Счетчиков электрической

Счетчики. Счетчиком импульсов называют функциональный узел, предназначенный для подсчета по некоторому основанию числа поступивших на вход импульсов. На 8.2 изображена принципиальная схема простейшего трехразрядного асинхронного двоичного счетчика на основе /?5-триггеров со счетным входом С. Каждый поступивший на вход импульс перебрасывает первый триггер в противоположное состояние. Выходной сигнал первого триггера служит входным сигналом для второго и т. д. Таким образом, кодовая комбинация по основанию «2» сигналов на выходах Qb С?2, Qs будет соответствовать количеству поступивших на вход счетчика импульсов.

Цифровым счетчиком импульсов называют устройство, реализующее счет числа входных импульсов и фиксирующее это число в каком-либо коде.

Счетчиком импульсов называется устройство, осуществляющее счет числа его входных импульсов, реализованных обычно в двоичном коде.

Наиболее широкая область применения счетных датчиков — измерение линейных и угловых перемещений. Датчики для измерения угловых перемещений фактически ничем не отличаются от датчиков тахометров, описанных в § 24-2 (за исключением того, что в них в большинстве случаев нежелательно использовать индукционные преобразователи, амплитуда выходного сигнала которых зависит от скорости вращения). Сочетание такого датчика со счетчиком импульсов можно рассматривать как сочетание тахометра с интегратором. Датчики для измерения линейных перемещений строятся как развертки угловых датчиков.

Примером датчика с акустическим интерферометром может служить описанный в работе [Л. 247] датчик портативного газоанализатора ( 27-9). В этом датчике подвижной стенкой резонатора является поршень /, связанный с кнопкой 2. При нажатии кнопки поршень опускается до упора, а затем под действием пружины 3 возвращается в исходное положение. Внизу расположен пьезокристалл 4, непрерывно излучающий ультразвуковые колебания. Стоячие волны, возникающие при возЕфащении поршня в исходное положение, обнаруживаются по изменению тока в цепи кристалла. Число этих волн регистрируется электромеханическим счетчиком импульсов.

Счетчиком импульсов называется функциональный узел, осуществляющий счет подаваемых на его зход импульсов в определенной системе счисления (двоичной, двоично-десятичной, десятичной и др., см. гл. 3). Название счетчика дается по системе счисления. Различают двоичные, десятичные, двоично-десятичные счетчики и др.

Выходные импульсы ПНЧ подсчитываются счетчиком импульсов СИ, т. е. тем самым производится их интегрирование. Следовательно, показания СИ пропорциональны активной энергии W.

В общем случае tx не кратно Т0, и поэтому возникает погрешность Л? = t — tx, где / = NT0 (N — число импульсов, зафиксированных счетчиком импульсов). Эта погрешность зависит от временного сдвига старт- и стоп-импульсов относительно квантующих импульсов и выражается в виде двух составляющих:

В качестве АЦП используют преобразователи, описанные в § 4.7. При рассмотрении АЦП «напряжение — частота» в его состав не было включено устройство преобразования частоты в число импульсов, пропорциональное измеряемому напряжению. На структурной схеме указанное устройство включается в разрыв цепи между АЦП и счетчиком импульсов (см. 5.2).

В приборах с время-импульсным кодированием измеряемая величина преобразуется в интервал времени. Такое преобразование напряжения в интервал времени осуществляется с помощью источника линейно изменяющегося напряжения (см. § 12-9, пример автоматического компенсатора с развертывающим уравновешиванием). В этом случае измеряемое напряжение сравнивается с напряжением источника, изменяющимся линейно. Момент равенства напряжений фиксируется с помощью сравнивающего устройства. Интервал времени преобразования измеряется с помощью импульсов постоянной частоты от стабилизированного генератора. Количество импульсов регистрируется электронным счетчиком импульсов. Графическое изображение этого принципа дано на 13-2, б. В момент времени tt запускается генератор линейно изменяющегося напряжения

измерения и с возможностью выдачи сигнала для целей автоматического управления производственным процессом (например, разделения резисторов по классам точности). Сигналом от схемы управления переключатель П ставится в положение 1 и образцовая величина aN приключается к измерительному преобразователю ИЛ, на выходе которого получается сигнал, например, в виде прямоугольного импульса, длительность которого TJ пропорциональна величине aN. Этот сигнал поступает в запоминающий и вычитающий блок ЗВБ, в котором запоминается, например, в виде числа импульсов Л^ от генератора ГИ, приходящих в счетчик импульсов в течение времени Tt. Затем схема управления переводит переключатель в положение 2, измерительный преобразователь формирует импульс длительностью Т2, который пропускает в блок ЗБВ число импульсов JVjj, вычитаемых счетчиком импульсов от числа Л^. Разность чисел импульсов N! — N2, очевидно, будет пропорциональна разности величин а^ и ах. Эта разность с соответствующим знаком указывается индикатором — реверсивным счетчиком импульсов, а также может быть использована в качестве сигнала для целей автоматического управления процессом. Такой метод измерения величин обладает рядом достоинств. Обеспечивается высокая точность измерения, так как при большом быстродействии устройства непостоянство характеристик блоков устройства не вносит погрешности, результаты измерения фиксируются в цифровой, форме и др. Известны и другие приборы, реализующие метод разновременного сравнения для измерения различных физических величин.

