменением тока подогрева. В первых моделях термисторных ваттметров уравновешивание осуществлялось вручную, в современных ваттметрах уравновешивание автоматическое, показания выводятся в цифровом виде. К недостаткам термисторных ваттметров относится их малый динамический диапазон — максимальная мощность рассеивания — несколько милливатт, это ограничение преодолевается использованием аттенюаторов, делящих мощность, но вносящих при этом дополнительную погрешность. Калориметрические ваттметры отличаются от термисторных тем, что для поглощения измеряемой мощности используется отдельная нагрузка, от которой тепло передается на термисторный преобразователь через рабочую среду — дистиллированную воду или специальную жидкость. Жидкая среда циркулирует со строго заданной скоростью потока, омывая по очереди входную нагрузку, преобразователь и охлаждающий теплообменник. Термоэлектрические ваттметры в качестве первичного преобразователя используют термопару (или блок термопар) прямого или косвенного нагрева. При измерении горячий спай термопары нагревается под воздействием подводимой мощности измеряемого сигнала, при этом вырабатывается термо-э.д.с. Измерительная информация в виде сигнала постоянного тока поступает на электронный блок (аналоговый или цифровой), где обрабатывается и поступает на показывающее устройство. Ваттметры с пиковым детектором просты в устройстве, в отличие от других видов ваттметров способны измерять не только мощность непрерывного сигнала, но и пиковую мощность радиоимпульсов, однако, из-за низкой точности измерения в настоящее время применяются редко. По принципу действия такой ваттметр представляет собой выпрямительный вольтметр переменного тока, имеющий на входе нагрузку с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля, и с отчетным устройством, проградуированным в значениях мощности. В ваттметрах проходящей мощности в качестве первичного преобразователя, обычно используется направленный ответвитель — устройство, позволяющее ответвлять от основного тракта передачи очень небольшую долю энергии. Отведенная часть энергии подается на вторичный преобразователь, например, детекторную или термисторную головку, откуда сигнал измерительной информации подается на функциональный преобразователь и, далее, на показывающее устройство. На относительно низких частотах (в ДВ- и СВ-диапазонах), использование направленных ответвителей затруднительно, в этом случае в качестве первичных преобразователей можно использовать датчики силы тока и напряжения в линии, измерительная информация с которых далее обрабатывается в функциональном преобразователе (перемножение значений с учетом разности фаз). Датчиками могут служить, например, трансформатор напряжения и трансформатор тока. Такой способ измерения используется обычно в специализированных приборах для контроля мощности, выдаваемой в антенну радиопередатчиком. На сверхвысоких частотах, в волноводных трактах, для измерения проходящей мощности может использоваться пондеромоторный метод или датчики, встраиваемые в стенку волновода — термисторные, термоэлектрические, гальваномагнитные. Видовые наименования: Для обозначения типов электроизмерительных (низкочастотных) ваттметров традиционно используется отраслевая система обозначений, в которой приборы маркируются в зависимости от системы (основного принципа действия): Ваттметры радио- и оптического диапазонов маркируются по ГОСТ 15094: med.academic.ru Ваттметр — средство измерения мощности электрического тока. В основу большинства ваттметров положены электродинамические измерительные механизмы. Ваттметры устанавливаются в электрических силовых щитах на электростанциях, а также в электрических самопишущих приборах.Ваттметр — измеритель мощности электрического тока. Ваттметры были изобретены в середине 1990-х гг. в Англии и Германии. На российских электростанциях ваттметры стали устанавливаться в конце 1890-х гг. (германского производства). С развитием энергетики и крупного промышленного производства происходил рост выпуска ваттметров различной модификации в наиболее развитых странах мира в первой половине XX в. В Советском Союзе производство ваттметров для комплектации электростанций и крупных промышленных предприятий (потребляющих в больших объемах электрическую энергию) началось в середине 1930-х гг. при содействии германских и американских фирм. Во второй половине XX в. (до 1990-х гг.) предприятиями Советского Союза выпускались ваттметры нескольких модификаций. 