Содержание

Как измерить напряжение в сети

Номинальное в сети составляет 220 Вольт, но далеко не всегда оно соответствует этому значению. Напряжение может полностью отсутствовать, быть пониженным или слишком высоким. Кроме того, напряжение в сети может оказаться нестабильным, например, если кто-то неправильно использует сварочный аппарат. Так как нестандартное (особенно повышенное) напряжение способно негативно отразиться на работе электроаппаратуры, то в случае сбоев в электропитании, перед включением электроприборов рекомендуется измерить напряжение в сети.Вам понадобится

Перед измерением напряжения в сети вставьте черный провод с щупом в гнездо с надписью COM в мультиметре, затем вставьте красный провод в гнездо с надписью VΩmA. Включите прибор, повернув переключатель и поставив его в положение измерения напряжения.

Обратите внимание: в мультиметре есть два режима измерения напряжений: режим измерения постоянного напряжения и режим переменного напряжения. Включите мультиметр в режим измерения переменного напряжения, сектор измерения переменного напряжения обозначен символами ACV. Поставьте переключатель напротив цифр 750, находящихся в этом секторе. Этой цифрой обозначен предел измеряемых мультиметром напряжений для данного положения переключателя. На дисплее прибора должны отобразиться три цифры «нуль» и значок «HV», показывающий, что включен режим измерения больших напряжений. Если такого значка нет, проверьте, как установлен переключатель режимов и установите правильно.

Для измерения напряжения возьмите щупы один в правую, а другой в левую руку. Щупы следует брать выше ограничительных колец, расположенных на щупах. Не берите щупы в одну руку. Вставьте щупы в розетку и по показаниям на дисплее определите напряжение. Показания могут изменяться в пределах 3 – 4 единиц, это нормально.

Значительные изменения напряжения могут быть вызваны периодически повторяющейся сильной нагрузкой в сети. Проверьте, не работает ли ваш сосед с каким либо мощным инструментом, не производит ли он электросварочных работ на своем участке.

В противном случае следует вызвать электрика для проверки надежности контактов и соединительных клемм в вашем доме или квартире. Не пытайтесь самостоятельно определить причину нестабильности напряжения в вашем доме. Запомните: самодеятельно внесенные изменения в электропроводке могут привести к несчастному случаю или пожару.

Как измерить напряжение мультиметром в розетке 220в?


Руслан Коновалов

Работать с электричеством приходится в условиях повышенной опасности. Уменьшить риск позволяет измерительное оборудование, с помощью которого можно проверить напряжение в сети. Существуют различные способы проверки напряжения, но самым удобным приспособлением зарекомендовал себя специальный прибор — мультиметр. О том, как проверить напряжение в розетке мультиметром, пойдет речь в этой статье.

Разновидности прибора

Мультиметр (мультитестер) представляет собой прибор для замеров самых разных параметров электросети, а также других питающихся от нее элементов.

Устройство позволяет с высокой точностью установить такие характеристики сети, как напряжение, ток, сопротивление и целый ряд других данных. Мультитестер дает возможность также проверять транзисторы, выполнять «прозвон» кабелей и проводов, тестировать диоды и т.п.

С точки зрения исполнения самого прибора выделяют аналоговые и цифровые мультиметры. Приборы отличаются по функциональным характеристикам, точности работы, качеству изготовления, комплектации.

Аналоговые тестеры нередко именуют вольтметрами или амперметрами, так как такие приборы обычно настроены на выполнение 2-3 функций и не более того. Аналоговые устройства показывают результаты измерений обычной стрелкой на шкале. Такая техника довольно сложна в эксплуатации, требует определенного опыта. Новичок далеко не сразу разберется со всеми имеющимися шкалами, чтобы определить конечное значение электрических данных. К тому же, аналоговое оборудование не способно фиксировать стрелку на позиции, что затрудняет работу с ним.

Цифровое устройство выдает результаты замеров в электронном виде (на жидкокристаллический монитор). Прибор прост в эксплуатации и резко уменьшает участие человеческого фактора, а значит и ошибки в измерениях. Простота и точность показаний сделали цифровые устройства самыми популярными на рынке.

Параметры для измерения

Мультитестер позволяет не только выяснить, какое напряжение в розетке, но и произвести следующие типы измерений:

  • показатель переменного и постоянного напряжения и тока;
  • электрическое сопротивление;
  • емкость;
  • температура;
  • частота;
  • характеристики диодов и транзисторов.

Измерения позволяют получить большой объем нужной информации. К примеру, проверив напряжение в батарейке, можно сделать вывод об остатке ее рабочего ресурса. Другой пример: новая лампа не горит, а после проверки напряжения оказывается, что проблема в электропроводке. Мультиметр поможет и в ситуации, когда нужно удостовериться, что электричество действительно отключено во всей квартире (при проведении электромонтажных работ).

Для чего измеряется напряжение?

Регулярная проверка напряжения в доме либо в квартире требуется для того, чтобы вовремя определить возможную неисправность электророзетки, светильника или выключателя. Если напряжение существенно превышает установленные нормы (220 В), то велика вероятность выхода из строя бытовой техники, периодического перегорания ламп. Не менее опасно и слишком низкое напряжение — в таком случае поломка компрессора холодильника или морозильной камеры не заставит себя долго ждать.

Тестер состояния электросети и заземления для евророзеток — незаменимая вещь в каждом доме

Значение напряжения в домашней электросети должно составлять 220 В с допуском 10 % в сторону увеличения или снижения. Если в доме часто моргают лампочки, тускнеют либо перегорают, отсутствует стабильность в работе электробытовых приборов, нужно произвести измерение напряжения.

Бытовая электросеть

Чтобы правильно выполнить измерения, нужно иметь хотя бы минимальные представления о параметрах сети электропитания. Розетка является точкой приема напряжения, поэтому полезно знать о величине этого параметра.

В мировой практике принято несколько категорий электросетей, которыми пользуются бытовые потребители. Сколько в розетке вольт знает каждый — 220. Частота составляет 50 герц. В системе имеются два провода (фазовый и нулевой).

Для энергообеспечения частных домов и современных квартир нередко подводят трехфазную сеть, где напряжение составляет 380 вольт, а частота — все те же 50 Герц. Трехфазные схемы рассчитаны на мощные бытовые приборы и оборудование.

Многие электроприборы рассчитаны на некую заданную частоту и напряжение. К примеру, азиатская техника часто предназначена для работы с 60 герцами. В условиях стандартных 50 герц оборудование просто выйдет из строя. Некорректная частота или напряжение по отношению к технике может значительно поменять коэффициент ее полезного действия, что также приведет к поломке.

