מכשירי מדידת החשמל הראשונים הופיעו במאה ה -19. ניתן להסביר זאת במחקרים מאסיביים על אלקטרומגנטיות שבוצעו על ידי מדענים. כיום מדדי החשמל מחולקים למספר סוגים ומותקנים בכל השטח בו אנשים צורכים חשמל. משימתו העיקרית היא לייצב, ואם להשתמש בה נכון, למזער את חשבונות השירות.
סיווג מכשירי מדידת חשמל
כל מדי החשמל מסווגים לפי סוג בהתאם לסוג החיבור, תכונות העיצוב והערכים הנמדדים. ההתקנים מחולקים לחיבור ישיר לקו החשמל ולמכשירים המחוברים למעגל החשמלי באמצעות שנאי מדידה.
בהתאם לתכונות העיצוב, מטרים חשמליים מחולקים לסוגים הבאים:
- אלקטרומכני או אינדוקציה. עקרון הפעולה של המד החשמלי הוא כדלקמן: חלק נע מחומר מוליך מושפע ישירות משדה מגנטי, שנוצר על ידי סלילי מוליכות נייחים. החלק הנע הוא דיסק, והסלילים מייצרים זרמים, המניעים את הדיסק הזה. כמות המשאב הנצרך עומדת ביחס ישר למספר המהפכות של דיסק זה.
מד אינדוקציה בקצב יחיד - מכשיר מדידה סטטי או אלקטרוני. עקרון הפעולה של מד חשמל אלקטרוני הוא כדלקמן: אלקטרוניים, הם במצב מוצק, חלקים רגישים למתח ולזרם חילופין, מה שיוצר פולסים בפלט, שמספרם שווה לנפח האנרגיה הנמדדת מַשׁאָב. מכשיר מונה חשמלי כזה מאפשר למדוד אנרגיה פעילה על ידי המרת אותות מתח וזרם אנלוגי לפולסים ספירה.
- סוגים היברידיים של מכשירי מדידה הם די נדירים. הייחודיות של מכשיר המונה החשמלי נעוצה בדמיון העיצוב של מכשירים מכניים ואלקטרוניים.
מונים חשמליים מסווגים למספר סוגים על פי הערכים הנמדדים ומספר התעריפים. במקרה הראשון, מכשירי המדידה הם חד פאזיים ותלת פאזיים, בשני - תעריף אחד ושני.
המכשיר ועקרון הפעולה של מד החשמל
על מנת לתעד את צריכת החשמל הפעילה של זרם חילופין בזמן אמת ובאופן רציף, נדרש להתקין התקני מדידת אינדוקציה חד פאזיים או תלת פאזיים. אם יש חשיבות למדידת זרם ישר, הנפוצה ברכבת ובכל סוגי התחבורה החשמלית, מותקנים מכשירי מדידה אלקטרודינמיים.
מדי חשמל אינדוקציה מצוידים בדיסק העשוי מאלומיניום, כאשר צורכים את המשאב, אלמנט נע זה מסתובב עקב זרמי המערבולת הנוצרים על ידי סלילי האינדוקציה. במקרה זה, נתקלים בשני כוחות שונים - השדה המגנטי של סלילי האינדוקציה והשדה המגנטי של זרמי הערבול. הזרמים שנוצרו זורמים במעגל העומס המקביל. כל סליל מצויד בליבה שממוגנטת באמצעות זרם חילופין. חשיפה לזרם חילופין רציף מובילה לכך שקטבי האלקטרומגנטים משתנים ללא הרף. זה מוביל למעבר של שדה מגנטי ביניהם. זה מושך את דיסק האלומיניום יחד איתו ויוצר סיבוב.
מהירות סיבוב הדיסק פרופורציונלית ישירות לגודל הזרמים בשני הסלילים. בייצור מדי חשמל משתמשים בטכניקות חיבור פשוטות ממכניקה, שבגללן הדיסק המסתובב משויך לקריאות הדיגיטליות בלוח.
חשבונאות הצריכה מבוססת על מתח קדימה וזרם. כל הנתונים מוזנים למחוון, בדגמים מתקדמים הנתונים נשמרים בזיכרון המכשיר.
- המכשירים קוראים מידע בצורה מדויקת יותר, מה שמסייע בהפחתת חשבונות השירות.
- בהשוואה למדי חשמל מכניים, הם קומפקטיים בגודלם ומושכים יותר למראה.
- הם עוברים אוטומטית לתעריפי היום והלילה, אין צורך בהשתתפות אנושית. גם בשלב הייצור, המכשיר מתוכנת לשני מרווחי זמן - בין השעות 07:00 ל -23: 00 ומשעה 23:00 עד 07:00.
- יש לבדוק מודלים משופרים אחת ל 5-16 שנים. בדיקה כזו נדרשת לצורך נכונות חשבונאות וצבירת כספים. האימות צריך להיעשות על ידי חברת אספקת האנרגיה.
הבדיקה הראשונה של פעולת המכשיר מתבצעת במפעל, יש לציין את התאריך בתיעוד הנלווה.
בין החסרונות של מכשירי מדידה דו-מכסיים, הם מדגישים את העלות הגבוהה ואת אמינותם בהשוואה לעמיתים מכניים. כפי שמראה בפועל, מודלים אלקטרוניים נכשלים בתדירות גבוהה יותר.
תרשים סכמטי של מד חשמלי
לתכנית ההפעלה של כל סוגי המכשירים החשמליים אין הבדלים מהותיים, כולם דומים.
מספר חיישנים פשוטים משמשים למדידת הספק:
- חיישני מתח שפעולתם מבוססת על מעגל מפריד ידוע.
- חיישני זרם המבוססים על שאנט רגיל דרכו עובר שלב הראשי החשמלי.
האות שנרשם על ידי חיישנים אלה הוא קטן, ולכן יש להגביר אותו באמצעות מגברים אלקטרוניים. ואז מתבצעת עיבוד אנלוגי-דיגיטלי כדי להפוך את האותות ולהכפיל אותם.
השלבים הבאים הם סינון האות הדיגיטלי והצגת הנתונים בתצוגת המכשיר:
- שילוב;
- סִימָן;
- העברת חישובים;
- טרנספורמציה.
בתכנית זו, חיישני הקלט המשמשים אינם מסוגלים לספק מדידות ברמה גבוהה של דיוק וקטורי, ומכאן חישוב ההספק.
אם נדרש דיוק מדידה גבוה, המעגל מצויד בנוסף בשנאי מכשור מיוחדים.
אם, לשם השוואה, אנו רואים את התרשים העיקרי של פעולת מכשיר מדידה אלקטרוני חד פאזי, בו, ה- VT מחובר בנוסף לאפס ולשלב, ו- CT הוא מרכיב אינטגרלי של קרע חוט הפאזה. מכיוון שהאותות מגיעים משני שנאים, אין צורך בהגברת אות נוספת. כל השינויים הנוספים מבוצעים על ידי המיקרו-בקר, הוא שולט בתצוגה, בזיכרון הגישה האקראית ובממסר אלקטרוני. ניתן להעביר את אות הפלט דרך ה- RAM לערוץ הנתונים.
