Цифровой ваттметр: обзор, характеристики, виды и отзывы

Ваттметры для постоянного тока

Вы ведь не будете каждый раз таскать с собой громоздкий блок питания или два мультиметра, которые будут измерять и ток и напряжение? Поэтому, в настоящее время ваттметры представляют из себя законченные приборы, которые очень легко соединяются с потребляемой нагрузкой. На Алиэкспрессе я  находил вот такие ваттметры для постоянного тока, которые показывают сразу и ток, и напряжение, и потребляемую мощность нагрузки. К проводам, где написано SOURCE цепляем источник постоянного тока, а к проводам LOAD цепляем нагрузку. Все элементарно и просто!

Некоторые из них идут в комплекте со шунтом

Схема подключения источника постоянного тока и нагрузки в таком ваттметре выглядит так

Ну и самый бюджетный вариант – это взять ампервольтметр и просто умножать значения тока и напряжения

Вот такой вольтамперметр рассчитан на  максимальные параметры 100 Вольт и 50 Ампер. То есть, теоретически, он может измерять мощность до 5 кВт.

Измерение активной мощности двумя ваттметрами — Мегаобучалка

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 = 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

Правила использования

Известно несколько разных ваттметров, большая часть приспособлений призвана проводить аналогичные замеры. Однако необходимо отыскать устройство, подключаемое к розетке на стене, (наиболее простой метод точного определения, какое количество электроэнергии использует конкретный прибор). Возможно пользоваться аналоговыми и цифровыми ваттметрами. Приобретение цифровых устройств даст возможность потребителям получить точную информацию, в тот момент как аналоговые приборы потребуют от пользователей самых простых расчетов для установления потребления ватт.

Цифровой прибор подключают к электросети. Необходимо удостовериться, что приспособление будет отображать показатель «0» и очистится от последних замеров. Далее подключают какой-либо домашний прибор к ваттметру для получения показаний мощности. Когда ваттметр цифровой, приспособлению, обычно, необходимо только 5 секунд для вычисления показаний. Такие приспособления будут отображать число ватт, используемых устройством в течение 60 минут.

Когда счетчик является аналоговым, необходимо посмотреть на крутящиеся диски в нем. Используется секундомер для определения количества времени, которое необходимо для полного разворота дисков. Далее берутся данные киловатт, показываемые ваттметром, умножается на 3600 и разделяется на число секунд, на протяжении которых устройство вращается. Это будет коэффициентом применения мощности в течение 60 минут. Повторяется данная процедура на любых приборах для оценки электрической быттехники в жилище.

Использование устройства

Лица, желающие получить более точные данные об общем энергопотреблении в собственном жилище, могут вызвать электриков (они устанавливают производительный ваттметр). Подобное устройство предоставит подробные данные о цене и применении электроэнергии во всем доме, к примеру, какие части жилища используют наибольшее количество электричества. Такие счетчики предназначаются для помощи владельцам домов. Благодаря им удается сократить собственные траты на электрическую энергию, не проводя индивидуальные тесты на всех бытовых приборах по отдельности.

Сведения, которые получены при помощи ваттметра, дают возможность существенно сэкономить средства. Тратя адекватную сумму на покупку рассматриваемого приспособления, пользователь получает полные сведения об эффективности функционирования домашней техники.

Обзор топа самых лучших ваттметров

Аналоговые мультиметры в основном используются в лабораториях, мастерских по ремонту бытовой техники и электроники, а также на производствах. Это связано с тем, что эти приборы в основном позволяют измерить напряжение, постоянный или переменный ток и сопротивление, а определение мощности осуществляется путем вычислений по специальной формуле: P (мощность) = U (напряжение) * I (сила тока). Для бытовых нужд производители предлагают многофункциональные цифровые модели, которые включаются в электроцепь при помощи обычной розетки. Предлагаем ознакомиться с лучшими аналоговыми, цифровыми и смарт-измерителями мощности.

А что из этого предпочтете Вы?

Ваттметры поглощаемой мощности радиодиапазона

Детекторный СВЧ-ваттметр М3-5С

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 K_P×P_пад, где K_P — 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.

ПРИМЕРЫ: М3-22А, М3-28

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.

ПРИМЕРЫ: М3-13, МК3-68, МК3-70

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.

ПРИМЕРЫ: М3-51, М3-56, М3-93

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.

ПРИМЕРЫ: М3-3А, М3-5А

Использование аппаратуры

Основными источниками, использующими эти агрегаты, стали мастерские, занимающиеся ремонтом электрических приборов. Активно используют ваттметры и в электроэнергетической промышленности, а также машиностроении. Еще одной довольно распространенной моделью стали бытовые приборы. Основными покупателями таких изделий стали любители электроники, владельцы компьютеров или просто люди, желающие экономить на электроэнергии.

Один небольшой факт. В некоторых случаях приходится проводить преобразование ватт в киловатты. Чаще всего это делается в промышленных отраслях, где мощность настолько велика, что, если измерять ее в Вт, то значения будут слишком велики. При переводе единиц измерений есть такое правило: 1000 ВТ — это 1 кВт.

Чаще всего устройства применяются для таких целей, как:

• определение мощности отдельного агрегата;
• тестирование всей электрической цепи или ее отдельных частей;
• контроль работоспособности устройств;
• учет потребления электроэнергии всеми подключенными устройствами.

Виды

Изначально требуется замерять напряжение, после силу тока, а тогда, отталкиваясь от показателей, мощность. С учетом предназначения различаются следующие разновидности ваттметров:

• Измеритель мощности. Применяют, чтобы вычислить количество ватт в оптическом либо радиодиапазоне.
• Киловаттметр. Используют в процессе проведения замеров больших параметров (примерно 100Кв).
• Милливаттметр. Чтобы измерять малые показатели (менее единицы).
• Варметр. Он показывает реактивную мощность электроцепи.
• Ваттварметр. Дает возможность узнать сведения об активной и реактивной мощности в электроцепи переменного тока.