Используем прозвонку

Если присмотреться на переднюю панель тестера, то можно увидеть еще несколько дополнительных функций, о которых мы еще не рассказали. Некоторые из них используют только опытные радиотехники, поэтому домашнему электрику нет смысла о них рассказывать (все равно в бытовых условиях они вряд ли пригодятся). Но есть еще один важный режим тестера, которым, возможно, Вы будете пользоваться – прозвонка (на картинке ниже мы указали ее обозначение). К примеру, чтобы найти обрыв нулевого провода в цепи, нужно прозвонить электропроводку, и если цепь замкнута, Вы услышите звуковую индикацию. Для этого нужно всего лишь подключить щупы в нужные 2 точки схемы.

Опять-таки, очень важный нюанс – питание на участке цепи, которую Вы собрались прозванивать, должно быть обязательно отключено. К примеру, если Вы решили прозвонить проводку в доме, на время работы отключите вводной автоматический выключатель в распределительном щитке. Пользоваться мультиметром при подключенном питании крайне не рекомендуется!

Техника безопасности

Мультитестер представляет собой достаточно надежный прибор с точки зрения безопасности. Однако его использование все же требует соблюдения определенных правил. В тестере имеется внутренняя защита от чрезмерных нагрузок. Тем не менее, если с прибором обращаются безграмотно, он может быстро выйти из строя.

При замерах входного переменного напряжения рекомендуется придерживаться таких правил:

  1. Если неизвестен примерный показатель замеряемого напряжения, переключатель нужно поставить на максимальный диапазон.
  2. Нельзя подавать на вход напряжение, превышающее 750 вольт. В противном случае существует высокая вероятность разрушения внутренней цепи.

Важно! Нельзя касаться элементов электрической сети, не надев диэлектрические перчатки.

При замерах входного постоянного и переменного тока следует соблюдать следующие правила:

  1. Если предварительные данные по величине измеряемого тока не предопределены, переключатель устанавливают на предельно возможный диапазон.
  2. Если на жидкокристаллическом дисплее установлена единица, триггер следует поставить на соседний диапазон в направлении большего значения.
  3. Время тестирования при работе с 20-амперным диапазоном должно быть не более 15 секунд. Дело в том, что для этого режима плавкий предохранитель не предусмотрен.

При замерах внутреннего сопротивления цепи необходимо удостовериться, что электропитание отключено, а конденсаторы полностью разряжены.

Также следует придерживаться правил хранения оборудования и ухода за ним. Нельзя подавать на вход напряжение, когда поворотный переключатель в позиции Ohm. Не рекомендуется эксплуатировать прибор при открытой или неполностью закрытой крышке.

Существует еще одно правило, касающееся правильной эксплуатации мультиметра. Недопустима замена гальванического элемента и предохранителя при работающем приборе. Необходимо выключить мультиметр и отсоединить все щупы.

Подключение щупов в мультитестер

Щупы представляют собой коннекторы для измерения параметров электрических компонентов и участков электроцепи. Устройства помогают объединить разъемы мультиметра с другими выходами. Щупы выглядят как металлический стержень, изолированный пластиком. На одном из концов щупа имеется провод с коннектором для соединения с разъемами (20A, A, VΩ, COM).

Обратите внимание! Чтобы использовать все возможности мультитестера, нужно иметь дополнительный арсенал щупов, где вместо стержня применяются зубчатые зажимы.

Большая часть измерительного оборудования поставляется из Китая. Некоторые изделия вполне качественные, однако встречается и низкокачественная продукция. Как правило, производители дешевых изделий экономят на материалах для щупов, в результате чего те быстро становятся непригодными для использования.

Щупы при желании можно изготовить своими руками. Нужные детали несложно найти на местном радиорынке или в магазине радиотоваров. В качестве изоляции можно применить подручные материалы, например, пустые пластиковые ампулы или оболочки от шариковых ручек.

Измерение разных параметров

Измерение сопротивления провода

Чтобы измерить сопротивление провода, нужно всего лишь прикоснуться к концам проводника щупами мультитестера. Замер осуществляется за счет источника питания, находящегося внутри прибора. Мультиметр позволяет измерить напряжение и силу тока в электроцепи, после чего высчитывает напряжение исходя из закона Ома.

При измерениях следует учитывать два фактора:

  1. Прибор выдает суммарное сопротивление измеряемого проводника, имея в виду и щупы, которые его касаются. Если необходимы более точные данные, вначале нужно получить результат по проводам щупов, а затем полученные данные вычесть из общего результата.
  2. Нужно загодя определить ориентировочное сопротивление проводника. Поэтому замеры рекомендуется осуществлять, снижая чувствительность мультиметра.

Измерение напряжения

Прежде чем померить напряжение, подготавливают мультитестер: черный провод направляют в клемму, которая промаркирована как COM (земля). Красный провод вставляют в клемму с буквой V. Причем V обычно расположена рядом с прочими буквенными обозначениями (например, VΩmA). Рядом с колесиком подбора режимов указаны пограничные значения — 200 и 750 вольт. Для измерения нужно установить значение 750, а не 200 вольт, так как в противном случае можно вывести прибор из строя.

Когда на мониторе появятся нули, устройство готово к эксплуатации. Щупы направляют в розетку, чтобы получить информацию о наличии в сети напряжения как такового. Если замер осуществляется в электросети переменного тока, безразлично, каким щупом прикасаться к фазе, а каким — к нулю. Результатом будет 220 вольт, если напряжение имеется, или ноль, если оно отсутствует.

При постоянном напряжении замер производится практически так же, но есть и отличие: щуп с черным проводником подводят к минусу, а красный — к плюсу (при условии, что они корректно подключены к клеммам устройства). Колесико для выбора режимов должно быть установлено на DCV.

Обратите внимание! Измерить напряжение нужно так, чтобы не перепутать полярность. Если при измерении напряжения случайно перепутать полярность, на мониторе появится правильный результат, однако со знаком минуса.

Замер силы тока

Качественная техника позволяет измерять силу переменного тока. Об этом свидетельствует обозначение A~. На недорогих устройствах на шкале чаще всего имеется только аббревиатура DCA (постоянный ток). Пользоваться таким прибором сложнее: придется вспомнить основы построения электрических цепей.

