Меню

Ваттметр для измерения мощности назначение типы подключение применение

Ваттметр для измерения мощности: назначение, типы, подключение, применение

Содержание

  1. Применение Ваттметров
  2. Типы ваттметров
  3. Устройство и принцип действия
  4. Аналоговые ваттметры
  5. Цифровые ваттметры
  6. Подключение Ваттметра
  7. Многофункциональный цифровой ваттметр СМ3010 класса точности 0,1
  8. Устройства измерительные ЦП8506-120 (далее – устройства).
  9. Ваттметр Д5085 (Д 5085, Д-5085)

Один из параметров, который характеризует состояние электрической сети – это ее мощность. Она отражает величину работы, выполняемую электрическим током в единицу времени. Мощность устройств, включаемых в электрическую цепь, должна быть в рамках мощности сети. Иначе возможны неприятные сюрпризы – от выхода из строя оборудования до короткого замыкания и пожара.

Измеряют мощность электрического тока специальным прибором – ваттметром. И если в цепи постоянного тока она рассчитывается простым умножением силы тока на напряжение (достаточно наличия вольтметра и амперметра), то в сети переменного тока без измерительного оборудования не обойтись. Также им контролируют режим работы электрического оборудования и учитывают расход энергии.

Применение Ваттметров

Основная область применения – это электроэнергетическая промышленность и машиностроение, мастерские по ремонту электроприборов. Однако достаточно широко используют и бытовые измерители, которые приобретают любители электроники, компьютеров и просто обыватели – для учета и экономии энергопотребления.

Применяют ваттметры для:

  • Определения мощности приборов;
  • Тестирования электрических сетей, и их отдельных участков;
  • Испытаний электрических установок (как показывающие приборы);
  • Контроля работы оборудования;
  • Учета расхода электроэнергии.

Типы ваттметров

Измерению мощности предшествует измерение силы тока и напряжения исследуемого участка цепи.

В зависимости способов измерения, преобразования данных и показа итоговой информации, ваттметры делятся на аналоговые и цифровые.

Аналоговые ваттметры бывают показывающие и самопишущие и отражают активную мощность участка цепи. Табло показывающего прибора имеет полукруглую шкалу и поворачивающуюся стрелку. Деления шкалы отградуированы в соответствии с определенными величинами мощности, измеряемой в ваттах (Вт).

Цифровые ваттметры измеряют как активную, так и реактивную мощность. Кроме того, на дисплей прибора могут выводиться (кроме показания мощности) также и сила тока, напряжение, и расход энергии по времени. Данные измерений можно вывести удаленно на компьютер оператора.

Видео о ваттметре из Китая:

Устройство и принцип действия

Аналоговые ваттметры

Наиболее распространенными и точными аналоговыми ваттметрами являются приборы электродинамической системы.

Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек. Одна из них – неподвижная, имеет толстую обмотку с небольшим числом витков и малое сопротивление. Подключается последовательно с нагрузкой. Вторая катушка – подвижная.

Ее намотка выполнена из тонкого провода и имеет большое количество витков, поэтому и сопротивление у нее высокое.

Подключается она параллельно нагрузке и снабжается еще добавочным сопротивлением (для исключения короткого замыкания между катушками).

При подключении прибора к сети, в катушках образуются магнитные поля. Их взаимодействие создает вращающий момент, который отклоняет подвижную катушку с подсоединенной к ней стрелкой на определенный угол.

Величина угла эквивалентна произведению силы тока и напряжения в данный момент времени.

Цифровые ваттметры

В основе работы цифрового ваттметра лежит предварительное измерение силы тока и напряжения. Для этого на входе устанавливаются: последовательно нагрузке – датчик тока, параллельно – датчик напряжения. Они могут выполняться на базе термисторов, измерительных трансформаторов, термопар и других элементов.

Мгновенные значения полученных величин тока и напряжения посредством аналого-цифрового преобразователя передаются к встроенному микропроцессору. Здесь производятся необходимые вычисления (находится активная и реактивная мощности) и выдаются в виде итоговой информации на дисплей и подключенные внешние устройства.

Рисунок — Схема подключения Ваттметра

Подключение Ваттметра

Ваттметры имеют четыре клеммы (2 входа, 2 выхода) для подключения. Две из них используют при сборе последовательной (токовой) цепи – ее подключают первой, а две – для параллельной (цепи напряжения).

Начало цепи напряжения (вход) подключают к началу токовой цепи (соединить клеммы перемычкой), соединенному с одним зажимом сети. Конец цепи напряжения (выход) соединяют с другим зажимом сети.

Рассмотрим несколько ваттметров разного исполнения и разных производителей:

Многофункциональный цифровой ваттметр СМ3010 класса точности 0,1

Предназначен для измерения активной мощности, тока, напряжения и частоты в цепях постоянного тока и в однофазных цепях переменного тока; для поверки ваттметров, амперметров, вольтметров класса 0,3 и ниже, частотомеров класса 0,01 и ниже.

Пределы измерения тока Iп:

  • на постоянном и переменном токе: 0,002-0,005-0,01-0,02-0,05-0,1-0,2-0,5-1-2-5-10 А.

Пределы измерения напряжения Uп:

  • постоянный ток: 1-3-7,5-15-30-75-150-300-450-700-1000 В.
  • переменный ток: 1-3-7,5-15-30-75-150-300-450-700 В.

Пределы измерения мощности соответственно Uп* Iп

Пределы измерения частоты от 40 до 5000Гц.

  • приведенная погрешность измерения тока, напряжения и мощности на постоянном токе ±0,1%;
  • приведенная погрешность измерения тока и напряжения на переменном токе в диапазоне частот от 40 до 1500Гц ±0,1%;
  • приведенная погрешность измерения мощности на переменном токе в диапазоне частот от 40 до 1000Гц ±0,1%;
  • относительная погрешность измерения частоты в диапазоне частот от 40 до 5000Гц ±0,003%;

Габаритные размеры 225х100х205 мм. Масса не более 1кг. Потребляемая мощность не более 5Вт.