По типу измерения, преобразования показателей и получению информации рассматриваемые приспособления делятся на цифровые и бытовые.

Цифровой

Основой функционирования цифрового ваттметра становятся общие измерения. В этих целях на входе устанавливают: последовательно нагрузке — индикатор тока, параллельно — индикатор напряжения. Они выполняются на основе термисторов, спецтрансформаторов, термопар и прочих.

Мгновенные показатели замеряемых величин при помощи цифрового преобразователя будут переданы на интегрированный процессор. Тут будут произведены требуемые замеры и выданы в качестве итоговых данных на монитор и подсоединенные наружные приспособления.

Цифровой прибор 

Бытовой

Самыми популярными и точными бытовыми ваттметрами считаются устройства электродинамической системы.

Принцип функционирования предполагает взаимосвязь 2 катушек. Одна неподвижна и обладает толстой обмоткой с малым количеством витков. Другая будет подвижной, намотка изготовлена из тонкого провода. Обладает большим количеством витков, потому сопротивление будет высоким.

Подключается параллельно нагрузке и оснащается вспомогательным сопротивлением (чтобы исключить короткое замыкание).

Во время подсоединения устройства к электросети, в них формируются электромагнитные поля. В процессе взаимодействия создается вращение, отклоняющее подвижную катушку с подключенной стрелкой на конкретный угол.

Бытовое устройство 

По каким критериям, по мнению редакции Zuzako, стоит выбирать лучший ваттметр

Прибор для измерения мощности нужно выбирать в соответствии со сферой применения

Так, например, обычному потребителю стоит обратить внимание на ваттметры-розетки или смарт-устройства, а электрикам, КИПовцам или мастерам по ремонту бытовой техники лучше отдать предпочтение многофункциональным приборам. При выборе мультиметра следует учитывать следующие параметры:

• цифровой или аналоговый: для использования в быту лучше покупать электронное устройство с более высокой точностью и многофункциональностью;
• функционал: эта характеристика больше важна для профессионалов;
• подсветка и кнопка удержания данных: делают эксплуатацию прибора более комфортной;
• погрешность показаний: должна быть в диапазоне 0,025-3%, чем ниже эти показатели, тем точнее прибор;
• конструкция: устройство должно быть компактным и удобным в управлении;
• степень влаго- и пылезащищённости, а также противоударные характеристики;
• класс энергобезопасности: CAT I — замеры в низковольтных сетях, CAT II — сети электропитания, CAT III — внутренние распределительные цепи, CAT IV — наружные распределительные цепи, лучшее решение — электронный мультиметр со встроенной защитой;
• производитель: выбирайте продукцию проверенных брендов с хорошей репутацией.

Надеемся, что составленный нами рейтинг лучших приборов для измерения мощности и их краткое описание поможет вам при выборе необходимого устройства

Виды и использование

Современные ваттметры призваны уже не только экономить ток. Они одновременно выполняют и роль вольтметров, определяя, есть ли напряжение в сети или нет. Существуют аналоговые и цифровые ваттметры для розеток. Цифровое устройство содержит особое табло, куда сразу выводится необходимая информация. Аналоговая техника выдает предварительные показатели, которые надо будет еще обсчитать дополнительно.

Впрочем, при наличии знаний из базового школьного курса физики проблем с этим возникнуть не должно. Кроме того, аналоговые устройства еще и дешевле цифровых разработок.

По внешнему виду ваттметр похож на переходник для розетки. Его панель имеет кнопки, позволяющие управлять устройством.

Составными частями измерителя тока являются:

• электрические датчики;
• измерители напряжения;
• аналогово-цифровые преобразователи;
• микроконтроллеры;
• клавиатура для ввода команд и необходимой информации.

Исходя из описания, видно, что отдельные ваттметры способны самостоятельно умножать измеренный расход тока на установленный тариф. Существуют также устройства, которые при чрезмерно высоком потреблении тока подают различные сигналы. Конкретный порядок действий устанавливает инструкция по применению. Но в большинстве случаев алгоритм приблизительно таков:

• подключают цифровой измеритель к сети;
• проверяют, чтобы он показывал ноль;
• запускают необходимую бытовую технику;
• через несколько секунд можно будет записать выведенные на дисплей числа.

Иначе работают со счетчиком на аналоговой элементной базе. Внутри есть крутящиеся диски, показания считывают с секундомером в руках. Когда установлена скорость вращения дисков, измеренный расход тока в киловаттах умножают на 3600 и делят на число секунд, за которое повернулся диск. Полученная цифра и окажется коэффициентом мощности. Как видим, ничего сверхсложного в этой процедуре нет.

Итоги

Для бытовых нужд можно выбрать любой функциональный ваттметр, исходя из собственных финансовых возможностей. Приобретение «интеллектуальных» приборов будет оправдано, если в доме есть значительное количество потребителей, которые нуждаются в дистанционном управлении. Или для коммерческих организаций, стремящихся оптимизировать расходы на электроэнергию.

• Какой мультиметр лучше выбрать — аналоговый, цифровой, комбинированный или графический, чем отличаются профессиональные от бытовых, обзор самых популярных моделей, их плюсы и минусы
• Как выбрать лучший электрический инвертор 12-220: виды, сферы применения, рекомендации по установке, какие параметры важны, обзор 8 популярных моделей, их плюсы и минусы
• Как выбрать лучший пирометр, плюсы и минусы оптических, радиометров, цифровых и мультиспектральных, обзор популярных бюджетных и профессиональных моделей