Измерение силы тока осуществляется по тому же принципу, что и замер напряжения. Отличие в последовательном подключении мультиметра к цепи. Проводник от первого разъема стыкуют с первым щупом прибора (в случае с лампой контакт находится на цоколе). От второго контакта цоколя проводник направляют ко второму розеточному разъему. При замыкании электроцепи на мониторе прибора появляется результат измерений — сила тока, идущая через осветительное устройство.

Функциональные элементы мультиметра

Современные изготовители выпускают различные модели мультиметров. Широкой популярностью пользуются цифровые приборы с различными дополнительными функциями, которые считаются более точными. Нормальной считается погрешность до тех процентов. Чем меньше показатель отклонения, тем достоверней тестовая проверка.

Даже самое простое электроизмерительное устройство способно определить самые стандартные величины – силу тока, напряжение и сопротивление. Более дорогие мультиметры оснащены специальными датчиками для измерения температуры. Также с помощью такого ручного инструмента определяется емкость, интервалы между импульсами, частота и индуктивность.

Среди функциональных возможностей мультиметра выделяют:

  1. Распознавание нарушений в работе электрической цепи. Прибор способен с помощью звукового сигнала – «прозвонки» выявить величину сопротивления, которая опустилась ниже необходимой шкалы.
  2. Проверка полупроводниковых элементов. Мультиметром можно выполнить проверку диодов, транзисторов или тиристоров, а именно их исправность.
  3. Многие усовершенствованные модели оснащены дисплеями, на которые подается сигнал, и могут проводить необходимые вычисления.

Наиболее популярными дополнительными возможностями считаются:

  • фиксирование прибором выявленной величины – кнопочная или автоматическая;
  • подсветка показателей на экране;
  • счетчик отключения питания;
  • индикатор перезагрузки;
  • автоопределение рубежей измерения.

В профессиональных моделях установлена самая минимальная погрешность точности. Иногда используется способность цифровой обработки. В рабочей памяти закрепляется необходимые максимальные параметры, с помощью которых прибор высчитывает среднюю величину.


Также на лицевой стороне мультиметра находится значок «прозвонки» и ручка для переключения диапазонов

Почти на всех мультиметрах имеются уловные обозначения, которые отображают функциональные элементы устройства:

  • «DCA» – измерение силы постоянного тока;
  • «Ω» – значок сопротивления;
  • «ACV» – показатель постоянного напряжения;
  • «DCV» – обозначение переменного напряжения.

Некоторые электроизмерительные устройства имеют сразу два индикатора – цифровой и стрелочный. Для облегчения работы с устройством используют две измерительные шкалы, которые способствуют проводить измерение в разных значениях.

Наши приборы работают за вас!

Испытательная лаборатория
Волгоградского регионального фонда содействия санитарно-эпидемиологическому благополучию населения.
400087, г. Волгоград, ул. Новороссийская, 14б
Аттестат аккредитации: ГСЭН.RU.ЦОА.045.702 от 07.07.2010г.

Влияние измерения напряжения в сети на результаты измерения искусственной освещенности.

Шевченко А.А., Тужилин Д.Ю.

 

В работе лабораторий, занимающихся измерениями физических факторов и гигиенической оценкой условий труда, значительную часть времени занимает измерение и последующая гигиеническая оценка системы освещения. Измерения искусственной освещенности проводятся на всех рабочих местах и зонах, помещениях общественных зданий и др. Основной стандарт, регламентирующий проведение измерения освещенности — ГОСТ 24940-96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности». При измерении освещенности от искусственных источников освещения, одним из условий является контроль уровня напряжения на контрольных щитках распределительных сетей освещения. При этом, фиксируются показания в начале и по окончанию измерений, если полученные результаты имеют разницу более 5%, рассчитывается коэффициент для уточнения «фактического» значения освещенности, с учетом типа применяемой лампы.

Еф = E*Uном/(Uном-К(Uном-Uср),

где Е — минимальная, средняя или цилиндрическая освещенность, лк;
Uном — номинальное напряжение в сети, В;
К — коэффициент для различных типов ламп;
Uср — среднее значение напряжения, определяемое по формуле:

Uср=(U1+U2)/2 ,

где U1 – напряжение сети в начале измерения, В;
U2 — напряжение сети в конце измерения, В.

В соответствии с ГОСТ 29322-92 «Стандартные напряжения», в Российской Федерации, номинальное напряжение для трехфазных трехпроводных или четырехпроводных сетей составляет – 230 В, однофазных трехпроводных сетей — 240 В. В точке питания потребителя допускается отклонение 10% от номинального напряжения, таким образом для однофазных сетей нормальный режим работы составляет от 216 до 264 вольт, а для трехфазных сетей от 207 до 253 вольт. В то же время, ГОСТ 24940-96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности», требует ввести коэффициент при отклонении от номинального напряжения в 5%.

Однофазное напряжение

Трёхфазное напряжение

минимальное

номинальное

максимальное

минимальное

номинальное

максимальное

ГОСТ 29322-92 «Стандартные напряжения»

216

240

264

207

230

253

ГОСТ 24940-96 «Здания и сооружения. Методы измерения освещенности»

228

252

219

242

Таким образом, ГОСТ 24940-96, предъявляет гораздо более высокие требования к напряжению в сети, в то время как ГОСТ 29322-92 позволяет неопределенно долго обеспечивать потребителей более низким/высоким напряжением.
Если брать существующие офисные и торговые здания, которые во многих городах строятся как можно ближе к центральным районам города, а значит изначально, подключаются к энергодефицитным мощностям распределительных сетей, номинальное напряжение в таких сетях будет приближаться к нижней отметке 10% интервала ГОСТ 29322-92 как при однофазном, так и при трехфазном питании. Современные офисные помещения, как правило, оснащены техникой со значительным энергопотреблением: компьютеры, принтеры и копировальные аппараты, серверы, климатическое оборудование.

Учет электроэнергии производится по каждой группе помещений отдельно, поэтому довольно точно можно измерить уровень напряжения на распределительных щитках. Как показывает практика, в современных электросетях, уровень напряжения уже находиться в диапазоне от 5 до 10% от номинального, что соответствует ГОСТ 29322-92 «Стандартные напряжения», но требует ввести коэффициент для пересчета уровня освещенности. По опыту наблюдения за динамикой напряжения в сети одного офисного центра, перед началом рабочего дня напряжение составляет 220-219 вольт, и в течении получаса падает до 210-207 вольт и остается стабильным вплоть до окончания рабочего дня, когда снимается основная нагрузка.
Подавляющее большинство офисных помещений оснащено светильниками с люминесцентными лампами с применением ПРА или ЭмПРА, не корректирующих вольт-амперную характеристику тока ламп при падения питающего напряжения. Таким образом, с учетом современных реалий, введение повышающего коэффициента для измеренного уровня освещенности, автоматически «улучшает» полученные результаты, что приводит к искажению действительности.

