Прибор для измерения мощность (ваттметры)

Пример работы МП ЦВ с одинарным интегрированием.

 

ЦВ, реализующий схему с одинарным интегрированием работает следующим образом: после автокалибровки МП подключает один из входов компаратора к нулевой шине, а на второй вход подает пилообразное напряжения с интегратора, на вход которого подан постоянный уровень. Интегратор настраивается так, что его уровень меньше нуля.

Когда интегратор запускается, МП обнуляет свой внутренний счётчик.

Когда пилообразное напряжение достигает 0 – t1, компаратор выдаёт импульс, t1 – занос в память. Когда U пил. = Uвх, компаратор выдаёт импульс, и МП запоминает момент t2. Далее вместо Uвх ко входу компаратора подключается стабилизирующий источник с U=Uверхнему пределу измерения. Когда Uпил. = Umax, МП запоминает t3. после чего интегратор сбрасывается на нуль и цикл повторяется снова. Таким образом в памяти МП хранит t1, t2, t3. Тогда:

Погрешность угла наклона пилообразного напряжения не оказывает влияния на погрешность измерения. Таким образом погрешности R, C, их дрейф не влияет на погрешность. Но нельзя исключить входящую помеху. Генератор пилообразного напряжения не влияет на погрешность схемы.

 

Прибор для измерения мощность (ваттметры).

 

Мгновенная мощность сигнала – произведение мгновенных значений тока нагрузки и падения напряжения на этой нагрузке.

Измеряемым параметром для ваттметра является мощность сигнала за период:

 

Приборы для измерения мощности делятся на две группы:

1. Приборы, использующие метод перемножения
2. Приборы, использующие преобразование электроэнергии в тепловую, механическую.

 

а) В простейшем случае ваттметр строится по следующей схеме:

 

Перемножитель содержит ФНЧ, который осуществляет ускорение сигнала. Ваттметр, который содержит АЦП для преобразования мгновенного значения тока и напряжения, а обработка сигнала ведёт с в цифровой форме с помощью МП.

 

б) Ваттметр на основе АЧП двойного интегрирования:

 

Ваттметр содержит два интегратора, соединённых последовательно. На вход интегратора подаётся значение напряжения.

 

 

 Интегратор выполняет интегрирование вверх в течении фиксированного интервала времени T1. В момент времени Т1 по окончании интегрирования на вход интегратора подаётся напряжение, соответствующее значению тока, и он тоже начинает интегрирование вверх. Одновременно вход первого интегратора подключается к источнику опорного напряжения и он производит интегрирование вниз в течение времени Т2~ Uвх. Второй интегратор в момент Т2 прекращает интегрирование вверх и на его вход подается Uоп и он начинает интегрирование вниз. Из работы АЦП двойного интегрирования:

 

Аналогично для второго интегратора:

 

 

Чтобы измерить мгновенную мощность, период интегрирования должен содержать устройство выборки и хранения, запоминающее значение U и I в начальный момент времени.

 

в) Ваттметр на основе эффекта холла:

 

 

 

Делятся на две основные группы:

1. Для измерения малых мощностей применяется метод, основанный на изменении сопротивлении терморезистьра.
2. Для измерения больших мощностей применяется колориметрический метод