Wattimittari

Wattimittari ( watti + muu kreikkalainen μετρεω - "mittaa") on mittauslaite, joka on suunniteltu määrittämään sähkövirran tai sähkömagneettisen signaalin teho.

Luokitus

Tarkoituksen ja taajuusalueen mukaan wattimittarit voidaan jakaa kolmeen luokkaan - matalataajuisiin (ja tasavirtaisiin), radiotaajuisiin ja optisiin. Radioalueen wattimittarit jaetaan käyttötarkoituksensa mukaan kahteen tyyppiin: lähetysteho, joka sisältyy siirtojohdon katkoon, ja absorboitunut teho, joka on kytketty johdon päähän sovitettuna kuormana. Riippuen mittaustietojen toiminnallisesta muunnosmenetelmästä ja sen lähdöstä käyttäjälle, wattimittarit ovat analogisia (osoittavia ja itsetallentavia) ja digitaalisia.

Matalataajuiset ja tasavirtawattimittarit

Matalataajuisia wattimittareita käytetään pääasiassa teollisuuden taajuusvoimaverkoissa tehonkulutuksen mittaamiseen, ne voivat olla yksivaiheisia ja kolmivaiheisia. Erillisen alaryhmän muodostavat varmetrit  - loistehomittarit. Digitaalisissa instrumenteissa yhdistyvät yleensä pätö- ja loistehon mittauskyky.

Sähködynaamisen tai ferrodynaamisen järjestelmän analogisissa matalataajuisissa wattimittareissa on kaksi kelaa mittausmekanismissa, joista toinen on kytketty sarjaan kuorman kanssa, toinen rinnan. Kelojen magneettikenttien vuorovaikutus muodostaa vääntömomentin, joka taittaa laitteen nuolen, mikä on verrannollinen virranvoimakkuuden, jännitteen ja vaihe-eron kosinin tai sinin tuloon ( aktiivisen tai loistehon mittaamiseksi ).

Digitaalisissa matalataajuisissa wattimittareissa on kaksi anturia tulopiirinä  - virran ja jännitteen anturit, jotka on kytketty sarjaan ja rinnan kuorman kanssa, anturit voivat perustua instrumenttimuuntajiin , termistoreihin , termopareihin ja muihin. Tieto antureista välitetään ADC :n kautta laskentalaitteeseen, jossa pätö- ja loisteho lasketaan, minkä jälkeen tuloksena saadut tiedot näytetään digitaalisella näytöllä ja tarvittaessa ulkoisilla laitteilla (tietojen tallentamista, tulostamista jne. ).

Radioalueen absorboidun tehon wattimetrit

Absorboidut tehowattimittarit muodostavat erittäin suuren ja laajasti käytetyn radiowattimittareiden alaryhmän. Tämän alaryhmän lajijako liittyy pääasiassa erityyppisten primäärimuuntimien (vastaanottopäiden) käyttöön. Kaupallisesti saatavilla olevat wattimittarit käyttävät termistori- , termopari- ja huipputunnistimeen perustuvia muuntimia ; paljon harvemmin kokeellisessa työssä käytetään muihin periaatteisiin perustuvia antureita - ponderomotive , galvanomagnetic jne. ja todellisuudessa wattimittari ei mittaa tulotehoa, vaan absorboitunutta tehoa, joka eroaa tulotehosta yhtä suurella määrällä kuin K P × P pad , jossa K P  on tehoheijastuskerroin .

Termistori (bolometriset) wattimittarit koostuvat termistoriin (tai bolometriin ) perustuvasta vastaanottoanturista ja mittasillasta, jossa on matalataajuinen vaihtovirtalähde termistorin lämmittämiseksi. Termistorimuuntimen toimintaperiaate on termistorin resistanssin riippuvuus sen lämpötilasta, mikä puolestaan ​​riippuu siihen syötetyn signaalin tehohäviöstä. Mittaus suoritetaan vertaamalla termistoriin hajaantuneen ja sitä lämmittävän mitatun signaalin tehoa matalataajuisen virran tehoon, mikä aiheuttaa saman termistorin kuumenemisen. Mittauksen aikana termistorin kokonaistehohäviö (kun mitattu signaali ja lämmitysvirta syötetään siihen samanaikaisesti) ja vastaavasti termistorin resistanssi pidetään samana mittasillan avulla, jota tasapainotetaan muutoksella lämmitysvirta. Termistoriwattimittareiden ensimmäisissä malleissa tasapainotus tehtiin manuaalisesti, nykyaikaisissa wattimittareissa tasapainotus on automaattinen, lukemat näytetään digitaalisessa muodossa. Termistoriwattimittareiden haittoja ovat niiden pieni dynaaminen alue - suurin hajoamisteho on useita milliwatteja, tämä rajoitus ylitetään käyttämällä tehon jakavia, mutta lisävirheen aiheuttavia vaimentimia .