Трансформаторы тока подразделяют на пять классов точности: 0,2; 0,5; 1,0; 3 и 10. Каждый класс точности характеризуется максимальной погрешностью в процентах, например класс точности 1,0 — погрешностью 1,0% и т. д. Трансформаторы тока класса точности 0,2 применяют для точных измерений,, класса точности 0,5 — для присоединения счетчиков электрической энергии, по которым производят денежные расчеты; класса точности 1,0 — для присоединения амперметров, ваттметров и счетчиков для внутреннего пользования; класса точности 3 и 10 — для присоединения амперметров и реле защиты.

Учитывая важность этих показателей, Минэнерго СССР ввело с 1985 г. для действующих предприятий «Методику определения фактических значений основных параметров электропотребления на промышленных предприятиях». Значения показателей А и Рм в условиях эксплуатации получают с помощью счетчиков электрической энергии и различных информационно-измерительных систем учета и контроля электропотребления. Рас< смотрим физич'еский смысл величины Рм. Под максимумом нагрузки Рм. понимают наибольшее среднее значение активной мощности нагрузки на произвольном 30-минутном интервале времени. В условиях проектирования общее электропотребление А находится, как правило,; для предприятия в целом и определяет условия присоединения к энергосистеме, значение же Рм — технические характеристики электрических сетей и электрооборудования (сечения проводов и4 кабелей, мощность трансформаторов и др.). Значение Рм рассчитывается для всех уровней системы электроснабжения, начиная от группы электроприемников, цеховой ТП и т. д. до предприятия в целом. Поскольку при проектировании Рм устанавливается для каждого уровня системы электроснабжения на основании расчетов, то в соответствии со сложившейся терминологией этот показатель называется расчетной нагрузкой. Для действующих предприятий Рм указывается в договоре на пользование электроэнергией и называется заявленным PM.:i, а при контроле параметров электропотребления определяется его фактическое значение РМ.Ф.

Однако и tgq>, несмотря, на некоторые преимущества перед coscp, оказался неприемлемым для оценки деятельности предприятий по компенсации реактивной мощности. Дело в том, что контроль параметров электропотребления энергоснабжающей организацией осуществляется не по относительным коэффициентам, а по показаниям счетчиков электрической энергии в виде фактически потребляемой активной Рм.ф и реактивной Фм.ф мощностей. При этом коэффициент реактивной мощности использовался в виде значений tgq>M и tgq>3 для определения скидок и надбавок к тарифу и являлся, таким образом, вспомогательным показателем. Значения tgq>M и tg
Расчетный учет электроэнергии. Предназначен для учета выработанной, а также отпущенной потребителям электроэнергии с целью осуществления денежных расчетов за нее. Его выполняют путем установки счетчиков электрической энергии на границе раздела сетей энергоснабжающей организации и предприятия. Электросчетчики, по которым производятся денежные расчеты за электроэнергию, называются расчетными. Если счетчики установлены в системе электроснабжения предприятия до границы раздела с энергоснабжающей организацией, то потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения до счетчиков (трансформаторах, линиях) определяются расчетом и оплачиваются предприятием.

Однако следует отметить, что значительную часть приборов учета на предприятиях составляют обычные индукционные счетчики. В настоящее время выпускаются следующие типы счетчиков электрической энергии:

Индукционн ы е приборы применяются только при переменном токе в качестве ваттметров и счетчиков электрической энергии. Приборы этой системы характеризуются применением нескольких неподвижных катушек, создающих вращающееся или бегущее магнйт-

Вихревые токи находят и полезное применение. Тепловое действие вихревых токов используется в электрометаллургии; для индукционного нагрева, с целью термической обработки деталей машин, режущих инструментов; для сушки различных материалов; для отогрева водопроводных труб. Магнитное действие вихревых токов используется в успокоителях колебаний различных приборов; для приведения в действие приборов автоматики, измерительных приборов, счетчиков электрической энергии и т. п.

В 1927 г. в Ленинграде построен первый отечественный электроприборостроительный завод «Электроприбор» (ныне завод «Вибратор»). Уже через год завод выпустил около 100 000 счетчиков электрической энергии, в которых остро нуждалось народное хозяйство страны (для сравнения укажем, что в настоящее время

Технические требования к индукционным счетчикам регламентированы ГОСТ 6570-75. Проверка правильности показаний счетчиков электрической энергии производится методами и средствами, предусмотренными ГОСТ 14767-69.

Счетчики электрической энергии подлежат поверке в соответствии с ГОСТ 14767-69, который предусматривает поверку счетчиков электрической энергии одним из следующих методов:

Цифровые приборы используются в качестве вольтметров, омметров, частотомеров, фазометров, счетчиков электрической энергии и т. д. Наибольшее распространение и развитие получили цифровые вольтметры постоянного тока, позволяющие измерять напряжения от 1 мВ до 1 кВ с погрешностью 0,1 — 0,001% при быстродействии до 2000 измерений в секунду. В настоящее время известно большое число принципов построения цифровых вольтметров. Ниже описываются принципы действия наиболее распространенных вольтметров.