Ваттметры многофункциональные СМ3010 выпускаются по ТУ 4221-047-16851585-2014, соответствуют требованиям ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011.

Устройства измерительные ЦП8506-120 (далее – устройства).

Предназначены для измерения активной, реактивной, активной и реактивной трехфазных трехпроводных цепей переменного тока, отображения текущего значения измеряемой мощности на цифровом индикаторе и преобразования его в аналоговый выход-ной сигнал (далее – выходной сигнал).

Измеренные значения отображаются в цифровой форме на встроенных индикаторах. Отображение измеренных величин на цифровых индикаторах производится в единицах измеряемой величины, поступающей непосредственно на вход устройства, или в единицах измеряемой величины, поступающей на вход трансформаторов тока и напряжения с учетом коэффициентов трансформации, в ваттах, киловаттах, мегаваттах, варах, киловарах, мегаварах. Цифровые индикаторы имеют по четыре значащих разряда.

  • для измерения активной и реактивной мощности в трехфазных трехпроводных электрических цепях переменного тока частотой от 45 до 55 Гц

Краткие технические характеристики ЦП8506-120 (Ваттметр)

Варметр щитовой цифровой трехфазный:

  • Коэффициент мощности: для ваттметра cos φ=1, для варметра sin φ=1
  • Габаритные размеры: 120х120х150 мм
  • Высота знака: 20 мм
  • Максимальный диапазон отображения: 9999
  • Класс точности: 0,5
  • Время преобразования: не более 0,5 с
  • Рабочая температура: +5 … +40 град С (О4.1), -40…+50 град С (УХЛ3.1)
  • Степень защиты по передней панели: IP40
  • Потребляемая мощность: 5ВА
  • Масса: не более 1,2 кг

Ваттметр Д5085 (Д 5085, Д-5085)

Предназначен для измерения мощности в однофазных цепях переменного и постоянного тока, а также для поверки менее точных приборов.

Габариты не более (205±1,45)х(290±1,6)х(135±2,0) мм.

Класс точности 0,2.

Ваттметры Д5085 предназначены для измерения мощности в однофазных цепях переменного и постоянного тока, а также для поверки менее точных приборов.

Ваттметры Д5085 предназначены для эксплуатации в условиях умеренного климата в закрытых сухих отапливаемых помещениях, при температуре окружающего воздуха от 10 до 35 °С и относительной влажности до 80 % (при 25 °С ).

Ваттметры Д5085 -04.1 (тропическое исполнение) предназначены для эксплуатации в условиях как сухого, так и влажного тропического климата в закрытых помещениях с кондиционированным или частично кондиционированным воздухом при температуре окружающего воздуха от 1 до 45 °C и относительной влажности до 80 % при температуре 25 °С (по ГОСТ 15150-69).

Ваттметры Д5085 соответствуют классу точности 0,2 по ГОСТ 8476-78.

Номинальный коэффициент мощности ваттметра – 1,0.

Номинальный ток параллельной цепи ваттметра Д5085 равен (5 ± 0,1) mА. Нормальная область частот ваттметра от 45 до 500 Гц, рабочая область частот – 500-1000 Гц.

Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной отклонением напряжения на ± 20 % от номинального значения либо от пределов нормальной области напряжений, при неизменном значении измеряемой мощности равен ± 0,2 % от конечного значения диапазона измерений.

Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной отклонением частоты от верхней границы нормальной области до любого значения в рабочей области частот, не превышает ± 0,2 % от конечного значения диапазона измерений.

Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в пределах рабочих температур на каждые 10 °С изменения температуры, равен ±0,2% от конечного значения диапазона измерений. Нормальная температура – 20±2 °С, если на лицевойчасти прибора не оговорено иное значение.

Источник



Обзор ваттметра Robiton PM-2

Возможно многие слышали про бытовые ваттметры для определения потребляемой мощности электроприемника и стоимости его эксплуатации (платы за электроэнергию) за определенный промежуток времени. Так же с их помощью можно узнать частоту и напряжение сети.

Ваттметр РМ-2 фирмы ROBITON, предназначен для контроля и измерения потребляемой электроэнергии различными электроприёмниками с суммарным током до 16 А. Счетчик позволяет устанавливать цену за кВт*ч (в том числе и для потребителей с двухтарифными приборами учета), для учёта суммарной стоимости потребляемой электроэнергии электроприемниками подключенными через него.

Технические характеристики

Сам прибор учёта питается напряжением 220 В с частотой 50 Гц, а потребляет (без нагрузки) менее 0,5 Вт. Максимальная нагрузка на которую рассчитан прибор составляет 16 А. Диапазон температуры, при которой устройство функционирует в нормальном режиме от 0°С до +50° С.

Устройство способно измерять напряжение в пределах от 190 до 276 В с точностью в 1%.

Максимальный измеряемый ток 16 А, точность измерения составляет 0,01 А.

Диапазон мощности измеряемой нагрузки: от 0,2 до 4416 Вт, с точностью измерения 0,2 Вт.

Суммарное энергопотребление отображается в диапазоне от 0,00 до 9999,99 кВт*ч.

Частота доступная для измерения: от 45 до 65 Гц.

Встроенные часы работают с погрешностью в 1 минуту за месяц.

Упаковка и комплектация

Robiton PM-2 поставляется в футляре из формованного по размеру пластика, таким образом товар полностью доступен для внешнего осмотра. Вверху упаковки, над самим устройством, находится картонная подложка с логотипом производителя и информацией об основных отображаемых параметрах.