Пример корректировки освещенности по номинальному напряжению в сети:
Измерения проводились в темное время суток, только от источников общего освещения, в горизонтальной плоскости, на высоте 0,8 метра от поверхности пола, в соответствии с условной сеткой раздела помещения.

№ п/п

Плоскость и уровень измерения

Система освещения (комбинированная, бщая)

Вид (люминисцентная,накаливания) тип, марка

Уровень освещенности, (лк)

Измеренный (лк)

С учетом поправочного коэффициента

Норматив (лк)

1

2

3

4

5

6

7

Помещение офиса

1 0,8 общ люм 212 235 300
2 0,8 общ люм 218 242 300
3 0,8 общ люм 209 232
300
4 0,8 общ люм 297 330 300
5 0,8 общ люм 201 223 300
6 0,8 общ люм 141 157 300
7 0,8 общ люм 210 233 300
8 0,8 общ люм
361
401 300
9 0,8 общ люм 280 311 300
10 0,8 общ люм 365 405 300
11 0,8 общ люм 431 478 300
12 0,8 общ люм 387 430 300
13 0,8
общ
люм 372 413 300
14 0,8 общ люм 218 242 300
15 0,8 общ люм 193 214 300
16 0,8 общ люм 324 360 300
17 0,8 общ люм 370 411 300
18 0,8 общ люм 387 430 300
19 0,8 общ люм 382 424 300
20 0,8 общ люм 361 401 300
21 0,8 общ люм 221 245 300
22 0,8 общ люм 198 220 300
23 0,8 общ люм 344 382 300
24 0,8 общ люм 375 416 300
25 0,8 общ люм 412 457 300
26 0,8 общ люм 403 447 300
27 0,8 общ люм 419 465 300
28 0,8 общ люм 213 236 300
29 0,8 общ люм 201 223 300
30 0,8 общ люм 278 309 300
31 0,8 общ люм 288 320 300
32 0,8 общ люм 299 332 300
33 0,8 общ люм 195 216 300
34 0,8 общ люм 355 294 300
35 0,8 общ люм 364 404 300
36 0,8 общ люм 364 404 300
37 0,8 общ люм 117 130 300
38 0,8 общ люм 197 219 300
39 0,8 общ люм 211 234 300
40 0,8 общ люм 178 198 300

Средняя освещенность

289 321 300

Дополнительные данные:
Напряжение сети: U1=207 в начале измерений, U2=207 в конце измерений.

Номинальное напряжение 230 В.
Разница показаний от номинального напряжения сети составляет более 5%

Попроавочный коэффициент равен

К= 1. по ГОСТу для люминесцентных ламп.

Поправочный коэффициент 1,11

Таким образом, применение поправочного коэффициента в некоторых случаях, может искажать реальное состояние условий труда по фактору световая среда.

Предложения по применению корректирующего коэффициента.
1.Перед началом измерений, необходимо узнать тип питающей сети здания, а не этажа: однофазная или трехфазная. Как вариант, здание запитываеться трехфазным током, с номинальным напряжением 230В, но каждый этаж питается одной фазой, следовательно и номинальное напряжение на каждом этаже надо принимать как 230 В. Если электропитание здания производиться однофазным током, то номинальное напряжение принимается как 240В.
2.Определить наличие крупных энергопотребителей, которые могут работать циклично и действительно вызывать колебания в сети.
3.Желательно провести динамическое наблюдение за напряжением в сети в течении одного или нескольких дней.
4.Определить тип пускорегулирующих устройств в светильниках. ЭПРА не чувствительны к колебаниям напряжения в сети и корректировка по напряжению не требуется.
5. Если здание изначально имеет заниженное напряжение в сети, которое больше 5%, но меньше допустимых по ГОСТ 29322-92 «Стандартные напряжения» 10% и остается стабильным на протяжении всего рабочего дня, пересчет освещенности по току не производить.

Перечень используемого оборудования:

Наименование средств измерения

Номер

Свидетельство о проверке

Проверено до

Погрешность средств измерений

Номер

Дата

ТКА-ПКМ модель 02

Люксметр – Яркомер

026033

Клеймо государственного поверителя

22. 04.2010г.

22.04.2011г.

10%

ТКА-ПКМ модель 08 Люксметр – Пульсметр

081987

Клеймо государственного поверителя

06.11.2009г.

06.11.2010г.

10%

Люксметр-яркомер-пульсметр «Эколайт», с фотоголовкой ФГ-01

00032-10

ФГУ РОСТЕСТ-МОСКВА №448/288960

14. 05.2010г.

14.05.2011г.

10%

 

 

Мультиметр цифровой APPA 62Т

 

 

9740063

Метрологическая служба ЗАО «ПРИСТ» №09536

Аттестат аккредитации метрологической службы на право поверки средств измерений №1344 от 17 августа 2007г.

12.05.2010г.

12.05.2011г.

Замер сетевого напряжения | Электроника для всех

Иногда нужно измерять амплитуду сетевого напряжения, или частоту или еще какие параметры. Вот как у меня тут — перед включением компрессорной установки надо убедиться, что напряжение в сети не ниже номинальной. Иначе движок не стартанет, а вентили могут не встать в нужное положение. Главная сложность тут в том, что крайне желательно иметь гальваническую развязку от сетевого напряжения. Т.е. напрямую измерять сетевую напругу через простой делитель может быть черевато.

▌Измерить толщину сиськи
Изначально в проекте было заложено вот такое решение:

На резистора гасится большая часть напряжения, стабилитрон стоит тут больше для подстраховки и в качестве обратного диода для противоположной полуволны. На деле он не особо нужен.

Ну, а дальше все просто. У оптопары h21L1M внутри стоит триггер Шмитта, т.е. есть некоторый гистерезис на включение и выключение. Включается он при токе через его светодиод примерно в 1мА, а выключается на токе 0.8мА.

Если посмотреть осциллограмму тока на светодиоде, сняв ее с резистора R35, то увидим такую картину для 220 вольт:


Разрешение 50мВ на деление, триггер стоит на 80мВ по спаду.

