1-2. ПРЯМЫЕ И КОСВЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ

Методы измерений электрической мощности существенно отличаются от методов измерений напряжения или тока. Вызвано это, в основном, спецификой измеряемой величины — мощности, которая непосредственно не воздействует на измерительный преобразователь за исключением случаев прямых измерений мощности поглощения (калориметрические методы), не рассматриваемых в данной книге.

Измерение проходящей мощности производится путем определения напряжения нагрузки и тока, текущего через нее. В соответствии с принятой терминологией (ГОСТ 16263-70) измерение мощности может быть отнесено к прямым измерениям, когда результат преобразования пропорционален произведению исходных величин, значения которых ни на одной из стадий преобразования не определяются (метод ваттметра), или к косвенным

измерениям, когда определяются значения исходных величин и вычисляется их произведение (метод амперметра и вольтметра). В любом случае на измерительный преобразователь мощности (ИПМ) или ИП входных величин воздействует не сама мощность, а входные величины и . В зависимости от того, измеряется ли мгновенная, средняя, активная, реактивная или полная мощность, в средствах измерений мощности (СИМ) производится перемножение мгновенных, действующих или средних значений и с последующим интегрированием произведения или без него. Многообразие форм представления мощности [см. выражения (1-1) — (1-9)], параметров входных величин и способов реализации функции произведения объясняет и многообразие методов и средств измерений мощности. В работах [3, 14 и 29] приведена подробная классификация этих средств измерений, осуществленная по следующим основным признакам последних: вид математической зависимости, используемой для получения произведения, физическая природа множительного устройства или виды характеристик элементов, реализующих его.

Рис. 1-1 (см. скан)

Исходя из гюго, какие требования к СИМ являются доминирующими (быстродействие, надежность, стоимость и т. п.), при выборе средства измерений полезно обратиться к одной из существующих классификаций. Поскольку в настоящем разделе не предполагается давать рекомендации по выбору СИМ, рассмотрим основные методы точных (с погрешностью менее 0,5%) измерений мощности, не претендуя на полноту характеристик этих средств измерений.

Методы косвенных измерений мощности.

Эти методы в основном используются при измерениях мощности постоянного тока или полной мощности переменного тока (5). Иногда, как следует из статьи [51], они могут служить и для измерения активной мощности . На рис. 1-1, а представлена структурная схема аппаратуры, реализующей метод косвенных измерений и S, а на рис. 1-1,б и в — схемы измерения Р. При измерении напряжение и ток подвергаются масштабному преобразованию

с помощью делителей или трансформаторов напряжения и шунтов или трансформаторов тока и измеряются аналоговым или цифровым вольтметром В и амперметром А. При использовании аналоговых приборов произведение их показаний вычисляется оператором или с помощью вычислительного устройства с ручным вводом, а при использовании цифровых приборов — с помощью с непрерывным вводом.

Точность косвенных измерений и определяется точностью использованных вольтметров и амперметров и может быть достаточно высокой. При измерении Р к схеме добавляется измеритель коэффициента мощности ИКМ, показания которого также вводятся в или используется фазочувствительный вольтметр показания которого пропорциональны Высокая точность при использовании методов косвенных измерений может быть достигнута только при неискаженной форме кривых и незначительных отклонениях от 1 и ценой неоправданно больших аппаратурных затрат. В связи с этим метод косвенных измерений мощности переменного тока широкого распространения не получил.