Перевернув упаковку, мы увидим, что устройство с помощью стикера сообщает нам о принадлежности к числу энергосберегающих продуктов выпускаемых под торговой маркой Robiton. Производитель заявляет, что в линейке этой продукции используются разработки, нацеленные на повышение эффективности использования и экономию электроэнергии. Данный знак на упаковке отличает продукцию с высоким КПД и минимальным потреблением электроэнергии в режиме ожидания (соответствуют директиве ЕС EuP (2005/32/EC). Такие устройства эффективно потребляют электроэнергию и, как следствие, экономят средства потребителей.

Читайте также:  Электрическая печь SAWO SCANDIA SCA 80NB Z

В комплект входят само устройство, инструкция по эксплуатации и три батарейки LR44.

Гарантийный талон расположен в конце инструкции. Производитель даёт годовую гарантию на устройство.

Внешний вид

Электронный ваттметр, представляет собой переходник с горизонтально расположенным ЖК-дисплеем. Размеры Robiton PM-2 составляют 125х65х33мм.(ШхВхГ), а его масса 0,13 кг.

Источник

Цифровой ваттметр в розетку со счетчиком энергии: обзор устройства и определение нижнего предела функционирования

Ваттметр (измеритель мощности электрического тока) кажется элементарным прибором, но на самом деле он должен выполнить непростую математическую задачу.
Ведь это только в школьном учебнике физики для получения мощности просто надо перемножить ток на напряжение!
А по жизни ток может иметь гораздо более сложную форму, чем синус или постоянный ток; причем фаза тока и напряжения могут не совпадать, и всё это надо как-то учесть.
Современные цифро-аналоговые процессоры (можно назвать микроконтроллерами) позволяют эту задачу решить прямым вычислительным способом: взять величину тока и напряжения за каждый дискрет времени, перемножить их и просуммировать за некоторый интервал времени; в результате чего получить мощность и ещё кучу разнообразных параметров.
В этом обзоре будет рассмотрена одна из многочисленных разновидностей такого рода приборов:

(изображение с Алиэкспресс)

Этот цифровой ваттметр куплен на Алиэкспресс у этого продавца, цена на дату обзора — $12.5 (может меняться).

И ещё несколько слов, поясняющих, почему точное значение мощности нельзя получить, просто взяв и перемножив ток на напряжение даже для чисто активной нагрузки.

Обычные измерительные приборы (вольтметры, амперметры, мультиметры) не измеряют непосредственно величину среднеквадратичного значения измеряемого параметра (тока или напряжения), которая нужна для расчёта мощности.

Они измеряют обычно величину среднего выпрямленного значения параметра (тока или напряжения), и на этой основе перемасштабируют в среднеквадратичное значение.

Такой способ — вполне корректен для «идеального» синуса, но в наших розетках нет идеального синуса!

Вот пример осциллограммы напряжения в розетке (взят из обзора блока выпрямителя и фильтров для УНЧ):

Для такого рода напряжения не будет полного совпадения значения, измеренного «обычным» вольтметром, с реальным среднеквадратичным значением.

Иными словами, такая форма напряжения может создать некоторую погрешность метода, причём в данном случае даже затруднительно предсказать знак погрешности.

А ещё в добавок может быть сдвиг фазы между током и напряжением, если в нагрузке присутствует реактивная составляющая.

И вот здесь на помощь приходят цифровые ваттметры, которые могут всё замерить и посчитать, «как надо»! Причём, смогут замерить не только основной параметр (мощность), но и сопутствующие: ток, напряжение, коэффициент мощности (он же — знаменитый «косинус фи»). И, дополнительно — расход энергии и даже денег. 🙂

Внешний вид, конструкция и схемотехника ваттметра

Внешний вид ваттметра представлен на следующих фото:

Ваттметр вставляется прямо в розетку, а в него вставляется питаемое устройство, чью мощность потребления надо измерить. Пользование таким ваттметром удобно и практично!

Собственно, за это такие приборы и называют в народе «ваттметрами в розетку». Звучит немного жаргонно, но суть отражает верно. 🙂

Экран ваттметра — буквенно-цифровой жидкокристаллический, без подсветки.

Обновление экрана происходит примерно раз в 2 секунды. Это — время накопления и усреднения мощности. Производитель мог бы легко реализовать и более быстрое обновление, но это привело бы к «мельтешению» показаний.

На задней стороне прибора находится шильдик с его параметрами:

Всё здесь ясно и понятно, за исключением третьей строки: «Wide voltage range: 230V —-250V».

Ну какой же он «Wide»?! Это не «Wide», а убожество какое-то! Неужели он при стандартном напряжении 220 Вольт не сможет работать?!

Как оказалось, сможет. А вопрос о нижней границе работоспособности прибора будет происследован в обзоре отдельно.

Половинки ваттметра скреплены тремя шурупами и тремя защёлками. Удерживают прибор в собранном виде они очень прочно, но и разборка каких-то больших технологических сложностей не представляет.

Электронная часть прибора состоит из двух плат.

Плата на левой половине отвечает за индикацию, а плата на правой половине — за измерения и вычисления.

С той её стороны, которая обращена к нам, видно несколько важных элементов схемы.

Зелёненький «бочонок» слева вверху платы — это никель-металлогидридный аккумулятор из 3-х элементов ёмкостью 20 мАч на напряжение 3.6 В. Сразу надо сказать, что он — не для работы прибора, а только для подпитки с целью сохранения параметров при отключении от питающей сети.

То есть, прибор с ним включится (по нажатию кнопки), но ничего замерить не сможет (если подать на него какое-то небольшое напряжение).

Под ним — пара электролитов (фильтрация питания), а далее под ними — большой желтый «сухой» конденсатор.

Посмотрим на него в другом ракурсе:

Номинал желтого конденсатора — 0.68 мкФ, он работает реактивным гасителем лишнего напряжения для системы питания самого ваттметра.

Последовательно с ним подключен резистор 33 Ом (справа от конденсатора); он служит для предотвращения резких бросков тока в момент включения ваттметра в розетку.

А слева от конденсатора — шунт в виде скобы из толстой проволоки. Он нужен для замера протекающего в нагрузку тока.

Ещё на этой стороне платы находится кварц, необходимый для тактового генератора аналого-цифрового процессора, расположенного на обратной стороне платы. Вот ей сейчас и займёмся.

Главная микросхема на плате (U3) — специализированный цифро-аналоговый процессор BL6523GX, спроектированный для измерения мощности.

Его структурная схема (взята из datasheet):

Рассматривать эту схему не будем, чтобы не утяжелять обзор.

Ещё одна микросхема (U2), поменьше, — это ATMHK220 24CO2N. Она работает в качестве флеш-памяти с последовательной передачей данных.

Последняя, самая маленькая микросхема (U3, 78L05) — стабилизатор питания 5 В.

Режимы ваттметра

Посмотрим на органы управления ваттметра:

На передней панели имеются 5 кнопок: 4 большие кнопки и одна полускрытая кнопка — RESET.

Кнопкой RESET рекомендую пользоваться при каждом включении прибора в розетку, иначе он может показывать белиберду. После нажатия RESET прибор работает стабильно, проблем нет.

Из остальных кнопок самая главная — это FUNCTION. С помощью этой кнопки пользователь определяет, какую информацию он желает посмотреть.

При нажатии на эту кнопку последовательно переключаются по кругу следующие режимы отображения:

  • Время работы (с ненулевой мощностью) + мощность + стоимость (если была установлена цена за КВт*час);
  • Время работы + суммарное потребление энергии (накопление);
  • Время работы + напряжение в сети;
  • Время работы + потребляемый ток + коэффициент мощности (косинус фи);
  • Время работы + минимальная потребляемая мощность за время работы;
  • Время работы + максимальная потребляемая мощность за время работы;
  • Стоимость за КВт*час (просмотр и установка).

Остальные три кнопки как раз используются для установки цены за КВт*час.

Как выглядит экран ваттметра в режимах показа напряжения и тока, можно посмотреть на следующих фото (режим мощности был показан выше):

Теперь перейдём к оценке «профпригодности» ваттметра — его тестированию.

Тестирование ваттметра

Первым делом проверяем точность измерения прибором напряжения и тока. Для этого проводилось сравнение показаний с мультиметром DT9205A:

Если взять за основу показания мультиметра, то ваттметр слегка занижает показания по напряжению (на 0.7%). Учитывая ограниченную точность обоих приборов, можно считать, что расхождений нет.

По току расхождение составило чуть больше: 1.5% с тем же знаком (ваттметр показал меньше).

Соответственно, при измерении мощности эти две погрешности сложатся, и погрешность измерения мощности должна будет составить 2.2%. Но эта цифра — только ориентировочная (с учетом возможной погрешности мультиметра).

Конечно, по-хорошему надо бы проверять тестируемый ваттметр не с помощью вольтметра и амперметра, а с помощью образцового ваттметра, сертифицированного Ростестом. Но извиняйте: чего нет, того нет.

Теперь подсовываем прибору простую активную нагрузку — лампу накаливания 25 Вт:

Эх, как же он приятен — тёплый ламповый свет! Но речь в данном случае о том, что номинальная мощность лампы подтвердилась с высокой точностью.

Теперь — небольшая таблица с пробными замерами различной аппаратуры, которая покажет, в том числе, как «дурят нашего брата»:

Тестируемая аппаратура Номинальная мощность Измеренная мощность Измеренный коэффициент мощности
Паяльник 25 Вт 27.3 Вт 0.97
Светодиодная лампа «Старт» 10 Вт 8.3 Вт 0.59
Светодиодная лампа «Старт» 15 Вт 11.8 Вт 0.59
Микроволновка в простое 1.8 Вт 0.44
Микроволновка (в режиме 800 Вт) 1200 Вт 1274 Вт 0.91
Зарядка смартфона 10 Вт 11.1 Вт 0.54
Системный блок компьютера (выключен) 2.7 Вт 0.35
Системный блок компьютера (включен, в простое) 45 — 67 Вт 0.54
Системный блок компьютера (нагрузочный тест OCCT-Linpack) 95 — 98 Вт 0.75
Системный блок компьютера (нагрузочный тест OCCT-Большой набор) 105 — 111 Вт 0.76

Немного обсудим полученные результаты.

Микроволновка показала результат заметно выше указанной на ней самой номинальной мощности. Учитывая высокий КПД магнетрона, можно предположить, что и на нагрев продуктов пошло не заданные 800 Вт, а значительно больше.

Это — пример обмана в пользу потребителя, но одновременно потребителю надо задуматься и о достаточной «прочности» электропроводки.

Интересной была попытка замерить мощность микроволновки в режиме «320 Вт». Микроволновка периодически то включалась на полную мощность (1274 Вт), то периодически снижала мощность почти до нуля, чтобы в среднем получилось 320 Вт.

Со светодиодными лампами обман получился уже в обратную сторону, т.е. лампам мощности недодали.

В тесте компьютера надо иметь в виду, что это был не игровой компьютер, а компьютер офисного типа. Игровой компьютер будет потреблять значительно больше, особенно в моменты наиболее жарких баталий.

В общем, ваттметр помог совершить много интересных открытий касательно имеющейся в доме аппаратуры.

Последний вопрос в тестировании ваттметра — нижний предел его работоспособности по напряжению.

Для выяснения этого вопроса был использован трансформатор ТПП-282-127/220-50 с множеством отводов от первичной обмотки (своего рода замена ЛАТР-у).

Эксперименты с подключением к разным отводам трансформатора показали, что ваттметр работоспособен при напряжении 112 Вольт и выше (по показаниям самого ваттметра). При более низких напряжениях прибор включался, но ничего не измерял (показывал нулевые ток, напряжение и мощность).

Читайте также:  Черный список телескопов Плохие телескопы не рекомендуемые новичкам

Таким образом, ваттметр будет работоспособным даже при значительных колебаниях напряжения в питающей сети.

Итоги и выводы

Протестированный «ваттметр в розетку» показал точность, вполне достаточную для бытовых применений (без претензий на что-то более высокое). И это — главное.

Естественно, у него есть множество недостатков, простительных за его цену.

У него нет возможности передать данные в компьютер или смартфон; нет и возможности запротоколировать график потребления мощности по времени.

Мне лично ещё не понравилось, что у него нет возможности вывести на экран одновременно мощность, напряжение и потребляемый ток. Чтобы их увидеть, надо поочерёдно переключаться между экранами.

И, конечно, отсутствие подсветки экрана — тоже не украшение.

Но, с учётом цены, право же, всё это — мелочи. 🙂

Купить ваттметр можно на Алиэкспресс по этой ссылке.

Кроме протестированного варианта ваттметра в таком же корпусе выпускается ваттметр на основе другого процессора. Он не тестировался, но, вероятно, должен показать аналогичные характеристики.

Источник

Обзор бытового ваттметра (Power Energy Meter)

Наверняка, многие слышали про бытовые ваттметры, благодаря которым возможно узнать напряжение и частоту сети, определить потребляемую мощность того или иного устройства, а самое интересное — оценить стоимость эксплуатации (плату за электроэнергию) конкретного прибора за определенный промежуток времени. Этот ваттметр был заказан мной на известной китайской торговой площадке Aliexpress за 15$ (539 рублей).

Информация о заказе

Торговая площадка Aliexpress
Стоимость на момент покупки 15$ (539 рублей)
Способ доставки China Post Air Mail
С момента оплаты до отправки товара 3,64 дня
С момента отправки до прибытия в город 16,6 дней
Название товара Euro Plug Power Energy Meter
Power Electricity Usage Monitor
Ссылки Товар
Продавец

Характеристики

Входное/выходное напряжение 230 Вольт / 50 Герц
Рабочий ток Не более 16 А
Диапазон измеряемого напряжения 190-270 В
(точность 1 В)
Диапазон измеряемого тока 0,001-19,999 А
(точность 0,005 А)
Диапазон измеряемой частоты сети 46-65 Герц
Диапазон измеряемой мощности 0,5-3680 Вт
(точность 0,5 Вт)
Погрешность измерений (В, А, Вт, кВт*ч) плюс/минус 3%
Дисплей LCD 2.5»
Габариты (В, Ш, Г) 136x64x78 мм
(глубина с учетом вилки)

Упаковка и внешний вид

Заказ прибыл в стандартном мелком пакете, внутри — пузырчатая пленка, в которой картонная коробка с ваттметром (упакован еще в полиэтиленовую пленку). Упаковка После распаковки перед нами находятся: сам ваттметр и довольно подробная инструкция по эксплуатации (на английском). Я заказывал ваттметр под европейские вилки (EU Plug), при выборе нужно внимательно проверять, чтобы не купить под другой стандарт (иначе придется докупать переходники).Общий вид На самом ваттметре никаких опознавательных надписей нет. На коробке указана модель DEM1499.Вид сбокуКачество корпуса и сборка на высоком уровне: пластмасс крепкий, люфтов и скрипов нет, едких запахов тоже. По бокам и сверху присутствуют вентиляционные отверстия. Ваттметр практически не нагревается: спустя несколько часов беспрерывной работы температура задней крышки всего 39 градусов. Дисплей — монохромный LCD, диагональ 2.5». Качество дисплея соответствует цене ваттметра. Огорчает отсутствие подсветки, она была бы весьма кстати. При определенном освещении и угле обзора цифры разглядеть бывает затруднительно. Что радует — есть заземляющие контакты, а также защитные перегородки в отверстиях для вилки.

Сзади видим наклейку с характеристиками питания ваттметра, также размещены знаки качества TUV и GS, якобы прибор проверен на безопасность и всё хорошо 🙂 Тем не менее, продавец по моей просьбе отправил сканы сертификатов. Насколько им доверять я не могу сказать, но это лучше, чем ничего.Вид сзади В ваттметре уже были установлены 2 батарейки формата LR44/AG13 (естественно, с защитной бумажкой). Они нужны для сохранения настроек (время, стоимость кВт*ч и др.). Правда, при установленных батарейках постоянно включен дисплей. Контрастность понижена, но всё равно, на мой взгляд, это недоработка. Могли бы сделать автоотключение при неактивности. Хорошо хоть, что блок с батарейками не прикручен болтами, поэтому если вы хотите полностью обесточить ваттметр, достаточно на пару миллиметров достать блок с ними. Отсек с батарейками

Настройки

Ваттметр имеет 4 кнопки.

  • OK — сохранить установки / сбросить значение максимально измеренной мощности, силы тока;
  • VALUE H/+ — переключение режимов измеряемых параметров в верхней части дисплея (сила тока, напряжение, мощность и т.п);
  • DISPLAY M/- — переключение отображаемых показаний в средней части дисплея (время работы устройства, общее количество кВт*ч, общая стоимость и т.п);
  • SET — вход в режим изменения времени, стоимости одного кВт*ч.

Для установки стоимости одного кВт*ч необходимо нажимать кнопку DISPLAY, пока не отобразится COST kWh, затем 5 секунд удерживать кнопку SET до появления звукового сигнала, кнопками H/+ и M/- установить стоимость в рублях. Переключение между разрядами осуществляется кнопкой SET, кнопка OK завершает ввод. Замечу, что отображается знак евро, на рубли изменить нельзя, но ведь это не имеет особого значения. Есть возможность установить еще и ночной тариф (стоимость и время, когда он начинает действовать).

Для сброса счетчика времени, общих кВт*ч и стоимости нужно нажимать кнопку VALUE, пока не появится значение силы тока (A), затем нажать и удерживать OK до появления сигнала (спасибо за информацию Юрию).