Kalorimetriset wattimittarit eroavat termistoreista siinä, että mitatun tehon imemiseen käytetään erillistä kuormaa, josta lämpö siirtyy termistorimuuntimeen työväliaineen - tislatun veden tai erikoisnesteen - kautta. Nestemäinen väliaine kiertää tiukasti määritellyllä virtausnopeudella ja pesee vuorotellen syöttökuorman, muuntimen ja jäähdyttävän lämmönvaihtimen.

Lämpösähköisissä wattimittareissa käytetään ensisijaisena muuntimena suoraan tai epäsuoraan lämmitykseen tarkoitettua termoparia (tai termoparien lohkoa). Mittauksen aikana termoparin kuumaliitos lämpenee mitatun signaalin tulotehon vaikutuksesta ja syntyy lämpö-emf. Tasavirtasignaalin muodossa oleva mittaustieto tulee elektroniseen yksikköön (analogiseen tai digitaaliseen), jossa se käsitellään ja syötetään näyttölaitteeseen.

Huipputunnistimella varustetut wattimittarit ovat rakenteeltaan yksinkertaisia, toisin kuin muun tyyppiset wattimittarit, ne pystyvät mittaamaan jatkuvan signaalin tehon lisäksi myös radiopulssien huipputehoa , mutta alhaisen mittaustarkkuuden vuoksi ne ovat harvoin käytössä tällä hetkellä. Toimintaperiaatteen mukaan tällainen wattimittari on AC-tasasuuntaajavolttimittari , jonka syöttökuorma on yhtä suuri kuin polun aaltoresistanssi, ja lukulaitteella, joka on kalibroitu tehoarvoissa.

Radioalueen lähetystehon wattimetrit

Lähetystehon wattimittareissa ensisijaisena muuntimena käytetään yleensä suuntakytkintä  - laitetta, joka mahdollistaa hyvin pienen osan energiasta haarautumisen pääsiirtotieltä. Poistettu osa energiasta syötetään toisiomuuntimeen, esimerkiksi ilmaisimeen tai termistoripäähän, josta mittaustietosignaali syötetään toimintamuuntimeen ja edelleen näyttölaitteeseen.

Suhteellisen matalilla taajuuksilla ( alueet LW ja MW ) suuntakytkimien käyttö on vaikeaa, tällöin ensisijaisina muuntimina voidaan käyttää johdossa olevia virta- ja jänniteantureita, joiden mittaustiedot käsitellään edelleen toiminnallisessa. muunnin (kerroin arvot ottaen huomioon vaihe-eron). Anturit voivat olla esimerkiksi jännitemuuntaja ja virtamuuntaja . Tätä mittausmenetelmää käytetään yleensä erikoislaitteissa radiolähettimen antennin tehon ohjaamiseen. Mikroaaltotaajuuksilla, aaltoputkien reiteillä, voidaan käyttää ponderomotive- menetelmää tai aaltoputken seinään rakennettuja antureita - termistoria, termosähköistä, galvanomagneettista - mittaamaan lähetettyä tehoa.

Optiset wattimittarit

Nimet ja nimitykset

Lajien nimet:

Sähköisten (matalataajuisten) wattimittareiden tyyppien osoittamiseen käytetään perinteisesti teollisuuden nimitysjärjestelmää, jossa laitteet merkitään järjestelmästä riippuen (toiminnan perusperiaate):

Radio- ja optisten alueiden wattimetrit on merkitty GOST 15094:n mukaan:

Laitteen metrologiset ominaisuudet

Katso myös

Kirjallisuus

Normatiiviset ja tekniset dokumentaatiot

Linkit


 Sähköiset mittauslaitteet