1. Для измерения реактивной мощности электрического тока методом одного ваттметра. Этот метод заключается в непосредственном измерении реактивной мощности в симметрично нагруженной трехфазной сети с нулевым проводом и без него. В трехфазной сети при симметричной нагрузке реактивная мощность во всех фазах одинакова. Поэтому возможно использование одного ваттметра, подключенного таким способом, что токовая цепь включается в одну фазу, а цепь напряжения подключается к двум другим. При этом обеспечивается необходимый для измерения фазовый сдвиг, имеющий место в трехфазной сети, т. е. сдвиг фазы в 90° — между фазным и линейным напряжением. Чтобы получить суммарную (общую) величину реактивной мощности электрической трехфазной системы, показание ваттметра умножают на 3. Электродинамический измерительный механизм ваттметра формирует показания как результат взаимодействия двух токов с учетом сдвига фаз между ними. Если через неподвижную катушку данного прибора, выполненную из толстого провода, протекает ток нагрузки (токовая цепь), а подвижная катушка (с дополнительным сопротивлением или без него) так подключена к цепи напряжения, что протекающий через катушку ток пропорционален этому напряжению, то показание ваттметра пропорционально активной мощности: а = Ui cos ф. В специальных схемах электродинамические ваттметры применяют и как измерители реактивной мощности и реже — для измерения полной мощности электрического тока. Перегрузка измерительного механизма ваттметра может возникнуть в некоторых случаях еще на подходе указателя прибора к конечному значению шкалы, потому что показания зависят от коэффициента мощности. 2. Ваттметр многоэлементный — является измерителем мощности электрического тока, включает в себя два или три механически связанных измерительных механизма.У такого прибора вращающие моменты измерительных механизмов, создаваемые измеряемой величиной электрического тока, воздействуют на общую ось. Результирующий момент соответствует суммарной мощности, значение которой считывается по шкале. Ваттметр многоэлементный не имеет универсального применения и предназначен для определенного типа электрических цепей. 3. Ваттметр с самокорректировкой — прибор с корректирующей обмоткой, предназначенной для исключения погрешности, которая возникает в зависимости от схемы подключения ваттметра вследствие отбора прибором мощности из измеряемой электрической цепи.В данном приборе имеется вторая неподвижная токовая корректирующая катушка, через которую протекает ток из цепи напряжения iau, что позволяет скомпенсировать соответствующую составляющую магнитного поля. При отказе (или отключении) самокоррекции вторую токовую катушку используют в некоторых случаях для расширения диапазона измерений. Производство ваттметров в Советском Союзе росло непрерывно в период 1960—1980-х гг., а с началом новых экономических рыночных реформ в 1990-х гг. их выпуск резко сократился. На многих предприятиях энергетики и промышленности России даже в начале XXI в. используются ваттметры различных модификаций, выпущенные во второй половине 1980-х гг. и имеющие Знак качества СССР. Такие ваттметры обычно проходят положенные по инструкции на эти электроизмерительные приборы поверки в специальных метрологических лабораториях. В России ваттметры изготавливаются по заказам таких марок: В-10/150, В-20/300 и др. enciklopediya-tehniki.ru В трехпроводных трехфазных цепях при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения приемников широко распространена схема измерения активной мощности приемника двумя ваттметрами (рис. 3.21). Показания двух ваттметров при определенной схеме их включения позволяют определить активную мощность трехфазного приемника, включенного в цепь с симметричным напряжением источника питания. На рис. 3.21 показана одна из возможных схем включения ваттметров: здесь токовые катушки включены в линейные провода с токами IA и IB, а катушки напряжения – соответственно на линейные напряжения UAC и UBC. Рис. 3.21 Докажем, что сумма показаний ваттметров, включенных по схеме рис. 3.21, равна активной мощности Р трехфазного приемника. Мгновенное значение общей мощности трехфазного приемника, соединенного звездой, (3.43) p = uA iA + uB iB + uC iC. Так как (3.44) iA + iB + iC = 0. то (3.45) iC = -(iA + iB). Подставляя значение iC в выражение для р, получаем (3.46)p = uA iA + uB iB - uC (iA + iB) = (uA - uC) iA + (uB - uC) iB = uAC iA + uBC iB. Выразив мгновенные значения u и i через их амплитуды, можно найти среднюю (активную) мощность (3.47) , которая составит (3.48) P = UAC IA