Функциональные возможности

Показания в верхней части дисплея могут быть следующими:

  • напряжение в сети (Вольт);
  • текущее потребление тока (Ампер);
  • максимально зафиксированный ток (Ампер);
  • текущее потребление мощности (Ватт);
  • максимально зафиксированная мощность (Ватт);
  • ток перегрузки (Ампер);
  • частота тока сети (Герц);
  • коэффициент мощности (cos φ).

Данные обновляются примерно раз в полторы секунды. В средней части можно наблюдать:

  • время работы подключенного устройства;
  • текущее время;
  • общее количество «набежавших» киловатт-час (кВт*ч);
  • стоимость 1 киловатта в час (задаётся);
  • общая стоимость за время работы.

Обновление раз в секунду. Нижняя часть дисплея отведена для статистики «съеденных» кВт*ч за 7 дней. Крайний правый столбец обозначен как «-1», то есть показания за вчерашний день. Каждая полоска может обозначать 1, 2, 5, 10 или 15 кВт*ч, подбирается автоматически. Функция статистики пригодится тем, кто планирует постоянно использовать ваттметр, а не для единичных измерений.

Измерение мощности

Специального сертифицированного оборудования для проверки точности измерений этого китайского ваттметра у меня нет, поэтому буду сравнивать мощность приборов с заявленной производителем.

Энергосберегающая лампа 11 Вт

На удивление, правильно: 11 Вт, на лампе указано 11 Вт.

11 Ватт

Энергосберегающая лампа 13 Вт

Всё точно, показывает 13 Вт, на лампе указано 13 Вт.

13 Ватт

Лампа накаливания 60 Вт

В связи с тем, что напряжение в сети было не 220 Вольт, а чуть выше, мощность лампы накаливания соответственно отличается от номинальной.

60 Ватт

Микроволновая печать 1150 Вт

Установил максимальную мощность. Ваттметр показывал от 1043,5 до 1058,5 Вт.

1150 Ватт

Приведу таблицу с результатами измерений мощности других устройств.

Устройство Измеренная мощность (средняя) Заявлено
Зарядное устройство для смартфона на 2А 11 Вт ?
Зарядное устройство для планшета на 2,4 А 13,5 Вт ?
ЭЛТ-телевизор 29′ 2,5 Вт в режиме Stand-by
74 Вт при работе
?
Системный блок (I5-3570K, GTX670, HDD+SSD)+монитор 94 Вт (без нагрузки)
298 Вт (под нагрузкой)
5 Вт (в режиме сна)
?
Лазерный принтер Выключен — 0,5 Вт
В режиме ожидания — 3 Вт
При нагреве печки — 625 Вт
При печати — 248 Вт
Ожидание — 2,8 Вт
Печать — до 270 Вт
ЖК-монитор 24′ Режим ожидания — 0,5 Вт
Яркость 100% — 24,5 Вт
Яркость 50% — 18 Вт
Яркость 10% — 13 Вт
Ожидание — до 0,2 Вт
При работе — 23 Вт
Фен noname 580,5 Вт ?
Тепловентилятор 1886 Вт 2000 Вт
Пылесос 1021,5 Вт 1500 Вт
Сплит-система 868 Вт 980 Вт
Стиральная машина INDESIT WI84X В среднем — 200-400 Вт
Максимум — 2042 Вт
До 1850 Вт

Стоимость одного часа эксплуатации моего ПК в обычном режиме (браузер, медиа) обходится примерно в 34 копейки. При нагрузке стоимость возрастает до 1 рубля. Один час работы ЭЛТ-телевизора 28 копеек. Один раз зарядить планшет с ёмкостью аккумулятора

11000 мА/ч — 21 копейка. Разогреть обед в микроволновке всего 7 копеек. Час работы сплит-системы 3 рубля, одна стирка — 2,6 руб. 🙂

Выводы

Понятное дело, что этот ваттметр не является точным сертифицированным устройством, как и большинство других за такие деньги, но для бытовых нужд его хватает: можно оценить мощность домашних электроприборов, стоимость эксплуатации за определенное время, измерить параметры сети и многое другое. Существует много аналогичных ваттметров, они отличаются внешним видом и функциональностью. Вместо батареек может использоваться встроенный аккумулятор примерно на 20 мА/ч. 15$ это средняя стоимость для подобных устройств. Хотя в некоторых российских интернет-магазинах их продают за 1000-1400 рублей 🙂 За время эксплуатации проблем замечено не было. Никаких глюков, зависаний и «левых» показаний.

Источник

Ваттметр: что это такое и как им пользоваться?

  1. Что это такое?
  2. Устройство и принцип работы
  3. Сфера применения
  4. Разновидности и обозначения
  5. Лучшие модели
  6. Тонкости подключения и использования

Кроме универсальных цифровых мультиметров, у электриков и мастеров по «слаботочкам» крайне востребованы ваттметры. Назначение ваттметра – измерение текущей мощности, потребляемой тем или иным прибором, а также ведение учёта потреблённого количества электричества.

Что это такое?

Ваттметр – прибор, измеряющий потребляемую мощность. Он часто нужен там, где сечение проводов электрокабеля согласуется с суммарной нагрузкой, выдаваемой имеющимися на объекте потребителями. С помощью ваттметра можно измерить энергопотребление как светильника, так и 1–3 электрочайников либо стиральной машины.

Без замера потребляемой мощности на каждом из бытовых приборов, подключённых к старой электропроводке, новая, не имеющая запаса по мощности, может не выдержать нагрузки. Она воспламенится от перегрева и приведёт к пожару.

Отсутствие согласования между слишком мощным источником и маломощным потребителем также приводит к выходу последнего из строя. Ваттметр призван не допустить этих инцидентов.

Устройство и принцип работы

В зависимости от исполнения измеряющих цепей прибора ваттметры подразделяются на две разновидности.

