Wattmetr | toto. Co je wattmetr?

Wattmetr (watt + starověká řečtina μετρεω — „Měřím“) je měřicí zařízení určené k určení výkonu elektrického proudu nebo elektromagnetického signálu.

Klasifikace

Podle účelu a frekvenčního rozsahu lze wattmetry rozdělit do tří kategorií: nízkofrekvenční (a stejnosměrné), radiofrekvenční a optické. Wattmetry rádiového dosahu se dělí na dva typy podle účelu: vysílací výkon, připojený v mezeře přenosového vedení, a absorbující výkon, připojený ke konci vedení jako přizpůsobená zátěž. V závislosti na způsobu funkční transformace naměřených informací a jejich výstupu na obsluhu jsou wattmetry buď analogové (indikační a samočinné) nebo digitální.

Nízkofrekvenční a stejnosměrné wattmetry

Nízkofrekvenční wattmetry se používají především v průmyslových frekvenčních napájecích sítích k měření spotřeby energie, mohou být jednofázové nebo třífázové; Samostatnou podskupinu tvoří varmetry — měřiče jalového výkonu. Digitální zařízení obvykle kombinují schopnost měřit činný a jalový výkon.

Analogové nízkofrekvenční wattmetry elektrodynamického nebo ferodynamického systému mají v měřicím mechanismu dvě cívky, z nichž jedna je zapojena sériově se zátěží, druhá paralelně. Interakcí magnetických polí cívek vzniká krouticí moment, který vychyluje ukazatel přístroje, úměrný součinu proudu, napětí a kosinu nebo sinu fázového rozdílu (pro měření činného nebo jalového výkonu).

• PŘÍKLADY: C301, D8002, D5071

Digitální nízkofrekvenční wattmetry mají jako vstupní obvody dva senzory – proudový a napěťový, zapojené sériově a paralelně se zátěží, senzory mohou být založeny na měřicích transformátorech, termistorech, termočlánkech a dalších. Informace ze senzorů se přenášejí pomocí ADC do výpočetního zařízení, ve kterém se vypočítává činný a jalový výkon, poté se konečná informace zobrazuje na digitálním displeji a v případě potřeby i na externích zařízeních (pro ukládání, tisk dat atd.).

• PŘÍKLADY: MI 2010A, SR3010, ЩВ02

Wattmetry absorbovaného výkonu rádiového dosahu

Mikrovlnný detektor wattmetr M3-5S

Výkonově absorpční wattmetry tvoří velmi rozsáhlou a široce používanou podskupinu wattmetrů rádiového dosahu. Specifické rozdělení této podskupiny je spojeno především s použitím různých typů primárních měničů (přijímacích hlavic). Masově vyráběné wattmetry využívají převodníky na bázi termistoru, termočlánku a špičkového detektoru; Mnohem méně často se v experimentální práci používají senzory na jiných principech – ponderomotorické, galvanomagnetické atd. Při práci s wattmetry absorbovaného výkonu je třeba pamatovat na to, že v důsledku nedokonalého přizpůsobení vstupního odporu přijímacích hlavic vlnové impedanci vedení se část energie odrazí a ve skutečnosti wattmetr neměří množství dopadajícího výkonu, které se liší od dopadajícího výkonu, ale o dopadající výkon K._P×P_pad, kde K_P — koeficient odrazu výkonu.

Termistorové (bolometrické) wattmetry se skládají z přijímacího převodníku založeného na termistoru (nebo bolometru) a měřicího můstku s nízkofrekvenčním zdrojem střídavého proudu pro ohřev termistoru. Princip činnosti termistorového převodníku spočívá v tom, že odpor termistoru závisí na teplotě jeho ohřevu, která zase závisí na rozptýleném výkonu signálu, který je do něj přiváděn. Měření se provádí porovnáním výkonu měřeného signálu, rozptýleného v termistoru a ohřívajícího jej, s výkonem nízkofrekvenčního proudu, který způsobuje stejný ohřev termistoru. Během měření se celkový výkon rozptýlený na termistoru (když je do něj současně přiváděn měřený signál a topný proud) a podle toho i odpor termistoru udržují na stejné úrovni pomocí měřicího můstku, který je vyvažován změnou topného proudu. U prvních modelů termistorových wattmetrů se vyvažování provádělo ručně, u moderních wattmetrů je vyvažování automatické, naměřené hodnoty se zobrazují v digitální podobě. Mezi nevýhody termistorových wattmetrů patří jejich malý dynamický rozsah – maximální ztrátový výkon je několik miliwattů, toto omezení je překonáno použitím atenuátorů, které výkon dělí, ale zavádějí další chybu.

• PŘÍKLADY: M3-22A, M3-28

Kalorimetrické wattmetry se od termistorových liší tím, že k odběru měřeného výkonu slouží samostatná zátěž, ze které se teplo přenáší do termistorového převodníku pracovním prostředím – destilovanou vodou nebo speciální kapalinou. Kapalné médium cirkuluje přesně stanoveným průtokem a postupně omývá vstupní náplň, konvertor a chladicí výměník tepla.

• PŘÍKLADY: M3-13, MK3-68, MK3-70

Termoelektrické wattmetry využívají jako primární převodník termočlánek (nebo blok termočlánků) s přímým nebo nepřímým ohřevem. Při měření se vlivem přiváděného výkonu měřeného signálu horký spoj termočlánku zahřívá a vzniká tepelné emf. Naměřená informace ve formě stejnosměrného signálu je odeslána do elektronické jednotky (analogové nebo digitální), kde je zpracována a odeslána do zobrazovacího zařízení.

