Mierniki mocy

Miernik mocy czy analizator mocy?

Cyfrowy miernik mocy jest dobrym rozwiązaniem, gdy głównym zadaniem jest dokładne wyznaczenie napięcia, prądu, mocy i współczynnika mocy badanego urządzenia. Takie przyrządy stosowane są między innymi podczas testów sprzętu elektrycznego, zasilaczy, urządzeń RTV/AGD oraz w kontroli produkcyjnej.

Analizator mocy zapewnia szerszy zakres funkcji. Oprócz podstawowych wielkości elektrycznych może umożliwiać analizę harmonicznych, wyświetlanie przebiegów, pomiary wielokanałowe, obliczanie sprawności oraz jednoczesną obserwację parametrów kilku części badanego układu.

Granica pomiędzy obiema grupami nie zawsze jest sztywna. Zaawansowane laboratoryjne mierniki mocy oferują dziś wiele funkcji charakterystycznych wcześniej przede wszystkim dla analizatorów.

Moc czynna, pozorna i bierna – co mierzy watomierz cyfrowy?

Najważniejszą wielkością jest moc czynna P wyrażana w watach. Określa ona część energii elektrycznej rzeczywiście zamienianą przez odbiornik na pracę, ciepło, światło lub inną użyteczną formę energii.

Moc pozorna S, podawana w VA, wynika z wartości skutecznych napięcia i prądu. Moc bierna Q opisuje natomiast wymianę energii związaną między innymi z elementami indukcyjnymi i pojemnościowymi. Zależność pomiędzy tymi wielkościami opisuje współczynnik mocy PF.

Przy nowoczesnej elektronice, zasilaczach impulsowych i falownikach przebiegi napięcia oraz prądu mogą być mocno odkształcone. Dlatego do wiarygodnego pomiaru mocy potrzebny jest miernik poprawnie analizujący rzeczywiste przebiegi, a nie jedynie ich prostą zależność fazową.

Jednofazowy czy trójfazowy miernik mocy?

Jednofazowy miernik mocy wystarcza przy badaniu większości niewielkich urządzeń zasilanych z jednej fazy, zasilaczy, sprzętu elektronicznego i odbiorników laboratoryjnych.

Przy napędach przemysłowych, falownikach, silnikach, zasilaczach dużej mocy i innych odbiornikach trójfazowych potrzebny jest analizator umożliwiający odpowiednie połączenie kanałów pomiarowych. Dostępne w MERAZET urządzenia obsługują różne konfiguracje sieci jedno- i trójfazowych oraz równoczesny pomiar kilku kanałów napięciowych i prądowych.

Liczba wymaganych kanałów zależy również od celu badania. Przy analizie sprawności przetwornicy lub napędu konieczny może być jednoczesny pomiar mocy po stronie wejściowej i wyjściowej.

Mierniki mocy AC/DC do zasilaczy, baterii i układów elektronicznych

Nie każdy watomierz przeznaczony do sieci AC może poprawnie mierzyć również prąd stały. Mierniki mocy AC/DC są potrzebne między innymi przy testowaniu zasilaczy, przetwornic, instalacji fotowoltaicznych, akumulatorów, urządzeń bateryjnych i obwodów zawierających składową stałą.

W takich zastosowaniach ważny jest odpowiedni zakres napięcia i prądu oraz możliwość poprawnego pomiaru przebiegów zawierających jednocześnie składowe AC i DC. Wybrane analizatory pozwalają również integrować moc w czasie i wyznaczać zużytą lub oddaną energię.

Pomiar poboru mocy w trybie standby

Pomiar urządzenia pobierającego kilka watów lub miliwatów stawia inne wymagania niż kontrola odbiornika pracującego z pełną mocą. Miernik poboru mocy w trybie standby musi zapewniać odpowiednią dokładność również przy bardzo małych prądach, niskim współczynniku mocy i impulsowym charakterze obciążenia.

Znaczenie mają wtedy niski zakres prądowy, rozdzielczość mocy, odpowiedni współczynnik szczytu oraz możliwość uśredniania lub całkowania wyników w czasie. Wybrane mierniki mocy dostępne w MERAZET są przystosowane do badań poboru energii w trybie czuwania zgodnie z wymaganiami odpowiednich metod pomiarowych.