cos(UAC^IA) + UBC IB cos(UBC^IB) = P1 + P2. Так как UAC, UBC, IA и IB – соответственно линейные напряжения и токи, то полученное выражение справедливо и при соединении потребителей треугольником. Следовательно, сумма показаний двух ваттметров действительно равна активной мощности Р трехфазного приемника. При симметричной нагрузке IA = IB = IЛ, UAC = UBC = UЛ. Рис. 3.22 Из векторной диаграммы (рис. 3.22) получаем, что угол α между векторами UAC и IA равен α = φ - 30°, а угол β между векторами UBC и IB составляет β = φ + 30°. В рассматриваемом случае показания ваттметров можно выразить формулами (3.49) P1 = UЛ IЛ cos(φ - 30°), (3.50) P2 = UЛ IЛ cos(φ + 30°). Сумма показаний ваттметров (3.51) P1 + P2 = UЛ IЛ [cos(φ - 30°) + cos(φ + 30°)] = UЛ IЛ cos φ. Ввиду того, что косинусы углов в полученной формуле могут быть как положительными, так и отрицательными, в общем случае активная мощность приемника, измеренная по методу двух ваттметров, равна алгебраической сумме показаний. При симметричном приемнике показания ваттметров Р1 и Р2 будут равны только при φ = 0°. Если φ > 60°, то показания второго ваттметра Р2 будет отрицательным. Для измерения активной мощности в трехфазных цепях промышленных установок широкое применение находят двухэлементные трехфазные электродинамические и ферродинамические ваттметры, которые содержат в одном корпусе два измерительных механизма и общую подвижную часть. Катушки обоих механизмов соединены между собой по схемам, соответствующим рассмотренному методу двух ваттметров. Показание двухэлементного ваттметра равно активной мощности трехфазного приемника. megaobuchalka.ru Комплексная мощность Напряжение, на некотором участке цепи обозначим через: Произведение комплексного напряжения на комплексно-сопряженный ток называется комплексной мощностью. Таким образом, активная мощность Р есть действительная часть комплексной мощности, а реактивная мощность Q – мнимая часть. Измерение активной мощности с помощью электродинамического ваттметра Ваттметр – это прибор электродинамической системы, предназначенный для измерения активной мощности Р, и имеющий две обмотки, одна из которых подвижна относительно другой и связана со стрелочным индикатором. Одна из обмоток называется параллельной (вольтажной), другая обмотка называется последовательной (токовой). Ваттметр осуществляет измерение активной мощности в соответствии с формулой: Ваттметр определяет действующее значение тока, протекающего через последовательную обмотку, умножает его на действующее значение напряжения, подаваемого на параллельную обмотку, и умножает это произведение на косинус угла сдвига фаз между этими величинами. 1 и 2-я клемма – токовая обмотка. 1-я клемма – начало токовой обмотки. Ток ваттметра должен втекать в начало обмотки. 3 и 4-я клемма – вольтажная обмотка. 3-я клемма – начало вольтажной обмотки. Напряжение, подаваемое на ваттметр должно быть направленно от 3-й клеммы к 4-й. Счетчики электроэнергии аналогичны ваттметрам, с той лишь разницей, что у них вместо стрелки имеется диск, соединенный со счетным механизмом, поэтому они активную мощность умножают еще на время, и измеряют энергию. Если направление тока изменить, при неизменном направлении напряжения или наоборот, изменить направление напряжения при неизменном направлении тока, то мощность, измеряемая ваттметром, станет отрицательной, и стрелка будет зашкаливать за «0», а у счетчика диск будет вращаться в другую сторону. Измерение активной мощности двумя ваттметрами. Ваттметр какую мощность измеряет
Ваттметр — WiKi
Классификация
Ваттметры низкой частоты и постоянного тока
Аналоговый ваттметр Ваттметры поглощаемой мощности радиодиапазона
Детекторный СВЧ-ваттметр М3-5С Ваттметры проходящей мощности радиодиапазона
Оптические ваттметры
Наименования и обозначения
Основные нормируемые характеристики
См. также
Литература
Нормативно-техническая документацияСсылки
Ваттметр - это... Что такое Ваттметр?
Классификация
Ваттметры низкой частоты и постоянного тока
Аналоговый ваттметр Ваттметры поглощаемой мощности радиодиапазона
Детекторный СВЧ-ваттметр М3-5С Ваттметры проходящей мощности радиодиапазона
Оптические ваттметры
Наименования и обозначения
Основные нормируемые характеристики
См. также
Литература
Нормативно-техническая документация Ссылки
ВАТТМЕТР
Измерение активной мощности двумя ваттметрами — Мегаобучалка
Измерение активной мощности с помощью электродинамического ваттметра
, а ток через 
. Угол между напряжением и током 
Похожие статьи:
poznayka.org
Поделиться с друзьями: