전기 회로의 가장 중요한 특성 중 하나는 전원입니다. 이 매개 변수를 사용하여 특정 시간 단위에서 전류가 수행하는 작업의 양이 결정됩니다. 회로에 포함된 모든 장치에는 특정 네트워크의 전원에 해당하는 전원이 있어야 합니다. 전류의 힘을 측정하기 위해 특수 측정 장치 인 전력계가 사용됩니다.

주로 AC 네트워크에 필요하며 켜진 장치의 전원을 결정하고 네트워크 및 개별 섹션 테스트, 전기 장비 작동 모니터링 및 모니터링, 소비 전력 계산에 필요합니다.

전력계의 분류

전력계로 전력을 측정하기 전에 조사 대상 지역에서 전류와 전압을 미리 측정한다. 시각적 요약 정보를 얻으려면 이러한 데이터를 아날로그 및 디지털이 될 수 있는 전력계를 사용하여 변환해야 합니다.

오랜 시간 동안 대부분의 측정은 아날로그 장치에 의해 수행되었으며, 이는 차례로 표시 및 자체 기록 범주로 나뉩니다. 회로의 주어진 섹션에서 유효 전력 값을 표시합니다. 전형적인 대표는 반원 눈금과 회전 화살표가 있는 표시 장치입니다. 저울에는 성장하는 힘의 크기에 해당하는 눈금이 표시되어 있습니다.

또 다른 유형 - 디지털 전력계는 수행할 수 있는 측정 기기를 나타냅니다. 이러한 모든 장치에는 전력 외에도 일정 시간 동안 전류, 전압 및 전력 소비를 표시하는 디스플레이가 장착되어 있습니다. 최첨단 장치가 연결되어 수신된 데이터를 측정 사이트에서 멀리 떨어진 컴퓨터로 출력할 수 있습니다.

아날로그 전력계의 작동 원리

가장 일반적인 아날로그 전력계 설계의 기본은 전기역학 시스템입니다. 이러한 유형의 장치를 사용하면 가장 정확한 측정을 수행하고 필요한 결과를 얻을 수 있습니다.

아날로그 전력계의 작동 원리는 상호 작용하는 두 개의 코일을 기반으로 합니다. 첫 번째 코일은 고정되어 있으며 그 설계는 권선 수가 적고 저항이 적은 두꺼운 권선을 사용합니다. 이 코일은 소비자와 직렬로 연결됩니다.

두 번째 코일이 움직이고 있습니다. 권선에는 권선 수가 많고 저항이 높은 얇은 도체가 사용됩니다. 이 코일은 소비자와 병렬로 연결되며 권선 단락으로부터 보호하기 위해 추가 저항이 장착되어 있습니다.

전력계가 네트워크에 연결되면 코일의 권선에 자기장이 나타나 서로 상호 작용합니다. 이 상호 작용으로 인해 계산된 각도 값만큼 움직이는 권선을 편향시키는 토크가 형성됩니다. 이 지표는 주어진 시점에서 전류와 전압의 곱에 의해 영향을 받습니다.

디지털 전력계는 어떻게 작동합니까

디지털 전력계의 기본 작동 원리는 연구 중인 회로 섹션의 전류와 전압을 미리 측정하는 것입니다. 전류 센서는 부하 소비자에 직렬로 연결되고 전압 센서는 병렬로 연결됩니다. 센서의 주요 구조 요소는 측정 변압기입니다.

가정에서 널리 사용되는 가정용 전력계는 동일한 원리로 작동합니다. 측정 프로세스를 시작하려면 이러한 장치를 전원 콘센트에 연결하는 것으로 충분합니다.

장치의 기본은 전류 및 전압의 측정된 매개변수를 수신한 후 전력이 계산되는 마이크로프로세서입니다. 획득한 결과는 화면에 표시됨과 동시에 외부 장치로 전송됩니다. 마이크로프로세서 자체에는 작동 모드를 자동으로 제어하고 측정 한계를 원격으로 전환할 수 있는 마이크로컨트롤러를 포함한 요소가 포함되어 있습니다. 그들의 도움으로 측정 값의 기호 표시가 수행됩니다.

대전력 및 중전력 변환기로 작업할 때 디지털 장치는 DC 전력 교정기를 사용하여 교정됩니다. 전력계의 자체 교정은 AC 전원 교정기에 의해 수행됩니다. 모든 구성 요소와 요소는 측정 장치에 내장된 DC 전원 공급 장치를 통해 전원이 공급됩니다.

콘센트에 연결된 수신 변환기에서 나오는 전압은 DC 증폭기 인 UPT에 의해 아날로그-디지털 변환기 장치 인 ADC의 작동을보다 안정적으로 만드는 값으로 증폭됩니다. 다음으로 측정된 전력에 비례하는 전압이 기준 주파수 펄스로 채워진 시간 간격으로 변환됩니다.

측정된 전력에 비례하는 이러한 펄스의 수는 디지털 판독 장치에 표시됩니다. 수신된 데이터는 정보 처리용으로 설계된 특수 장치에 입력할 수 있습니다.

미터 연결 다이어그램

얻은 데이터의 정확도는 전력계가 회로의 특정 섹션에 얼마나 정확하게 연결되어 있는지에 따라 달라집니다. 전력계를 켜기 위한 올바른 회로는 다음과 같습니다. 측정 장치의 고정 전류 코일은 부하 또는 전기 소비자와 직렬로 연결됩니다.

가동 전압 코일은 추가 저항과 직렬로 연결되고 이 전체 섹션은 부하에 병렬로 연결됩니다. 전력계의 이동 가능한 부분은 α = k2IxIu = k2U/Ru 공식으로 계산되는 특정 회전 각도를 갖습니다. 여기서 I 및 Iu는 각각 장치의 직렬 및 병렬 코일의 전류입니다.

회로가 추가 저항을 사용하기 때문에 장치의 병렬 회로는 거의 일정한 저항(Ru)을 갖게 됩니다. 이 경우 회전 각도는 다음과 같습니다. α = (k2/Ru)хIхU = k2IхU = k3P. 즉, 회로의 전력은 이 매개변수에 의해 정확하게 결정됩니다.

전력계에서 분할 위치가 0에서 오른쪽으로 시작할 때 단면 버전으로 측정 눈금이 고르게 적용됩니다. 고정 코일의 전류가 방향을 바꾸면 가동 코일의 회전 방향과 토크가 바뀝니다. 전력계가 잘못 연결되어 전류 방향이 다른 경우 전자 장치가 작동하지 않습니다.

이러한 이유로 연결에 사용되는 클램프를 혼동해서는 안됩니다. 직렬 권선에는 발전기라고 하는 전원에 연결하기 위한 단자가 있습니다. 병렬 회로는 발전기 회로라고도 하며 직렬 코일에 연결된 와이어에 섹션을 연결하기 위한 자체 터미널이 있습니다.

정상적인 연결을 사용하면 발전기 클램프에서 장치 코일의 전류가 비 발전기로 전달됩니다.

하나 또는 다른 강력한 (그렇지 않은) 전기 장비의 전력을 측정해야 하는 경우가 종종 있습니다. 또한 때로는 부하 전류 I와 전압 U를 모두 아는 것이 유용하며 전력(어느 쪽이든 상관 없음)뿐만 아니라 전체 P와 활성 S(종종 혼동되고 항상 그들 중 어느 것이 어떤 식으로 의미하는지 지정했습니다). 또한 여러 특정 경우에 P / S (일명 코사인 φ (phi) - 전압과 전류 사이의 위상 각), 무효 전력 Q 및 φ 자체와 같은 네트워크의 역률을 알아야합니다.

일반 멀티미터는 위의 문제를 해결하는 데 도움이 되지 않습니다. 동시에(2개의 장치로) 네트워크의 부하 전류와 전압을 측정하더라도 S = UI만 얻을 수 있으며 다른 모든 매개변수는 액세스할 수 없습니다. U와 나만으로는 그것들을 계산하기에 충분하지 않습니다.

주목!주제의 크기에 대한 제한으로 인해 자료를 완전히 이해하는 데 필요한 많은 계산, 공식, 설명 및 기타 사항이 여기에 제공되지 않습니다.
첨부된 아카이브에는 모든 설명이 포함된 완전한 기사가 있습니다.

사용 가능한 솔루션

이러한 문제를 해결하기 위해 전력계 및 범용 볼트-암페어-위상 미터와 같은 특수 장치가 있습니다. 그들은 특수 장비이며 범용 장치가 아니며 찾기가 매우 어렵고 때로는 저렴하지 않습니다. 또한 이러한 장치는 항상 모든 매개변수를 한 번에 표시하지는 않습니다. 예를 들어 인터넷에는 매우 간단하고 저렴한 디자인이 있지만 매우 전문화되어 있습니다(예: φ만 측정).

동시에 위에서 설명한 모든 작업은 AD 마이크로 회로보다 훨씬 저렴하고 때로는 저렴한 기존 AVR MK에 대해 상당히 "너무 어렵습니다". 또한 범용 측정 장치를 만들려면 MK 및 기타 노드 없이는 여전히 할 수 없습니다.

장치 다이어그램, 세부 정보

전력계의 전기 회로도는 Fig. 1.

쌀. 1. 전기회로도

전체 계획은 첨부된 아카이브에 있습니다.
장치 회로는 아날로그(DIP 스위치 SW1의 왼쪽)와 디지털(오른쪽)의 두 부분으로 구성됩니다.

아날로그 부분전압 측정 변압기(T1), 전류(T2) 및 정합 장치로 구성됩니다.
저항 R2는 ADC에 공급되는 전압을 미세 조정하기 위한 전위차계입니다.
T2는 공칭 값이 100옴이고 전력이 0.125W인 분로 저항기 R1에 로드된 Talema AC1025 변류기입니다. 이러한 저항 파라미터는 변압기 제조업체에서 권장합니다. 1 차 권선은 단면적이 1-1.5mm 인 기존 단일 코어 와이어를 2 회 감아 최대 2kW의 전력과 최대 10A의 전류를 사용하는 가정용 부하에 충분합니다. 회로의 특성과 구성은 이 와이어의 두께에 영향을 받지 않습니다.

노드 R3, C1, C3, DA1.1은 정현파를 ADC 범위의 절반으로 "상승"시키는 중간점 셰이퍼입니다. OS DA1 - 원칙적으로 모든 것. LM358과 rail-to-rail MCP601을 모두 사용했습니다.
분배기 R4, R5, R6 - 큰 전류(4-5A)를 측정하기 위한 체인.
다이오드 쌍 VD1-VD2, VD3-VD4, VD5-VD6 및 R7은 과전압(보다 정확하게는 0..+5V 한계를 초과하는 정현파 출력)으로부터 ADC 입력을 보호하는 고전적인 보호 장치입니다. VD1-VD4 - 바람직하게는 쇼트키. BAV199(조립품 1개에 다이오드 1쌍 포함) 또는 이와 유사한 "특수" 다이오드 조립체를 사용할 수도 있습니다.
모든 전위차계(R2, R3 및 R5)는 바람직하게는 다중 회전입니다. 이를 통해 회로 노드를 가장 정확하게 조정할 수 있습니다.

전류를 측정하기 위해 저전류(T2-R7-ADC2) 및 고전류(T2-R4-R5-R6-ADC3)의 2개 채널이 제공됩니다. 이 결정은 큰 부하(4-5A 이상)가 CT 출력에서 ​​4.5-5V 진폭을 초과하는 전압이 나타나게 한다는 사실 때문입니다. 이러한 전압의 반파 피크는 다이오드 쌍 VD3, VD4에 의해 차단되므로 지정된 값 이상의 전류를 측정하는 것이 실제로 불가능합니다. 컨트롤러 펌웨어는 두 신호 중 사용할 신호를 자동으로 선택합니다.

회로의 디지털 부분– AtMega16 마이크로컨트롤러, 표준 HD44780 영숫자 LCD 디스플레이 등 요소. 스위칭 체계는 이러한 구성 요소에 대한 표준입니다. 디스플레이를 연결할 때 특정 모델의 설명서를 따라야 하기 때문입니다. 다른 핀아웃(핀아웃)이 있습니다. 나는 2를 알고 있습니다. 다이어그램에서 나는 가장 일반적인 것을주었습니다.
디스플레이에 대한 유일한 요구 사항은 Russified여야 한다는 것입니다. 모든 메시지는 러시아어로 발행됩니다.

저항 R8 - 일반 (다회전이 아님)은 LCD에서 원하는 수준의 이미지 대비를 설정하는 역할을합니다.
R9 및 SB5 - 백라이트. R9의 값은 지정되지 않습니다. LCD 모델마다 백라이트 전류가 다릅니다. 특정 디스플레이에 대한 백라이트 전류 값을 사용하여 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다. 디스플레이에 백라이트가 없으면 R9 및 SB5가 전혀 필요하지 않습니다.

R11, VD6 - "전원 켜기" 표시기.
디지털 부분에 대한 특별한 설정이 필요하지 않습니다. 서비스 가능한 부품, 적절한 설치 및 프로그래밍된 컨트롤러를 사용하면 전원이 공급되는 즉시 회로가 작동하기 시작합니다.

MK 자체는 AtMega 16/16A의 수정일 수 있습니다. 문자 L을 사용한 수정은 사용할 수 없습니다. 일반적으로 16MHz의 주파수에서 작동하지 않습니다.
프로그래밍(펌웨어) 시 wattmetr.hex 파일을 컨트롤러에 업로드하는 것 외에도 다음이 필요합니다.
1. 석영 공진기 모드 설정(CKSEL3..0=1111)
2. CKOPT=0으로 설정(수정이 16MHz이므로 필수)
3. JTAGEN=1로 설정합니다. 이것이 완료되지 않으면 JTAG 컨트롤러(4 높은 PC 비트)가 소프트웨어에 의해 꺼지지 않기 때문에 LCD가 올바르게 작동하지 않습니다.
4. 초기 구성 정보(wattmetr.eep 파일)로 EEPROM을 플래시합니다.

모든 버튼은 비래칭입니다. 그들의 디자인은 예상되는 작동 조건에 따라 다릅니다. SB1-SB3과 VD5는 기기를 세팅하고 캘리브레이션 할 때만 사용하기 때문에 보드에 직접 올려놓을 수 있고, SB4와 SB2는 디스플레이에 정보를 표시하는 모드를 전환하는 용도로도 사용되기 때문에 가져가는 것이 좋다. 쉽게 보정할 수 있도록 출력하거나 복제합니다(병렬로 연결된 2개의 버튼 - 보드와 케이스에 있음). 보드의 중복 버튼을 연결하기 위해 커넥터용 특수 탭이 만들어집니다.
버튼과 LED의 용도는 아래의 "보정" 및 "작동" 섹션에서 설명합니다.

다이어그램에는 UART 레벨 변환기가 없다는 점에 유의해야 합니다(컨트롤러의 레그 14, 15). 이는 그러한 변환기의 유형과 존재 여부가 장치가 연결되는 항목에 크게 의존하기 때문입니다. COM 포트라면 MAX232 칩, USB라면 FT232BM, 다른 컨트롤러라면 변환기가 전혀 필요하지 않을 수 있습니다.

내 저자의 디자인은 다른 AVR MK에 연결하는 것을 포함하므로 변환기가 전혀 없습니다. 저항 R12는 전송이 없을 때(UART 작동 규칙에 따라) 또는 이 인터페이스가 전혀 사용되지 않을 때 Rx 입력에서 높은 수준을 유지하는 데 필요합니다.

MAX232, FT232 등에 대한 노드 다이어그램은 여기에 표시되지 않으며 이러한 마이크로 회로에 대한 문서에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 네이티브 UART 인터페이스(예: PL2303)가 있는 구형 휴대폰의 USB 케이블을 사용할 수도 있습니다. 그러나 그 전에 코드의 출력이 로그인지 확인해야 합니다. RS232가 아닌 TTL 레벨.
인터페이스 작동을 테스트하기 위해 다른 보드에 조립된 MAX232 노드를 사용했습니다. 컴퓨터 CD / DVD 드라이브의 표준 오디오 케이블을 사용하여 이 노드를 장치에 연결했습니다.

이 회로는 모든 5V DC 소스에서 전원을 공급받습니다. 예를 들어 단일 칩 스태빌라이저 LM7805의 클래식 전원 공급 장치에서 - 그림. 2. 5v, 배터리, 컴퓨터의 USB 포트 등을 제공하는 다른 PSU를 사용할 수도 있습니다.

쌀. 2. 전원 공급 장치의 전기 회로도

측정된 부하가 포함된 동일한 네트워크(예: 일상 생활, 아파트)에서 회로에 전원을 공급해야 하는 경우 두 회로의 T1 변압기를 결합할 수 있습니다. 저것들. 2개의 독립적인 2차 권선이 있는 하나를 사용하십시오. 그래서 저는 각각 15v의 두 개의 보조 회로가 있는 하나의 변압기를 사용했습니다.

회로는 편리한 방식으로 조립됩니다.

이 기사에는 잘 알려진 Sprint Layout v5.0 프로그램에서 생성된 PCB 도면도 함께 제공됩니다.
그림에 따른 BP. 2는 조립식으로 조립되었습니다. 그녀의 그림도 첨부되어 있습니다.

조립 후 장치를 구성하고 보정해야 합니다. 기사의 전체 버전을 참조하십시오.

기기 작동

이 장치는 사용하기 매우 쉽습니다.
전원을 켠 직후 환영 메시지가 나타나고 1초 후에 장치가 작동 상태로 들어가고 디스플레이에 측정된 매개변수가 표시되기 시작합니다. 판독값은 초당 한 번 정도 업데이트됩니다.
이 장치에는 소위 두 가지가 있습니다. "디스플레이 프로파일" - 동시에 표시되는 매개변수 세트:

1.1 디스플레이 라인 - U, I, S; 두 번째 - P, cos(φ),φ.
2.1st - U, I, S; 2nd - P, Q, φ.
프로파일 세트와 해당 구성은 고정되어 있으며 수정 수단이 제공되지 않습니다.
프로필을 변경하려면 디스플레이에 "Profile changed"라는 메시지가 나타날 때까지 SB4 버튼을 길게 누릅니다. 이 메시지가 나타나면 버튼에서 손을 떼십시오.

"공장" 설정에는 활성 첫 번째 프로파일이 포함됩니다. SB2 버튼을 사용하여 장치를 켰을 때 즉시 사용할 수 있도록 현재 프로필을 기억할 수 있습니다. "Profile memorized" 문구가 나타날 때까지 SB2 버튼을 누르고 있어야 합니다. 장치를 보정할 때 현재 프로필은 변경되지 않지만 공장 설정으로 재설정하면 프로필 1이 현재 프로필이 됩니다.

프로필 선택은 자동으로 저장되지 않습니다. 이는 EEPROM 리소스를 저장하기 위해 수행됩니다.
프로파일 선택은 UART를 통한 정보 출력 구성에 영향을 미치지 않습니다.

또한 1차 권선이 작동하고 라디오 수신기 안테나와 구조적으로 유사한 CT인 다음 기능에 주의해야 합니다. 이 원리에 따라 배선 및 관련 디자인의 벽에 숨겨진 검색 장치가 작동합니다. 이와 관련하여 부하가 없을 때 장치는 때때로 "쓰레기"(간섭에 의해 유도되는 일종의 전류 및 전력)를 표시합니다. 이러한 픽업은 부하가 연결된 경우 측정 결과에 나타나지 않습니다.
이 현상에 대처할 방법이 없습니다.

UART 통신 인터페이스

제안된 장치는 표준 UART 직렬 인터페이스를 통해 측정 결과를 출력할 수 있습니다. 저것. 보다 복잡한 장치의 일부로 사용하거나 자동화된 정보 수집을 위해 컴퓨터에 연결할 수 있습니다.
데이터 교환 매개변수 - 38400, 8N1.
교환 프로토콜은 매우 간단합니다. 단일 바이트 명령 0xAA의 경우 컨트롤러가 15바이트 크기의 정보 블록을 발행합니다. 아카이브에서 기사의 전체 버전을 참조하십시오.

장치 작업을 설명하기 위해 PC용 데모 Windows 응용 프로그램 WinAppWattmeter.exe를 개발했습니다. C#으로 작성되었으며 WinXP 이상에서 실행됩니다. 장치를 연결해야 하는 .NET 2.0 플랫폼과 하나의 COM 포트(물리적 또는 가상 USB)가 있어야 합니다. 소스는 VS.NET 2005 이상에서 컴파일됩니다. VS Express 및 .NET Compact 버전은 테스트되지 않았습니다.
애플리케이션 스크린샷:

장치의 기술적 특성, 장단점

이점:

1. 측정된 네트워크로부터 완전한 갈바닉 절연.
2. PSU, 배터리, 컴퓨터의 USB 포트 등 모든 소스에서 전원 공급 가능
3. 다양한 설정.
4. 접근 가능한 요소 기반.
5. 넓은 범위의 측정값.
6. 측정 결과를 다른 컴퓨팅 시스템(예: PC)으로 전송할 수 있습니다.

결점:

1. CT의 비선형성으로 인해 전체 범위에서 전류 측정 오류가 발생합니다. 이는 측정 정확도 평가를 상당히 복잡하게 만듭니다(일부 범위의 전류는 정확하게 측정되고 나머지는 오류가 있고 다른 범위는 다름). 이러한 범위는 기기의 보정 모드에서 조정된 계수에 따라 크게 달라지므로 고정되지 않습니다. 예를 들어 휴대폰 충전기, 납땜 인두 또는 아파트 전구와 같은 작은 부하에서는 판독값이 정확하고 더 강력한 부하(다리미, 헤어드라이어, 전기 스토브, 오븐, 전자레인지, 세탁기)에서는 판독값이 정확하도록 보정할 수 있습니다. 오류로 측정됩니다.
2. TT 자체가 찾기 어렵고 비싼 부품이 될 수 있습니다.
3. 부하가 없을 때 장치는 때때로 CT의 1차 권선에 유도된 일부 전류를 표시하고 결과적으로 일부 전력 및 기타 매개변수를 표시합니다.
장치의 자세한 기술적 특성은 제공되지 않습니다. 구성 및 조정에 대한 많은 기회가 있습니다.

사용된 CT 모델은 잠재적으로 최대 25A의 전류 측정을 허용하지만 이 범위를 완전히 사용하려면 회로 및 마이크로코드의 입력(아날로그) 단계를 개선해야 합니다.
측정된 전압 범위는 사용된 변압기에 따라 다릅니다. "전원 공급 장치에서"정상이라면 이것은 약 180-250v의 "표준"범위이며 특수 제작 된 변압기를 사용하면 380V도 측정 할 수 있습니다.

사용된 데이터 유형과 마이크로코드의 알고리즘 기능에 의해 결정되는 값의 범위 – U=1..999v, I=1mA..65A, S/P/Q – 각 1..999 해당 단위.
회로의 전류 소비는 디스플레이 백라이트 전류를 고려하지 않고 28-30mA입니다. 이 전류는 LCD 모델마다 다릅니다. 일반적인 값은 100-120mA입니다.
또한 전류는 다른 LCD 모델 및 op 앰프를 사용할 때 표시되는 값과 약간 다를 수 있습니다.

사진

결론적으로 장치의 몇 장의 사진입니다.

전원 장치. 변압기는 두 개의 독립적인 2차 권선이 있는 물리적으로 하나입니다. 하나는 PSU 자체, 두 번째(오른쪽에 있는 2개의 노란색 선) - T1을 측정합니다.

기기의 브레드보드. 참고(다시): 이것은 모의 인스턴스입니다. 스프린트 도면에 따르면 p/p가 만들어지지 않았기 때문에 아직 개발 중인 다른 제품의 일부로 장치를 작동할 계획입니다. 따라서 두 개의 패드, 두 번째 디스플레이 및 왼쪽의 LED에 주의를 기울이지 마십시오. 설명된 장치와 관련이 없습니다.

25W 용 납땜 인두. 디스플레이 프로필 2.

짐 없이. 디스플레이 프로필 2. CT 권선에서 픽업 및 결함을 포착합니다. 결과는 모든 결과와 함께 68mA의 "왼쪽" 전류입니다.

위와 동일하지만 간섭이 없습니다. 디스플레이 프로필 2.

철 1kW. 디스플레이 프로필 1. 음의 유효 전력:) - "보정" 모드가 비활성화됩니다. 왼쪽에서 두 번째 LED가 켜져 고전류 채널을 사용한다는 표시입니다(컨트롤러의 레그 19(PD5)). 임계값은 4A로 설정됩니다.

첨부 자료 목록

Wattmetr-Mega16-16MHz.zip - CvAVR 소스가 포함된 컨트롤러 펌웨어. 또한 아카이브에는 미리 만들어진 마이크로코드 파일인 wattmetr.hex와 공장 설정 파일(EEPROM)인 wattmetr.eep가 있습니다.
WinAppWattmeter.zip은 소스(VS.NET 2005+에서 .NET 2.0, C#)가 포함된 데모 애플리케이션입니다. 기성품 exe 파일도 있습니다 (바이러스 없음).
Plata\*.* - .lay 형식의 PCB 도면(Sprint 5).
또한 아카이브에는 MS Word 2003 형식의 기사 전체 버전이 있습니다.

모두 안녕! 오늘 우리는 전력계라는 까다롭지 않은 장치에 대해 알게 될 것입니다. 이 장치는 빌트인 디자인으로 장치에 내장되거나 설치 없이 직접 작동할 수 있습니다. 전력계는 연결된 장치에서 소비하는 유효 전력을 측정하도록 설계되었습니다.

전력 측정을 제외하고 이 전력계 모델이 할 수 있는 작업:
1. 측정 매개변수: 전압, 전류, 유효 전력, 에너지 양.
2. 신호 과부하(전력 임계값 초과, 백라이트 깜박임), 사용자가 설정한 장치 매개변수 초과 신호(전원 작동 임계값을 설정할 수 있음).
3. 데이터를 비휘발성 메모리에 저장하고 원하는 경우 재설정합니다.
이 장치는 실제로 집에 설치된 전기 계량기와 마찬가지로 유효 전력만 측정한다는 점을 강조하고 싶습니다. 무효 전력은 고려되지 않습니다. 무효 전력은 용량성 및 유도성 부하에 의해 생성됩니다.

유효 전력 계산 기능.

유효 전력은 다음과 같이 계산됩니다. P = U * I * COS, 여기서 COS는 역률입니다.
순수한 저항성 부하(예: 백열등, 발열체 등)의 경우 역률은 일반적으로 1에 가깝습니다. 유도성 및 용량성 부하의 경우 역률은 0과 1 사이일 수 있습니다.
전력계는 하나의 버튼으로 제어됩니다.

1. 백라이트 제어.

버튼을 짧게 누르면 백라이트가 켜지거나 꺼집니다. 백라이트 상태는 전원이 꺼졌을 때, 즉 비휘발성 메모리에 저장되고 있습니다.

2. 역치 전력 설정.

화면에 "SET CLR"이 나타날 때까지 약 3초 동안 버튼을 길게 누릅니다. 변경할 수 있는 숫자가 깜박입니다. 그런 다음 버튼을 짧게 누르면 값을 변경할 수 있습니다. 원래 상태로 돌아가려면 버튼을 5초 이상 누르고 있어야 합니다.

3. 에너지 판독값을 재설정합니다.

에너지 수치가 화면에 깜박이기 시작할 때까지 버튼을 5초 이상 누르고 있습니다. 버튼을 다시 짧게 누르면 에너지 값이 재설정됩니다. 설정 후 버튼을 5초 이상 누르고 있으면 원래 상태로 돌아갈 수 있습니다.
측정 요소는 전력계 내부에 있으며 추가 분로 또는 변압기가 필요하지 않습니다. 또한 장치에 추가 전원 공급이 필요하지 않습니다. 전력계 뒷면에서 장치의 연결 다이어그램을 찾을 수 있습니다. "LOAD"라는 문구는 연결된 부하를 나타냅니다.

장치의 표시는 액정 매트릭스로 표시되며 매우 스타일리시합니다. 매트릭스에는 파란색 LED 백라이트가 있습니다.
이 장치는 정확하고 경제적이며 큰 2줄 디스플레이가 있습니다. 네트워크 판독 값과 연결된 장치에서 소비하는 에너지를 모니터링하는 데 매우 편리합니다. 연결 및 설치가 매우 쉽습니다.
Aliexpress의 열린 공간에는 유사한 전력계 모델도 있습니다. 변류기가 있는 전력계. 위에서 설명한 모델에서 션트는 케이스에 내장되어 있으며 최대 측정 전류는 최대 20A입니다. 변류기가 있는 모델에서는 측정 변압기 자체가 케이스 외부에 있으며 직접 연결되지 않습니다. 전류를 측정하려는 와이어를 통과시키는 것으로 충분합니다. 이 전력계 버전의 장점은 유용할 수 있는 최대 100A의 더 높은 부하 전류입니다.
글쎄, 마이너스 중-약간 더 높은 가격.

전력계의 특성.

측정 전압: AC 80~260V
주파수: 45 - 65Hz
측정 정확도: 1.0 클래스
측정 전류: AC 0~20A
측정력: 0~22KW
에너지 측정 범위: 0 ~ 9999kWh
작동 온도: -10°C ~ 65°C
작동 습도: 35~85% RH
크기: 90x50x25mm(반올림 값. 정확한 값은 아래 그림 참조).

배송 내용:

전력계 - 1개
설명서(영어 및 중국어) - 1개

디지털 전력계는 아날로그 이전 모델의 고급 수정입니다. 한계를 넘지 말아야 할 네트워크를 위한 역할을 합니다. 그렇지 않으면 화재 및 장비 고장이 발생할 수 있습니다. 직류의 경우 전류계와 전압계를 사용하여 전압에 전류를 곱하여 전력 표시기를 계산합니다. 교류 회로에서는 전력계를 포함하는 특수 측정 장비가 필요합니다.

목적

대부분 디지털 전력계는 전력 산업, 기계 공학 및 전기 장치 수리 분야에서 사용됩니다. 일상 생활에서 이러한 장치는 전기 공학, 컴퓨터 장비, 라디오 아마추어 전문가가 사용합니다.

전력계 기능:

• 전기 회로 또는 해당 섹션의 테스트.
• 장치의 전원 결정.
• 표시기 유형별 전기 설비 테스트.
• 전기 장비 제어.
• 전기 에너지 사용에 대한 회계.

종류

전력은 전압 및 전류 데이터를 기반으로 측정됩니다. 요약 정보를 측정하고 발행하는 방법에 따라 해당 장치는 아날로그 전력계와 디지털 전력계로 구분됩니다.

아날로그 유형 변형에는 자체 기록 및 표시 요소 블록이 있습니다. 그들은 회로의 특정 부분의 유효 전력을 감지합니다. 이러한 장치의 화면에는 눈금과 화살표가 있습니다. 다이얼의 구분은 와트 단위의 전원 표시기 값으로 나뉩니다.

디지털 수정은 활성을 측정하고 디스플레이는 단위 시간당 전압, 전류 강도에 대한 정보를 표시합니다. 측정 결과는 컴퓨터 장치로 출력됩니다.

어떻게 작동합니까?

위에 주어진 회로 인 디지털 전력계의 기본 작동 원리는 전압 및 전류 강도의 예비 측정을 수행하는 것입니다. 이를 위해 전류 센서가 소비자 장치에 직렬로 연결되고 전압 표시기가 병렬로 연결됩니다. 이러한 요소는 서미스터 또는 해당 아날로그(측정 변압기, 열전대)로 구성됩니다.

측정된 매개변수는 변환기를 통해 내부 마이크로프로세서로 즉시 전송됩니다. 전력을 측정하고 결과를 화면에 표시하고 외부 장치로 전송합니다.

전기 역학 장치는 광범위한 작동 범위를 가지며 직류 및 교류 모두에서 작동합니다. 유도 장치는 AC 회로에만 사용됩니다.

디지털 가정용 전력계

대부분의 경우 중국산 장치가이 부문의 국내 시장에 출시됩니다. 이러한 장치는 다양한 전기 소비자의 전력을 측정합니다. 작업을 시작하려면 플러그를 표준 소켓에 삽입하고 전력을 측정할 소비자의 플러그를 가정용 디지털 전력계 소켓에 연결해야 합니다.

이러한 장치를 통해 소비자의 힘을 측정하고 특정 장치에서 사용되는 전기에 대해 소비된 비용을 계산할 수 있습니다.

이러한 디지털 전력계에는 측정된 전력을 저장하는 역할을 하는 충전식 배터리가 내장되어 있습니다. 전면 패널에는 모드 전환, 계산된 가격 지정, 정보 재설정, 상단 및 하단 위치 전환을 위한 여러 버튼이 있습니다. 최대 작동 전압(230V), 주파수(50Hz), 측정 전력(0~3600W), 전류 제한(16A)은 케이스 뒷면에 표시되어 있습니다.

테스트

가정 개조의 예를 사용하여 디지털 전력계의 작동을 고려하십시오. 소켓에 연결하면 소비자의 전력을 측정하는 데 필요한 시간이 디스플레이에 표시됩니다. LED 램프를 그대로 사용합시다. 화면에 램프가 꺼지면 0.4W 표시기(연결이 끊긴 소비자의 전원)가 표시됩니다. 램프를 켜면 판독값이 10.3W씩 변경됩니다. 가격 열은 지정되지 않은 경우 0을 포함합니다.

LED는 글로우의 힘을 바꿀 수 있습니다. 밝기가 증가하면 전력 매개변수도 증가합니다. 두 번째 모드가 활성화되면 두 개의 필드(시간 및 kWh)도 상단에 표시됩니다. 장치가 1시간 미만 동안 실행되었기 때문에 시간 필드에 0이 포함됩니다. 하단에는 특정 소비자가 측정된 일수에 대한 정보가 표시됩니다.

다음 모드: 두 번째 필드는 주전원 전압과 현재 주파수를 표시합니다. 모든 모드의 상단에는 샘플링 시간이 표시됩니다. 다음 모드로 전환하면 화면 중앙 부분에 현재 판독값이 표시됩니다.

모드 번호 5는 최소 전력을 표시하고 여섯 번째는 최대 표시기입니다. 버튼을 사용하여 수동으로 설정합니다. 모든 매개 변수를 설정하면 모든 가전 제품의 소비량을 측정하고 계산할 수 있습니다.

CPU 모델 8506-120

이 디지털 AC 전력계는 3상 AC 네트워크에서 능동 및 무효 회로의 전력을 측정하도록 설계되었습니다. 장치는 센서의 현재 전원을 표시하고 아날로그 유형의 신호를 강조 표시합니다. 디지털 화면은 4자리로 구분되며 측정된 측정값은 변환 비율을 고려하여 숫자 형태로 표시됩니다.

형질:

• 역률 - 1.
• 치수 - 12x12x15cm.
• 화면의 수치(높이) - 20mm.
• 최대 판독 범위는 9999입니다.
• 오류는 0.5입니다.
• 변환 속도 - 0.5초 이하.
• 작동 온도 - 섭씨 +5도에서 +40도.
• 케이스 보호 범주 - 등급 IP 40.
• 소비 전력 - 5W
• 작동 주파수 - 50Hz.
• 무게 - 1200g.

복합기 SM 3010

이 디지털 전력계는 직류 및 교류를 모두 측정하도록 설계되었습니다. 또한 덜 정확한 아날로그로 작업하는 데 사용할 수 있습니다.

옵션:

• 측정 범위 - 0.002 - 10A.
• 직류 / 교류 지표 측정 - 1-1000 / 1-700 V.
• 주파수 간격 40-5000Hz.
• 직류/교류 측정 오차 - 0.1% / 0.1%.
• 40~5000Hz 범위에서 측정된 주파수에 대한 유사한 지표는 0.003%입니다.
• 무게 - 1kg.
• 전체 치수 - 22.5x10x20.5cm.
• 소비 전력 - 5W

디 5085

범용 전력계는 정확도가 낮은 제어 장치뿐만 아니라 단상 AC 및 DC 회로의 전력을 측정하는 데 사용됩니다.

형질:

• 치수 - 20.5x29x13.5cm.
• 근무 조건 - 습도가 80% 이하인 +10도에서 +35도 사이의 온도.
• 오류는 0.2입니다.
• 정격 역률 - 1.0.
• 장치 병렬 회로의 정격 전류는 5mA입니다.

엘센

가격이 500 루블부터 시작하는이 디지털 배터리 전력계에는 액정 디스플레이가 장착되어 있으며 0 ~ 60V의 속도로 실시간 배터리 확인을 제공합니다. 이 장치는 전력 소비가 적고 12, 24, 36, 48V 배터리.

옵션:

• 작동 전압 - 0-60V
• 최대 전류 강도는 0.01A입니다.
• 작동 전류 - 7A
• 전체 치수 - 84x50x20mm.
• 데이터 출력 순서 - 2초 이내.

최근에 나는 (우연히) 중고 가게에 갔고 친구가 새 청바지 가격으로 오래된 청바지를 찾는 동안 흥미로운 장치 인 전력 소비를 발견했습니다. 소켓에 연결되어 있으며 이미 최대 2.5kW의 전력으로 다양한 가전 제품 및 기타 부하를 연결하고 있습니다. 이 장치는 전기의 전력, 전류 및 전압을 측정하고 네트워크에서 소비되는 전기량을 제어하도록 설계되었습니다.

그리고이 장치의 말도 안되는 가격을 감안할 때-단 8 일에 주저없이 구입했고 나중에 기뻐했습니다. 설계 변경 없이 220V 네트워크에 연결하지 않고 전기적 매개변수(교류, 전압)를 측정할 수 있는 가정용 전력계입니다. 이것은 자체 전원 공급 장치 (두 개의 작은 1.5V 배터리)로 인해 발생합니다.

가정용 전력계는 아름답고 내구성이 뛰어난 케이스에 조립됩니다. 예, 계급이 아니라 진짜 유럽 - 함부르크. 이것은 장치 뒷면의 스티커에 표시된 내용입니다.

기능을 확인해 보겠습니다.

1. 주전원 전압을 볼트(V)로 측정,

2. 암페어(A) 단위의 부하 전류 측정,

3. 와트 단위의 전력 소비량 측정,

4. 소비된 전기의 총량(KWh - 킬로와트시) 및 소비된 전기 비용.

가정용 전력계는 1킬로와트시 가격을 입력하면 전기 요금까지 측정할 수 있습니다. 또한 네트워크에서 전원이 끊긴 경우 백업 배터리로 인해 판독값이 계속 기억됩니다. 그건 그렇고, 전력계는 그것들 없이도 작동하지만 측정을 자율적으로 수행하려면 필요합니다.

물론 케이스를 분해해서 내부를 살펴보겠습니다. 여기에서 센서에서 가져온 신호를 처리하고 LCD 디스플레이에 정보를 출력하는 침수된 칩이 있는 작은 보드를 볼 수 있습니다.

센서는 퓨즈가 있는 별도의 보드에 조립됩니다. 회로를 조금만 변경하면 전력계에서 직류와 전압을 측정할 수도 있다고 확신합니다.

나는 말하는 것을 잊었습니다. 이 가정용 전력계는 일종의 신호 장치 인 퓨즈로 작동합니다. 최대 허용 부하 수준을 설정할 수 있으며 전력이 이 값을 초과하는 즉시 전력계에서 신호음이 울리기 시작합니다.

이제야 그런 장치가 얼마나 그리웠는지 깨달았습니다! 이를 통해 전기 모터, 전자 레인지, 용접 인버터 및 기타 장비와 같은 다양한 장치를 켜면 장치가 정상적으로 작동하는지 즉시 확인할 수 있습니다. 그리고 모드 버튼으로 측정 모드를 전환하면 - 볼트, 암페어, 와트; 멀티미터 없이 다수의 중요한 매개변수를 제어할 수 있습니다. 아름다운 파란색 백라이트 덕분에 어둠 속에서도 파라미터를 볼 수 있습니다. 납땜하는 것보다 장치를 구입하는 것이 더 쉽고 저렴한 경우가 바로 이것이라고 생각합니다.

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