Ваттметри з перетворювачами Холла, Термоелектричний ватметр, Непрямі методи вимірювань
Для перетворювача Холла, можна здійснити ватметр, якщо одну з вхідних величин, наприклад індукцію, зробити пропорційною напрузі, а іншу - струм I - струму через навантаження. Тоді е. д. с. Холла буде пропорційна потужності.
Для здійснення ватметра перетворювач Холла поміщають у вузький зазор магнітопроводу 1 (рис 4), намагнічуваного обмоткою L1, включеної паралельно джерелу, тоді як струм i через перетворювач, обумовлений падінням напруги на шунті пропорційний струму навантаження I. Індуктивність L2 в послідовній ланцюгу похибок, пов'язаних з тим, що я паралельної мети струм дещо відстає від напруги U, подібно до того, як це має місце у електродинамічних ватметрів.
Ваттметри з перетворювачами Холла можуть бути побудовані для вимірювання ланцюгів змінного струму звукових і високих частот.
Термоелектричний ватметр
Частотний діапазон може бути розширений до 1 МГц, якщо побудувати квадратор на безконтактних термоперетворювачах. Термоелектричний ватметр відрізняється від випрямного тим, що замість діодів включаються нагрівачі безконтактних термопар, а різниця термо-ЕРС на холодних кінцях, що вимірюється магнітоелектричним мілівольтметром, пропорційна середній потужності споживання навантаження.
Термоваттметри використовують при вимірі потужності в ланцюгах з несинусоїдальної формою струму та напруги; при вимірюванні потужності в ланцюгах з великим зсувом фаз між напругою та струмом, при визначенні частотної похибки електродинамічних ватметрів.
Непрямі методи вимірювань потужності
Потужність постійного або змінного струму (при активному навантаженні) може бути виміряна методом амперметра та вольтметра (рис.4).
Мал. 5.Схеми включення приладів
Обом схемам включення властива методична похибка. При включенні за схемою на рис 15.9 а потужність Р, визначена як добуток виміряних значень U і I, виявиться більше, ніж потужність Рн, що витрачається в навантаженні, на величину потужності, що споживається амперметром, тобто
де Ra - опір амперметра.
Для схеми, наведеної на рис.5.б, методична похибка, обумовлена потужністю, що споживається вольтметром, визначається аналогічно:
де RB - опір вольтметра.
Відносна похибка у цьому випадку
При повірці ватметрів високих класів точності (від 0,5 і вище) використовують компенсатор напрузі постійного струму, яким за допомогою дільника вимірюють напругу, прикладену до ватметра, а силу струму визначають, вимірявши падіння напруги на вимірювальному резистори, включеному в послідовний ланцюг ватметра.
Для визначення активної та реактивної потужностей може бути використаний компенсатор напруги змінного струму, що вимірює напругу, струм та кут зсуву між ними.
Компенсатори застосовують і при вимірюваннях у малопотужних ланцюгах, коли включення ватметра може призвести не тільки до великих похибок, але й до порушення режиму роботи ланцюга, що існував.
Вимірювання енергії
Постійний струм
Для вимірювання витрати енергії при постійному струмі застосовують лічильники трьох систем: електродинамічної, магнітоелектричної та електролітичної. Найбільшого поширення набули лічильники електродинамічної системи. Нерухомі струмові котушки, що складаються з невеликої кількості витків товстого дроту, послідовно включені в мережу. Рухлива котушка кулястої форми, яка називається якорем, укріплена на осі, яка може обертатися в підп'ятниках.Обмотка якоря виконана з великої кількості витків тонкого дроту і розділена на кілька секцій. Кінці секцій припаяні до пластин колектора, якого стосуються металеві плоскі щітки. Напруга мережі подається в обмотку якоря через додатковий опір. Працюючи лічильника результаті взаємодії струму в обмотці якоря і магнітного потоку нерухомих струмів котушок створює момент обертання, під впливом якого якір почне повертатися. Про кількість енергії, що споживається в мережі, можна судити за кількістю оборотів, зроблених якорем (диском). Кількість енергії, що припадає на один оборот якоря, називається постійною лічильником. Число оборотів якоря, що припадає на одиницю врахованої електричної енергії, називається передатним числом.
Однофазний змінний струм
Для вимірювання активної енергії в ланцюгах змінного струму однофазного застосовують лічильники індукційної системи. Пристрій індукційного лічильника майже такий самий, як і індукційного ватметра. Різниця полягає в тому, що лічильник не має пружин, що створюють протидіючий момент, тому диск лічильника може вільно обертатися. Стрілка та шкала ватметра замінені в лічильнику рахунковим механізмом. Постійний магніт, що служить у ватметрі для заспокоєння, у лічильнику створює гальмуючий момент.
Мал. 6.Пристрій однофазного лічильника