Включаться он должен на 100мВ, а выключаться на 80мВ, что будет 1мА и 0.8мА соответственно. Курсорами выделены моменты включения и выключения. Разница по времени, dx = 8.38ms

Если снизить напряжение до 110 вольт, то:

dx уменьшится до 6.94ms т.е. А что такое миллисекунда для микроконтроллера тикающего на мегагерцовых частотах? Да колоссальная величина! Замерить ее точно таймером в режие захвата не составляет проблем. Дальше сунуть в память таблицу соответствия и, казалось бы, все круто? Да, но не совсем…

Решение дешевое, простое. Но не слишком точное. А в ряде случаев его вообще не получится применить.

Вся проблема в том, что длительность у нас от амплитуды зависит косвенно. В идеальном мире оно бы проканало, но современные сети, особенно промышленные, сильно засраны разными импульсными потребителями.

Вроде всяких там, сварочников, инверторов, мощных приводов и прочего. Что искажает форму синуса. Делая его вообще каким-то непотребным. А если это не синус, а херня какая-то, то все эти наши красивые построения основанные на таймингах пролетают. Во-первых, точность падает катастрофически, а она изначально была так себе. Во-вторых, калибровать придется каждый раз под новую сеть, раз и навсегда таблицы в память не забить. Ну и форма синуса зависит вовсе не от вас, а от ООО «Сварщик каннибал» расположенную в соседнем цехе.

Так что 220 вольт от 110 вы еще отличите, а вот о точности хотя бы до 5 вольт можно позабыть. Но в некоторых случаях большего и не требуется.

Мне же внезапно потребовалось. Поэтому начинаем переделывать исходный проект, доставшийся мне от предшественника.

Первая мысль была поставить на горячей стороне преобразователь напряжения в частоту, просунув его через ту же оптопару. Но его надо было чем то питать на горячей стороне. Ставить конденсаторный источник вообще не хотелось. Можно было бы, конечно, сунуть мелкий модуль 220AC-5DC на обратноходовике, вроде TSP-05. Есть на Али, стоит недорого.

Надо на этот модуль обзор не полениться сделать. Классная штука для питания всякой маломощной шняги от 220 вольт. Но получалось бы довольно громоздко. Считай питальник, потом ПНЧ, оптика…

▌Трансформатор
Второй мыслью был обычный трансформатор. Купить самый маленький силовой транс какой можно найти и на вторичке измерять напряжение. Спросил у Элемента, что у них есть такого рода — подобрали ТПК-2.

В принципе пригодно, но нашлось решение лучше.

Китаезы продают отличную штуку. Измерительный трансформатор ZMPT107.

Крошечная фитюлька размером с бульонный кубик. Держит до 3кВ на пробой, соотношение витков 1:1, но это трансформатор тока 2мА:2мА. То есть мы подаем ему на вход ток и снимаем ток. Ток на входе задается просто резистором последовательно, а для получения напряжения на выходе тоже применяется резистор, параллельно.

Т.е. схема примерно выглядит так:

R1 подбирается таким, чтобы ток через обмотку не превысил 2мА, максимум он держит 10мА, но после 2мА теряется линейность и на выходе будет невесть что. Напряжение у нас 220-250 вольт, берем по верхней планке. Но это действующее, а нам нужно амплитудное. Т.е. умножаем 250 на корень из 2, чтобы получить амплитудное. 250*1.41 = 353,5 вольта. Получаем, что первое сопротивление должно быть 180 кОм.

Напряжение микроконтроллера у меня 5 вольт, поэтому резистор R2 нужен такой, чтобы на 2мА на нем было примерно 4.5 вольта, пол вольта оставляем еще в запас. Это будет примерно 2.2кОм.

Все, на выходе амплитуда теперь в районе 5 вольт, но вот засада. Она переменная. А нам нужны измерения 0…5 вольт. Что делать? Выпрямлять.

▌Дайте мне диод!

Можно поставить диод, он срежет отрицательную полуволну. Но тут есть одна тонкость. Если просто в лоб поставить диод перед нагрузочным резистором:

То на обратной полуволне получается, что мы будем обрывать трансформатор тока, а что получается при обрыве источника тока? Правильно — бешеное напряжение. Ведь он будет изо всех сил пытаться продавить свои 2мА через ОГРОМНОЕ обратное сопротивление диода. В результате на диоде D1 высадится такое напряжение, что и пробить недолго. В таком включении ставить только мост или обратный диод D2, чтобы у тока всегда были пути на обратной полуволне.

Но это будет уже два диода. А зачем нам лишний полупроводник в схеме? Поэтому проще оставить параллельный резистор и после выпрямлять уже снятое напряжение.

Чтобы система работала, нужен еще один резистор. Дело в том, что у АЦП входное сопротивление ну очень большое, сравнимое с обратным включением диода, так что диод работать не будет, ему надо чтобы ток шел. Поэтому ставим второй резюк на 100кОм и с него уже снимаем наш сигнал.

Есть тут правда пара недостатков. Дело в том, что у нас у диода есть свое собственное падение, так что часть амплитуды мы на нем потеряем. Но это ерунда, мы же ее всегда можем скорректировать резистором, чуток приподняв. Хуже то, что у диода характеристика нелинейная, что вносит искажения.

Смотрите внимательней, синий это исходный синус с транса, а желтый это положительная полуволна с диода. От нулевой точки синус идет как и положено синусу, а вот диодная полуволна нарастает с заметной такой экспоненциальной кривизной и не доходит на величину падения на диоде (0.7 вольт примерно для 1N4148, что стоит у меня).

Экспонента берется из ВАХ диода

Мне, в моем проекте, это не сильно критично. НУ будет там возле нуля какая то кривуля, не важно.

▌Ваш диод говно, вы за кого меня принимаете? Дайте мне идеальный диод!
Но если бы было критично, то я бы сгородил идеальный диод. Делается он из диода и операционника. Схем много разных, первая что пришла в голову была такой.

Работает она просто.

Усилитель с отрицательной обратной связью, так что считаем что его входы закорочены между собой (виртуальное КЗ).

На положительной полуволне ток Iin=Uвх/R3 со входа как бы течет в землю через резистор R3. Но поскольку на самом деле никакого КЗ там нет, более того через входы ОУ ничего не втекает и не вытекает (ну почти, там ничтожный мизер в реале). То ток текущий через R3 равный Iin будет совершенно равен Iout который из выхода ОУ течет через R3 в землю. Образуя падение напряжения Uвых прямо пропорционально этому току через резистор. Т.е. Uвых = Iin*R3 = Uвх Без каких либо искажений.