Analizator mocy do falowników, silników i napędów

Falowniki generują przebiegi zawierające szybkie przełączenia i znaczną zawartość składowych o wyższych częstotliwościach. Przy takich badaniach szerokość pasma analizatora mocy staje się jednym z kluczowych parametrów.

Zaawansowane analizatory umożliwiają równoczesny pomiar strony wejściowej i wyjściowej falownika, mocy dostarczanej do silnika oraz parametrów związanych ze sprawnością całego napędu. W wybranych systemach możliwe jest również uwzględnienie wielkości mechanicznych i obliczenie strat poszczególnych części układu.

Harmoniczne i odkształcone przebiegi prądu

Nowoczesne odbiorniki elektroniczne często pobierają prąd o przebiegu znacząco różniącym się od sinusoidy. Dlatego bardziej rozbudowane analizatory mocy elektrycznej umożliwiają analizę harmonicznych napięcia i prądu oraz wyznaczanie współczynników związanych z odkształceniem przebiegu.

Przy wyborze urządzenia warto sprawdzić pasmo pomiarowe, częstotliwość próbkowania, liczbę analizowanych harmonicznych oraz warunki, w których producent deklaruje dokładność pomiaru mocy. Ma to szczególne znaczenie przy zasilaczach impulsowych, napędach regulowanych i urządzeniach energoelektronicznych.

Bezpośredni pomiar prądu czy zewnętrzny czujnik?

W laboratoryjnych miernikach mocy prąd może być mierzony bezpośrednio przez wejście urządzenia. Takie rozwiązanie jest wygodne przy małych i średnich obciążeniach, ponieważ ogranicza liczbę dodatkowych elementów toru pomiarowego.

Przy większych prądach stosuje się zewnętrzne czujniki prądowe lub przekładniki. Rozszerzają one zakres pomiarowy i umożliwiają pracę z instalacjami, których nie można podłączyć bezpośrednio do wejścia miernika.

Trzeba jednak uwzględnić dokładność, pasmo, przesunięcie fazowe i przekładnię samego czujnika, ponieważ parametry te wpływają na końcowy wynik pomiaru mocy.

Pomiar energii, Wh i sprawności urządzenia

Miernik mocy może służyć nie tylko do obserwacji chwilowej wartości w watach. Funkcja integracji pozwala wyznaczyć energię elektryczną w Wh pobraną lub oddaną w określonym czasie.

Przy równoczesnym pomiarze wejścia i wyjścia możliwe jest także określenie sprawności zasilacza, przetwornicy, falownika lub całego napędu. W badaniach R&D i kontroli efektywności energetycznej takie pomiary są często ważniejsze niż pojedyncza wartość mocy chwilowej.

RS-232, USB, LAN i GPIB w laboratoryjnym mierniku mocy

W automatycznych stanowiskach testowych istotna jest możliwość przesyłania wyników do komputera lub systemu sterującego. Laboratoryjne mierniki mocy mogą być wyposażone w interfejsy RS-232, USB, LAN, GPIB oraz wejścia i wyjścia cyfrowe lub analogowe.

Komunikacja pozwala automatyzować serie pomiarowe, zapisywać dane, generować raporty i integrować miernik z pozostałą aparaturą stanowiska. Przy wyborze warto więc uwzględnić nie tylko parametry metrologiczne, ale również środowisko, w którym urządzenie będzie pracować.

Mierniki mocy i analizatory GW Instek, Hioki, ZES ZIMMER, Lutron i Megger w ofercie MERAZET

MERAZET oferuje mierniki mocy, watomierze cyfrowe i analizatory mocy przeznaczone do podstawowych pomiarów elektrycznych, laboratoriów badawczo-rozwojowych, kontroli produkcji oraz zaawansowanych badań energoelektroniki.

W ofercie znajdują się rozwiązania GW Instek, Hioki, ZES ZIMMER, Lutron, Megger oraz innych producentów. Dostępne są urządzenia jednofazowe i trójfazowe, mierniki AC/DC, analizatory wielokanałowe, watomierze do małych mocy oraz przyrządy przeznaczone do badania falowników, silników, zasilaczy i poboru energii w trybie standby.

Przy wyborze miernika mocy warto więc rozpocząć od rodzaju badanego układu, liczby faz i kanałów, zakresu napięcia oraz prądu, a następnie porównać dokładność, pasmo pomiarowe, obsługę harmonicznych, możliwość integracji energii i dostępne interfejsy komunikacyjne.

Powrót