• PŘÍKLADY: M3-51, M3-56, M3-93

Wattmetry s detektorem špiček mají jednoduchou konstrukci, na rozdíl od jiných typů wattmetrů jsou schopny měřit nejen výkon spojitého signálu, ale i špičkový výkon rádiových pulzů, avšak kvůli nízké přesnosti měření se v současnosti používají jen zřídka. Podle principu činnosti je takový wattmetr usměrňovacím voltmetrem střídavého proudu, který má na vstupu zátěž s odporem rovným vlnovému odporu kabelu a má kalibrované hlášení výkonu.

• PŘÍKLADY: M3-3A, M3-5A

Wattmetry vysílacího výkonu rádiového dosahu

Ve wattmetrech přenášeného výkonu se jako primární převodník obvykle používá směrový vazební člen – zařízení, které umožňuje odbočení velmi malé části energie z hlavní přenosové cesty. Odebraná část energie je přiváděna do sekundárního převodníku, například hlavice detektoru nebo termistoru, odkud je měřicí informační signál přiváděn do funkčního převodníku a poté do zobrazovacího zařízení.

Při relativně nízkých frekvencích (v rozsahu LW a MW) je použití směrových vazebních členů obtížné, v tomto případě lze jako primární převodníky použít proudové a napěťové senzory v lince, z nichž se informace o měření následně zpracují ve funkčním převodníku (násobení hodnot s přihlédnutím k fázovému rozdílu). Senzory mohou být například transformátor napětí a transformátor proudu. Tento způsob měření se obvykle používá ve specializovaných zařízeních pro řízení výkonu dodávaného do antény rádiovým vysílačem. Na ultravysokých frekvencích, ve vlnovodných drahách, lze k měření přenášeného výkonu použít ponderomotorickou metodu nebo senzory zabudované ve stěně vlnovodu – termistorové, termoelektrické, galvanomagnetické.

• PŘÍKLADY: M2-23, M2-32, NAS

Optické wattmetry

Pomůžete projektu jeho opravou a přidáním.

• PŘÍKLADY: OMK3-69, OM3-65

Jména a označení

• Měřič výkonu je jiný název pro wattmetry rádiového a optického dosahu
• Kilowattmetr – zařízení pro měření výkonu velkých hodnot (jednotky stovek kilowattů)
• Milliwattmetr – zařízení pro měření výkonu malých hodnot (méně než 1 watt)
• Varmeter je zařízení pro měření jalového výkonu
• Wattmetr je zařízení, které umožňuje měřit činný a jalový výkon

Pro označení typů elektrických měřicích (nízkofrekvenčních) wattmetrů se tradičně používá průmyslový systém označování, ve kterém jsou zařízení označena v závislosti na systému (základní princip činnosti):

• Dxx – zařízení elektrodynamického systému
• Цхх — zařízení usměrňovacího systému
• Fhh, Shhh — zařízení elektronického systému
• HHH – samonahrávací nástroje

Wattmetry pro rádiové a optické rozsahy jsou označeny podle GOST 15094:

• M1-xx — kalibrátory, instalace nebo zařízení pro testování wattmetrů (rádiový rozsah)
• M2-xx — wattmetry přenášeného výkonu (rádiový dosah)
• M3-xx — wattmetry absorbovaného výkonu (rádiový dosah)
• M5-xx — přijímací převodníky (hlavy) wattmetrů
• OM3-xx – optické wattmetry absorbovaného výkonu

Hlavní standardizované charakteristiky

• Provozní frekvenční rozsah
• Rozsah měření
• Přípustná chyba měření (pro el. měření — třída přesnosti)
• Přípustná VSWR – pro wattmetry rádiového dosahu

См. также

• Moc
• Rádiové měřicí přístroje
• Elektrické měřicí přístroje

Literatura

• Příručka elektrických měřicích přístrojů / Ed. K. K. Ilyunina – L.: Energoatomizdat, 1983
• Příručka rádiových měřicích přístrojů. Ve 3 svazcích / Ed. V. S. Násonová – M.: Sov. rádio, 1979
• Meizda F. Elektronické měřicí přístroje a metody měření – M.: Mir, 1990
• Příručka radioelektronických zařízení. Ve 2 svazcích / Ed. D. P. Linde — M.: Energija, 1978

• GOST 8476-78 Wattmetry a varmetry. Obecné specifikace
• GOST 8476-93 Elektrické měřicí přístroje s přímočinným analogovým ukazováním a jejich pomocné části. Část 3. Zvláštní požadavky na wattmetry a varmetry
• GOST 8.392-80 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Nízkoenergetické mikrovlnné wattmetry a jejich primární měřicí převodníky frekvenčního rozsahu 0,03–78 GHz. Metody a prostředky ověřování.
• GOST 8.397-80 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Nízkoenergetické vlnovodové pulzní wattmetry ve frekvenčním rozsahu 5,64–37,5 GHz. Metody a prostředky ověřování.
• GOST 8.497-83 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Ampérmetry, voltmetry, wattmetry, varmetry. Metody ověřování
• GOST 8.569-2000 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Nízkoenergetické mikrovlnné wattmetry pro frekvenční rozsah 0,02–178,6 GHz. Metody ověřování a kalibrace.
• IEC 61315(1995) Kalibrace měřičů výkonu (wattmetrů) pro zdroje záření z optických vláken

reference

• Propište seznam odkazů pomocí šablony > a zadejte ISBN.