智能電能表的測量原理圖解
我們都知道,直流電的功率P=UI,消耗的電功則為Pt=UIt。假設我們要對直流電收電費,只要考核直流電壓、直流電流和用電時間即可。然而,這對于交流電卻不能直接套用,為何?交流電用電設備消耗的電功為:Pt=UItcosΦ。單相交流電能表的接線圖,如下:
電能表計量電費的原理其實就是計算轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù),而轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)作用既需要有電壓線圈的作用,也需要有電流作用,當然還有轉(zhuǎn)盤本身的旋轉(zhuǎn)計時作用。
智能電能表的測量又是怎么回事?我們看圖2:
圖2中電流I經(jīng)過羅氏線圈測量和變換后,得到信號電流Ix,Ix再經(jīng)由運算放大器構成的積分器后,得到了測量電壓Uout,Uout與相線電流I成正比。我們再通過后續(xù)的積算分析電路,得到了準確的耗電量值。耗電量值被顯示出來,再通過網(wǎng)絡送到供電管理公司統(tǒng)計電費。
這里有一個關鍵元件,它就是羅氏線圈。羅氏線圈就是空心線圈,用它測量電流,可以避免受到鐵磁體磁通飽和的影響。然而,羅氏線圈的測量精度受環(huán)境溫度的影響較大,它需要配套溫度補償裝置,也因此它只有在微電子技術極大發(fā)展的今天才能得到普及。
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