Аналоговый

Аналоговые сигналы по своей природе непрерывны. Для замера мощности пропускаемого по цепи электрического тока применяют электродинамические измерители. Аналоговый гальванометр работает на основе электромагнитного взаимодействия двух катушек. Одна из них – электродинамический статор – надёжно фиксируется в приборе, прикреплена к его каркасу (нижней части корпуса). Обмотка статорной части намотана толстым (до 1 мм или более в диаметре) обмоточным эмальпроводом. Её сопротивление мало. Она включается последовательно с нагрузкой, без добавочных резисторов.

Роторная или подвижная катушка движется в поле статорной. Она закреплена на оси так, чтобы не создавать перекос в зазоре статора при отклонении в любую из двух сторон. Она намотана тонким эмальпроводом, имеет значительно большее сопротивление (и число витков). Если бы её намотали таким же толстым проводом – действие гальванометра визуально было бы никаким. Она подключается параллельно нагрузке через высокоомный дополнительный резистор. Тот, в свою очередь, предотвращает короткое замыкание на цепи и между витками – и выход из строя гальванометра.

Когда ваттметр подключается к сети – вернее, сеть включается через него – подвижная и неподвижная катушки вырабатывают свои магнитные поля. Взаимодействуя этими полями друг с другом, роторная катушка поворачивается на определённый (расчётный) угол. К оси катушки подвешена стрелка с плоской пружиной. Та возвращает саму стрелку в исходное (нулевое) положение – сразу же после отключения ваттметра от сети. Направление стрелки совпадает с плоскостью подвижной катушки – они обе прикреплены друг к другу.

Конец неуравновешенной стрелки может падать на пластину с нанесённой на неё и отградуированной шкалой, задевать за неё при движении по самой шкале. Чтобы исключить такое подтормаживание стрелки, фирма-приборостроитель балансирует её при помощи металлического волоска (стремени), расположенного у самой оси, вокруг которой поворачивается и сама катушка.

Стремя может быть заменено противовесом на соосном со стрелкой конце её нижней части – либо одно дополняет другое.

Такая конструкция отдалённо напоминает микроскопические весы или каплю в жидкостном уровнемере, находящиеся в точном равновесии, в центре. Сам противовес напаивается из легкоплавкого металла или сплава. Стрелка балансируется по уровню – в лежачем и стоячем положении гальванометра. Если прибор упадёт, балансир порвётся, то такой гальванометр считается испорченным и подлежит переработке.

Важно! Градусы, на которые поворачивается катушка со стрелкой, эквивалентны количеству вольт-ампер, пропускаемых сейчас по цепи. Некоторые модели приборов, подобно электрокардиометру, снабжены не гальванометром, а самописцем – они печатают таблицы значений тока, напряжения и мощности, либо выводят на рулоне бумаги график мощности.

Цифровой

Электродинамический гальванометр в таком ваттметре заменён цифровым устройством, работающим на основе предварительного измерения силы тока и напряжения. Последовательно с нагрузкой к входу прибора подключается датчик тока – аналог простого амперметра. Параллельно – датчик напряжения (аналог обычного стрелочного вольтметра). Элементная база, из которой собираются эти датчики, включает в себя термопары, контрольные трансформаторы тока, термисторы и так далее.

Далее в дело вступает АЦП – микросхема, преобразующая аналоговый сигнал в цифровой. Эти данные передаются на кристалл микропроцессора. Сам процессор определяет величину (ре) активной мощности. Обработанные сведения передаются в оперативную и флеш-память и доступны для считывания внешними устройствами. В более дорогих моделях ваттметров они передаются через COM- или USB-порт – и в любой модели отображаются на дисплее.

Сфера применения

Измерение мощности, потребляемой приборами – общая задача ваттметров. Она решается в сферах промышленности на целом ряде производств, где вырабатывается электроэнергия, строятся машины и механизмы всевозможного назначения, а также обслуживаются и ремонтируются бытовые и промышленные электроприборы и электроустановки. Собрат ваттметра – электромеханический либо полностью электронный счётчик киловатт-часов, установленный у входа в каждый дом, квартиру, офис, магазин или этаж производственного предприятия.

Но ваттметр – более продвинутая версия электросчётчика. Он – один из эффективных инструментов специалиста по ремонту бытовой электроники (вплоть до компьютеров) и радиолюбителя.

Задача такого специалиста – рассчитать, сколько электроэнергии конкретное устройство может сэкономить, ничуть не теряя в функциональности и быстродействии.

Область применения ваттметров:

  • определение мощности устройств;
  • тестирования электрических цепей и схем – частично или полностью;
  • испытание электроустановок;
  • тестирования устройств и оборудования на наличие неисправностей;
  • потребительский расчёт и учёт электроэнергии.

В последнем случае ваттметр выполняется в виде удлинителя с несколькими розетками, подключёнными через сам прибор, кнопками управления, а также цифровой шкалой или полноценным ЖК-дисплеем. Это законченное решение – включается в сеть, сразу же готово к работе.

Разновидности и обозначения

По частоте тока, мощность которого измеряется, ваттметры подразделяются на следующие группы:

  • низкочастотные и постоянного тока;
  • радиочастотные (потребляемой и поглощаемой мощности);
  • оптические.

Низкочастотные

Низкочастотные ваттметры применяются в сетях переменного тока и электроустановках постоянного. Так, переменные ваттметры подразделяются на однофазные и трёхфазные. Для определения реактивной мощности в сети используются так называемые варметры. Если вам попался цифровой ваттметр – он считает активную и реактивную мощность. Маркируются такие ваттметры буквой Ц, рядом с которой ставится номер, определяющий класс точности прибора, пределы измеряемой мощности и модель, например, Ц301, Д8002, Д5071.