На отрицательной полуволне ОУ попытается через обратную связь просадить свой инверсный выход ниже нуля, чтобы сравнять его с прямым. Но диод забитый туда не даст ему это сделать. Через R3 не потечет ток, а нет тока нет и напряжения. На выходе 0.

Вот такая вот незатейливая схема. Работает на двуполярном и однополярном питании.

Единственное, что для однополярного питания нужно брать усилок во-первых, строго однополярного питания (Single-supply) при этом способный принимать отрицательные значения на входах (Input Common-Mode Voltage Range), а во-вторых, с rail-2-rail выходом, иначе посрезает верхушки.

Т.е. ширпотреб вроде LM358 не прокатит, а что то вроде AD823 в самый раз. Для двуполярного питания же подойдет любой ширпотреб, ну может rail-2-rail будет не лишним, но опять же от напряжения питания зависит и требуемых уровней. Если не нужен полный размах от плюса до минуса питания, то ставим любое говно за три копейки и не паримся.

▌Нет! Засуньте вы этот диод знаете куда…

Второй вариант включения, немного получше, нет диода:

Тут включается напрямую в операционник. Соотношение резисторов точно такое же как и в первом варианте. Трансформатор закорачивается на виртуальную землю, а ток который там течет течет через резистор ОС. Но так как у нас питание однополярное, то нижняя полуволна просто зарывается в грунт. Требования к операционнику те же самые, что и в прошлой схеме. Rail-2-Rail и Single Supply.

▌Эй эй, зачем столько негатива? Будь на позитиве, бро!
Ну и третий вариант включения. Тут даже операционник не нужен, мы не выпрямляем и не срезаем нижнюю полуволну, а добавляем к ней постоянную составляющую. Закинув наш транс на середину делителя напряжения. Резистор на вторичке надо подобрать так, чтобы амплитуда не вылезала за напряжение питания и не проваливалась ниже его.

Результат выглядит примерно так:

Первый канал с выхода схемы, а второй канал зацеплен на середину делителя. Там будет точно ноль нашего сигнала.

▌А что Титов Китай?
Ну и для всяких ардуинщиков, не умеющих паять, есть готовый модуль.

Там же не али можно взять. Стоит не дорого, на нем схема с поднятием нуля на LM358 и можно еще амплитуду подкрутить переменником. Схемотехника там примерно следующая:

Но это не точно.

Вот что он выдает у меня в мастерской с сети:

Когда сети нет, то на выходе постоянка в 2.5 вольта. А появление сети дает вот такую синусоиду с центром 2.5 и размахом от 1 до 4 вольт. Подстроечником можно менять амплитуду сигнала, но это вот максимум. Выше уже начинаются искажения — срезает вершину.

И библотечка дуриковсякая для него на гитхабе.

Вот такие вот относительно простые варианты замерить сеть и не потерять гальваническую развязку.

Измерение S-параметров с помощью векторного анализатора цепей

Разработка платы для рабочих частот выше нескольких сотен МГц становится сложной задачей, поскольку трудно напрямую измерить напряжение, ток или импеданс цепи. Именно здесь вступают в игру S-параметры, поскольку параметры цепи/сети можно измерить с точки зрения коэффициентов отражения и передачи. S-параметры связаны с передачей и отражением сигналов для любой сети.

Целостность сигнала

Целостность сигнала (SI) указывает на способность сигнала распространяться по дорожкам платы без искажений.Целостность сигнала — это мера качества сигнала (ухудшения качества сигнала), который проходит по линии передачи от драйвера к приемнику. В то время как целостность сигнала не является критической проблемой на более низких частотах, на более высоких частотах (> 50 МГц) она играет жизненно важную роль. Когда дело доходит до высокоскоростных плат, разработчики должны обращать внимание как на аналоговые, так и на цифровые аспекты сигнала.

Приборы для измерения целостности сигнала

В постоянно развивающейся компьютерной области переход от параллельной к высокоскоростной последовательной передаче данных порождает новые проблемы проектирования печатных плат.Скорости передачи данных увеличиваются, проталкивая больше битов в единицу времени через один соединительный канал/канал. Эти скорости передачи данных приближаются к режиму гигабит в секунду, что приводит к более жестким временным бюджетам.

Символ может быть классифицирован либо как импульс в цифровой передаче в основной полосе частот, либо как тон в передаче в полосе пропускания с использованием модемов в телекоммуникациях. Его также можно описать как сигнал, состояние или существенное условие в канале связи, которое сохраняется в течение фиксированного периода времени.

Межсимвольные помехи (ISI) — это тип искажения сигнала, при котором один символ взаимодействует с последовательными символами. Это нежелательное событие, так как предыдущие символы имеют тот же эффект, что и шум, влияя на надежность связи. Из-за высокочастотных межсоединений более высокая скорость передачи данных приведет к более высокому ISI. Еще одним важным соображением является более высокая скорость передачи данных, требующая параллельной работы нескольких последовательных каналов, что создает многоканальные конфигурации.Это приведет к проблемам с перекрестными помехами.

Вот почему вам необходимо управлять характеристикой отражений в канале, потерь и перекрестных помех. Такую характеристику необходимо выполнять в частотной области, а не во временной области, используя S или параметры рассеяния.

Для определения характеристик целостности сигнала каналов в цифровых системах доступны два основных метода измерения – рефлектометрия во временной области (TDR) и векторный анализатор цепей (VNA). Чтобы узнать больше о целостности сигнала, загрузите наше руководство по проектированию SI.

 

Электронная книга о целостности сигнала

3 главы – 12 страниц – 20 минут чтения
Что внутри:
  • Неоднородность импеданса
  • Перекрёстные помехи
  • Отражения, звон, превышение и недорегулирование
  • Через заглушки
Загрузить сейчас

 

 

Что такое временной рефлектометр?

Рефлектометр во временной области — это электронное устройство, которое использует отраженные сигналы для расшифровки характеристического импеданса дорожек печатной платы, кабеля, разъема и т. д.Он проверяет наличие электрических разрывов в платах, разъемах или других средствах передачи.

На заре измерения целостности сигнала рефлектометр использовался для отображения зависимости коэффициента отражения или импеданса от расстояния. Местоположение и характер электрического разрыва можно точно определить на основе времени, фазы и амплитуды отраженного сигнала. TDR преобразует отраженные сигналы для создания графического представления неоднородностей, присутствующих в канале передачи.

Что такое векторный анализатор цепей?

