Абстрактен ватметър

Ватметър (вата + Старогръцки μετρεω "мярка") - измервателно устройство, предназначено да определя мощността на електрически ток или електромагнитен сигнал.

1. Класификация

2. Ватметри с ниска честота и постоянен ток

LF ватметрите се използват главно в захранващи мрежи с индустриална честота за измерване на консумацията на енергия, те могат да бъдат еднофазни и трифазни. Отделна подгрупа е варметри - измерватели на реактивна мощност. Цифровите инструменти обикновено съчетават способността за измерване на активна и реактивна мощност.

  • Аналоговите нискочестотни ватметри на електродинамична или феродинамична система имат две намотки в измервателния механизъм, едната от които е свързана последователно с товара, а другата паралелно. Взаимодействието на магнитните полета на намотките създава въртящ момент, който отклонява иглата на устройството, пропорционален на произведението на тока, напрежението и косинуса или синуса на фазовата разлика (за измерване, съответно, активна или реактивна мощност).
    • ПРИМЕРИ: Ts301, D8002, D5071
  • Цифровите нискочестотни ватметри имат два сензора като входни вериги - съответно за ток и напрежение, свързани последователно и успоредно на товара; сензорите могат да се базират на измервателни трансформатори, термистори, термодвойки и други. Информацията от сензорите се предава чрез ADC към изчислително устройство, в което се изчисляват активната и реактивната мощност, след което крайната информация се показва на цифров дисплей и, ако е необходимо, на външни устройства (за съхранение, печат на данни и др. ).
    • ПРИМЕРИ: МИ 2010А, СР3010, ЩВ02

3. Ватметри на погълнатата мощност на радиодиапазона

Абсорбираните мощности ватметри формират много голяма и широко използвана подгрупа на радио ватметрите. Видовото разделение на тази подгрупа е свързано главно с използването на различни видове първични преобразуватели (приемни глави). В предлаганите в търговската мрежа ватметри се използват преобразуватели на базата на термистор, термодвойка и пиков детектор; много по-рядко при експериментална работа се използват сензори, базирани на други принципи - пондеромоторни, галваномагнитни и др. Когато работите с ватметри с погълната мощност, не забравяйте, че поради несъвършено съвпадение на входния импеданс на приемащите глави с вълновия импеданс на линия, част от енергията се отразява и в действителност ватметърът не измерва падащата мощност, а абсорбираната мощност, която се различава от падащата мощност с количество, равно на KP × Ppad, Където KP - коефициент на отражение на мощността.

  • Термисторните (болометрични) ватметри се състоят от приемащ преобразувател, базиран на термистор (или болометър) и измервателен мост с нискочестотен източник на променлив ток за отопление на термистора. Принципът на работа на термисторен преобразувател се състои в зависимостта на съпротивлението на термистора от неговата температура на нагряване, което от своя страна зависи от разсейваната мощност на подадения към него сигнал. Измерването се извършва чрез сравняване на мощността на измерения сигнал, разсейван в термистора и затоплянето му със силата на нискочестотния ток, което причинява същото нагряване на термистора. По време на измерването общата мощност, разсейвана върху термистора (когато към него се подават едновременно измерен сигнал и нагревателен ток) и, съответно, съпротивлението на термистора се поддържа същото с помощта на измервателен мост, който се балансира от промяна в отоплителния ток. При първите модели термисторни ватметри балансирането се извършва ръчно, в съвременните ватметри балансирането е автоматично, показанията се показват в цифров вид. Недостатъците на термисторните ватметри включват техния малък динамичен обхват - максималната мощност на разсейване е няколко миливата, това ограничение се преодолява чрез използване на атенюатори, които разделят мощността, но внасят допълнителна грешка.
    • ПРИМЕРИ: М3-22А, М3-28

  • Калориметричните ватметри се различават от термисторните по това, че за абсорбиране на измерената мощност се използва отделен товар, от който топлината се предава към термисторния преобразувател през работната среда - дестилирана вода или специална течност. Течната среда циркулира със строго определен дебит, като на свой ред измива входящия товар, преобразувателя и охлаждащия топлообменник.
    • ПРИМЕРИ: М3-13, МК3-68, МК3-70