Радиочастотные по поглощению

Для поглощаемой мощности на радиочастотах используется внушительная подгруппа ваттметров. По видам они разделяются благодаря наличию нескольких типов и разновидностей датчиков, с которых и считываются показания. Для радиочастоты в качестве датчика подойдут термопара, термистор и пиковый обнаружитель, гальваномагнитные и пондеромоторные комплектующие. Однако радиочастотное излучение зачастую отражается, такой ваттметр измеряет поглощённую, а не реально попадающую на датчик мощность.

Ваттметры с термистором включают в себя принимающий конвертер на основе термистора или болометра. К нему подключён измерительный мост. Для разогревания термистора применяется источник обычного переменного тока. Термистор меняет своё сопротивление при нагреве. Температура разогреваемого термистора определяется уровнем мощности сигнала, попадающего на него.

Путём разницы между мощностью переменного тока, нагревающего сам термистор, и падающей радиочастотной мощностью, вычисляется реальная измеряемая мощность.

В процессе измерения рассеиваемая на термисторе мощность радиоизлучения – вместе с мощностью переменного тока – не приводит к значимому изменению сопротивления термистора. Оно стабильно за счёт работы измеряющего моста, реагирующего на изменение подогревающего термистор тока. Вся эта цепь раньше работала за счёт ручных регулировок – сейчас же задачу подстройки взял на себя цифровой модуль, автоматически вмешивающийся в вышеперечисленные параметры. Термисторные ваттметры работают с рассеиваемой на приборе мощностью до нескольких милливатт. Этот предел превышаем за счёт делителей входной мощности, вызывающих при этом ещё большую недостоверность проводимых измерений, пример – М3-22А, M3-28.

У калориметрических ваттметров вместо термистора применяют особый нагрузочный элемент, с которого тепло отдаётся на преобразователь, собранный на термисторе. В качестве посредника выступает рабочее тело – очищенная вода либо жидкость, способная её заменить. Эта жидкость протекает с постоянной скоростью, проходя через входной нагрузочный элемент, конвертер и уносящий излишнее тепло элемент, пример – приборы М313, МК3-68/70.

У термоэлектрических ваттметров используется термопара – одна или несколько – с непосредственным и опосредованным нагреванием. В процессе измерения мощности разогретый стык термопары разогревается ещё больше от мощности сигнала, с которого прибор снимает показания. Схема вырабатывает температурное электрическое напряжение. Это напряжение и является сигналом, идущим на АЦП цифрового ваттметра или на гальванометр аналогового, например, термоэлектрическими являются ваттметры М3-51/56/93.

«Пиковые» ваттметры чувствительны к мощности импульсного сигнала, но замер мощности такого сигнала неточен. Такой прибор легко сделать из переменного вольтметра, подключив к нему нагрузочное устройство с сопротивлением, совпадающим с волновым сопротивлением фидера.

Оконечным узлом является электронносчётное устройство с мощностной шкалой. Примерами ваттметров, содержащих пиковый детектор, являются М3-3А/5А.

Радиочастотные по прохождению

Первоначальным конвертером (преобразователем) в таких приборах является направленный разветвитель – узел, отбирающий из основного канала небольшую часть мощности. Она поступает на вторичный конвертер – например, через детектор огибающей сигнала или термоэлемент. Полученный сигнал передаётся к АЦП или гальванометру. Для частот 150–1620 кГц применение разветвителей осложнено. Вместо них применяют датчики по току и напряжению. Такими деталями выступают трансформаторы по напряжению и току.

Полученные значения умножаются друг на друга по фазной разнице. Пример использования такого устройства – определение мощности, отправляемой передатчиком в антенный кабель. В СВЧ-диапазоне – 300–3000 МГц применяют термисторные, гальваномагнитные и термоэлектрические датчики в стенке волновода. Пример такого прибора – М2-23/32 или NAS.

Лучшие модели

Стоит подробнее рассмотреть самые востребованные модели.

  • Robiton PM-1– бюджетный прибор для слежки за расходом электричества одним потребителем. Универсальное устройство – можно включить и работать сразу же. Оно отобразит, сколько конкретное бытовое устройство расходовало электричества за определённый период. Оно подходит для электроплит и водонагревателей. Прибор не работает при околонулевой температуре на улице.
  • HiDANCE 3680W AC Power Meter измеряет ток нагрузки и сетевое напряжение, определяет коэффициент и потребляемую мощность. Это многофункциональное цифровое устройство, предназначенное для расчёта энергоэффективности комнаты. Он высокоточен, работает в нескольких режимах, но требует повторного введения стоимости киловатта энергии после отключения нагрузки.
  • Espada TSL 1500WB предназначен для проверки нагревательных приборов по эффективности прямо в магазине. Он имеет двухтарифный режим, оповещение о превышении разрешённой по техпаспорту мощности. Он подсвечивает экран в темноте, высокоскоростной и очень точный, но трудно сменить батарейку или аккумулятор.
  • Мегеон 71016 – китайская модель, непрерывно считывает все показатели, измеряет концентрацию углекислоты в закрытых комнатах и помещениях.
  • Brennenstuhl PM 231 измеряет, кроме реальной мощности, напряжение, ток и частоту. Он безопасен для детей, но слишком малый шрифт на дисплее.
  • TP-Link HS110 – удалённая слежка и управление по интернету, позволяет выключить подключённые устройства или ограничить мощность.
  • Edimax SP 2101W позволяет настроить работу потребителей по расписанию. Это заменитель «умной розетки».
  • Energenie EGM-PWM – полный удалённый контроль, без «привязки» к ПК.
  • Киловаттметр Д305 – трёхфазная полупрофессиональная модель, создана для расчёта энергоэффективности цехов и этажей предприятий. Это аналоговый вариант, что замеряет до 40 кВт проходящей мощности.
  • Д365 замеряет до 120 кВт.
  • HN-PM1 – бездисплейная модель с модулем Wi-Fi. Ставится на DIN-рейку в щитке.

Источник