В ВАЦ входит источник, который используется для создания известного входного сигнала, и один или несколько приемников, которые используются для обнаружения изменений указанного входного сигнала, вызванных тестируемым устройством или тестируемым устройством. ИУ — это изготовленный продукт, который подвергается испытаниям либо сразу после изготовления, либо позже в течение его жизненного цикла в рамках текущих функциональных испытаний и калибровочных проверок. Приемники векторного анализатора цепей оценивают полученные сигналы и сравнивают их с заданным сигналом стимула.В основном он измеряет частотную характеристику компонента или сети, состоящей из нескольких компонентов, которые могут быть как пассивными, так и активными.

Векторный анализатор цепей для измерения S-параметров

 

Измерение отражения сигнала, вызванного ИУ в ВАЦ

В ВАЦ в основном измеряется мощность высокоскоростного сигнала, который входит и выходит из компонента или сети. Это связано с тем, что мощность по сравнению с напряжением и током можно точно измерить на высоких частотах. Анализаторы векторных анализаторов захватывают как амплитуду, так и фазу сигнала в каждой точке.

Что такое S-параметры?

S-параметры используются для описания того, как энергия может распространяться по электрической сети. Параметры рассеяния используются для описания сложной сети как простого черного ящика, анализирующего напряжения и токи только на входных и выходных портах. Он особенно используется для описания сети с точки зрения амплитуды и фазы в зависимости от частоты.

S-параметры

предлагают количественное понимание причин, лежащих в основе BER (коэффициент ошибок по битам), скачков заземления, джиттера и электромагнитных помех.Кроме того, вы можете измерить перекрестные помехи, используя параметры рассеяния, чтобы охарактеризовать передачу сигнала между соседними парами линий передачи. Различные электрические стандарты, такие как 10GbE (10-Гбит/с Ethernet), PCIe (экспресс-подключение периферийных компонентов), SATA (последовательное подключение передовых технологий) и оптоволоконные каналы, используют S-параметры в процедурах проверки на соответствие.

Общий термин SDNA (анализ сети последовательных данных) подробно описывает тестирование на соответствие дифференциальным последовательным данным и определение характеристик компонентов дифференциальных последовательных данных.

Обычные инструменты для измерения S-параметров включают ВАЦ. Это оборудование требует обширных процедур калибровки. Для использования в SDNA вышеупомянутые процессы калибровки могут быть очень длительными и сложными, что приводит к увеличению времени тестирования и подверженности человеческим ошибкам. Хотя доступны электронные калибровочные модули для большинства приложений SDNA, они работают на низких частотах для таких приложений. ВНА также стоят дороже, чем другие приборы для рефлектометрии во временной области, но они более точны.

Теория однопортовой сети

В электрических цепях порт включает пару клемм, соединяющих электрическую цепь или сеть с внешним устройством или цепью. Внешнее устройство будет действовать как точка входа или выхода для электрической энергии. Порты должны удовлетворять условию, согласно которому токи, протекающие в два узла, должны быть равными и иметь противоположные направления.

Один порт, сеть с двумя терминалами

Однопортовое тестируемое устройство имеет один S-параметр (S 11 ). Это отношение выходного напряжения порта 1 к напряжению, поступающему на порт 1.Он также известен как обратные потери (RL) как мера отраженной энергии от порта 1.

Теория двухпортовой сети

Теория двухпортовой сети — это метод анализа схемы, позволяющий описать схему со ссылкой на два терминала, рассматривая схему как двухпортовую сеть. В большинстве электрических сетей получение напряжений и токов на входных и выходных портах более удобно и практично, чем в любой определенной точке цепи. Основная методология здесь заключается в том, что для анализа учитываются только терминальные переменные, такие как входной ток/напряжение и выходной ток/напряжение.Напряжения и токи внутри или внутри цепи здесь не рассматриваются.

Сеть с двумя портами и четырьмя контактами

В других методах анализа сети, таких как использование законов Кирхгофа или теоремы суперпозиции, можно вычислить напряжения и токи в любой точке цепи. Эквивалент Тевенина и теорема Нортона позволяют получить эквивалентную схему относительно заданных терминалов в сети.

Что такое S

11 и S 21 ?

S 11 и S 21 — входные коэффициенты отражения и прямой передачи соответственно в двухпортовой сети.

Коэффициент отражения (S

11 )  

Коэффициент отражения — это величина, описывающая, какая часть волны отражается неоднородностью импеданса в канале передачи. Его можно определить как отношение амплитуды отраженной волны к падающей.

Параметры рассеяния S11 и S21 на графике амплитуды и частоты

На приведенном выше графике показана общая интерпретация кривой частотной характеристики, созданной векторными анализаторами цепей.

Коэффициент передачи (S

21 )

Коэффициент передачи (S 21 ) говорит нам, как линия передачи передает сигнал. Это связано с вносимыми потерями в передаче.

S 11 и S 21 рассчитываются следующим образом:

Теоретическое представление S-параметров с использованием ВАЦ

a 1 = бегущая волна, падающая на порт 1

a 2 = бегущая волна, падающая на порт 2

b 1 = бегущая волна, отраженная от порта 1

b 2 = бегущая волна, отраженная от порта 2

Двухпортовое тестируемое устройство имеет четыре S-параметра:

S 11 = b 1 /a 1 = входной коэффициент отражения.

S 12 = b 2 /a 2 = коэффициент обратной передачи.

S 21 = b 2 /a 1 = коэффициент прямой передачи.

S 22 = b 1 /a 2  = коэффициент обратного отражения.

Отражения на линиях передачи

Сигнал, проходящий по линии электропередачи, имеет тенденцию к частичному или полному отражению обратно в противоположном направлении, когда сигнал встречается с разрывом характеристического импеданса линии.Отражения также возникают, когда дальний конец линии передачи не имеет характеристического импеданса. Они также могут возникать, когда две длины линий разных линий передачи соединяются вместе.

Отражения от линий передачи измеряются как отношение отраженного сигнала к падающему сигналу. Анализаторы цепей используются для проведения измерений отражения, измеряя падающий и отраженный сигнал.

