Електронні ватметри на базі електронних вольтметрів бувають параметричного і модуляционного типів. Параметричні ватметри підрозділяються на ватметри прямого і непрямого перетворення.
Принцип роботи параметричних ватметр ів з прямим перетворенням заснований на реалізації функціональної залежності виду:
Таким чином, в результаті виконання зазначених математичних операцій з двома сигналами можна отримати їх твір, що і потрібно при вимірюванні потужності сигналу. Для цієї мети ток попередньо перетвориться в напругу, а зведення значень сигналів в квадрат здійснюється за допомогою функціональних перетворювачів.
Мал. 9.5 Структурна схема квадратурного ваттметра.
Модуляційні ватметри засновані на подвійний модуляції імпульсних сигналів (широтно-імпульсної - ШІМ і амплітудно-імпульсної - АІМ)).
У лічильниках електроенергії з поділом часу використовується своєрідний, але точний метод вимірювання електричної потужності. Такий прилад має два канали. Один канал представляє собою електронний ключ, який пропускає або не пропускає вхідний сигнал Y (або звернений вхідний сигнал Y) на фільтр нижніх частот. Станом ключа управляє вихідний сигнал другого каналу зі ставленням тимчасових інтервалів «закрито» / «відкрито», пропорційним його вхідного сигналу. Середній сигнал на виході фільтра дорівнює середньому по часу твору двох вхідних сигналів. Якщо один вхідний сигнал пропорційний напрузі на навантаженні, а інший - току навантаження, то вихідна напруга пропорційно потужності, споживаної навантаженням.
Похибка таких лічильників промислового виготовлення становить 0,02% на частотах до 3 кГц (лабораторних - всього лише в 0,0001%). Як прилади високої точності вони застосовуються в якості еталонних лічильників для повірки робочих засобів вимірювання.
Діскретізіруется ватметри і лічильники електроенергії засновані на принципі цифрового вольтметра, але мають два вхідних каналу, діскретізіруется паралельно сигнали струму і напруги. Кожне дискретне значення, що представляє миттєві значення сигналу напруги в момент дискретизації, множиться на відповідне дискретне значення сигналу струму, отримане в той же момент часу. Середнє за часом таких творів є потужність в ватах:
Суматор, що накопичує твори дискретних значень з плином часу, дає повну електроенергію в ват-годинах. Похибка лічильників електроенергії може становити всього лише 0,01%.
Індукційний лічильник являє собою не що інше, як малопотужний електродвигун змінного струму з двома обмотками - струмового і обмоткою напруги. Проводить диск, поміщений між обмотками, обертається під дією крутного моменту, пропорційного споживаної потужності. Цей момент врівноважується струмами, що наводяться в диску постійним магнітом, так що частота обертання диска пропорційна споживаній потужності. Число оборотів диска за той чи інший час пропорційно повної електроенергії, отриманої за цей час споживачем. Число оборотів диска вважає механічний лічильник, який показує електроенергію в кіловат-годинах. Прилади такого типу широко застосовуються в якості побутових лічильників електроенергії. Їх похибка, як правило, становить 0,5%; вони відрізняються великим терміном служби при будь-яких допустимих рівнях струму.
Ватметри, лічильники електричної енергії
Повернутися в зміст: Методи і засоби вимірювань електричних величин