 

Линия передачи печатных плат электронная книга

5 глав – 20 страниц – 25 минут чтения
Что внутри:
  • Что такое линия передачи печатных плат
  • Скорость сигнала и задержка распространения
  • Критическая длина, регулируемый импеданс и время нарастания/спада
  • Анализ линии передачи печатной платы
Загрузить сейчас

 

 

 

Возвратные потери

Простейший метод измерения отражения — возвратные потери. Обратные потери измеряют, сколько отраженной мощности теряется по сравнению с открытым, с использованием ИУ. Этот параметр выражается в децибелах (дБ) и представляет собой скалярную (только амплитуду) величину. Действительно хорошо согласованное тестируемое устройство приведет к значительным потерям мощности, отраженной от обрыва, что приведет к более высоким обратным потерям. При увеличении отражений плохо согласованное ИУ будет иметь намного меньшие потери отраженной мощности по сравнению с открытым, что делает его обратные потери очень малыми.

Передача и отражение мощности через компонент

Вносимые потери = падающая мощность/ передаваемая мощность

Обратные потери = падающая мощность/отраженная мощность

В логарифмическом выражении формула возвратных потерь выглядит следующим образом:

Даже если измеренное значение отражения на ВАЦ составляет -25 дБ, отрицательный знак игнорируется при представлении обратных потерь.Говорят, что компонент имеет потери 25 дБ.

Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН)

Две волны, распространяющиеся в противоположных направлениях по одной и той же линии передачи, вызывают «стоячую волну», если они имеют одинаковую амплитуду и частоту. Это явление может быть измерено с точки зрения коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН). КСВ определяется как отношение максимального отраженного напряжения к минимальному отраженному напряжению на заданной частоте. КСВ – это скалярная величина, которая обеспечивает только амплитуду.Этот параметр варьируется от единицы для идеального соответствия до бесконечности для обрыва или короткого замыкания или реактивного сопротивления без потерь.

В чем разница между S-параметрами слабого сигнала и большого сигнала?

Основное различие между S-параметром слабого сигнала и S-параметром большого сигнала заключается в том, что первый имеет дело с линейными эффектами в сети или цепи, а второй — с нелинейными эффектами в сети или цепи. Теперь мы подробно обсудим, что подразумевается под этими двумя параметрами.

S-параметры слабого сигнала

Малые сигналы в этом сценарии относятся к сигналам, которые имеют только линейное влияние на сеть. Сигнал будет квалифицирован как слабый сигнал, если компрессия усиления или другие нелинейные эффекты не имеют места. Говорят, что сжатие усиления имеет место, когда входная мощность усилителя увеличивается до уровня, который уменьшает усиление усилителя, вызывая нелинейное увеличение выходной мощности.

S-параметры слабого сигнала определяются как отношение отраженных и падающих волн.

Когда дело доходит до пассивных сетей, слабый сигнал является единственной проблемой с точки зрения поведения сигнала, поскольку они действуют линейно на всех уровнях мощности.

S-параметры большого сигнала

Большие сигналы имеют дело с нелинейными цепями, а S-параметры больших сигналов основаны на моделировании гармонического баланса полной нелинейной цепи. Гармонический баланс — это метод анализа в частотной области, используемый для моделирования искажений в нелинейных цепях и системах.

Методы моделирования цепей с большим сигналом включают нелинейные эффекты, такие как компрессия усиления.Это приводит к изменению параметров рассеяния при изменении уровней мощности. По этой же причине S-параметры больших сигналов называются S-параметрами, зависящими от мощности. Подобно S-параметрам слабого сигнала, параметры рассеяния большого сигнала описываются как отношение отраженной и падающей волн.

S-параметры смешанного режима

Инженерам по целостности сигнала часто приходится сверять модели линий передачи и измерения S-параметров с графиками сжатия частоты и усиления (декартовы координаты) или диаграммами Смита (полярные координаты).Большинство таких графиков выражаются в S-параметрах смешанного режима, что означает, что односторонние измерения необходимо преобразовать в матрицу смешанного режима.

Диаграмма Смита с S-параметрами (красная, зеленая и синяя кривые)

Две несимметричные линии передачи со связью также известны как дифференциальная пара линий передачи. Когда мы говорим об односторонних линиях передачи со связью, нас обычно интересуют характеристический импеданс (Zo), фазовая задержка и соотношения NEXT/FEXT (перекрестные помехи на ближнем и дальнем концах).

S-параметры

позволяют инженерам относительно легко анализировать поведение сложных сетей, помогая им точно предсказать их реакцию на сигналы на любом из ее входов. Это помогает в разработке эффективных печатных плат с регулируемым импедансом.

Дайте нам знать в комментариях, если вы хотите узнать что-то конкретное о S-параметрах. Мы будем рады ответить на ваши вопросы.

 

 

Измерение тока с напряжением DAQ

Система сбора данных (DAQ), которая измеряет ток, обычно делает это напрямую.Однако системы сбора данных, которые измеряют напряжение, часто более доступны для пользователя. Этот метод требует преобразования тока в напряжение, чтобы система сбора данных по напряжению могла считывать сигнал. Электрический шунт может выполнить эту задачу, но для этого требуется система с высоким входным сопротивлением. Лучший шунт для использования также требует расчетов на основе стандартных формул.

Входное сопротивление

Электрический импеданс обычно является мерой сопротивления цепи току, когда к ней приложено напряжение.Входной импеданс — это импеданс сети нагрузки от сети источника, включая как статическую, так и динамическую оппозицию. Статическая оппозиция более известна как сопротивление, а динамическая электрическая оппозиция известна как реактивное сопротивление. Сеть нагрузки — это часть электрической сети, которая потребляет энергию, тогда как сеть источника — это часть, которая передает энергию. Выходное сопротивление сети источника и входное сопротивление сети нагрузки определяют, как изменяются ток и напряжение при передаче мощности от источника к сети нагрузки.

Импеданс часто используется для оценки электрической эффективности сети, которая обычно представляет собой отношение полезной выходной мощности к общей потребляемой мощности. Этот процесс обычно включает в себя разбиение сети на этапы и получение входного и выходного импеданса между этапами. В контексте импеданса эффективность представляет собой отношение входного импеданса к общему импедансу, который представляет собой сумму входного импеданса и выходного импеданса.

Реактивная составляющая импеданса часто приводит к значительным потерям мощности в цепях переменного тока.Эти потери могут привести к дисбалансу фаз, а это означает, что ток в цепи не совпадает по фазе с ее напряжением. Таким образом, мощность, передаваемая по цепи, меньше, чем она была бы, если бы ток и напряжение были в фазе, поскольку мощность является произведением тока и напряжения. Цепи постоянного тока не имеют реактивного сопротивления, поэтому они не страдают от такого типа потерь мощности.

Системы сбора данных

Вход напряжения Сбор данных — это процесс выборки электрических сигналов, обычно тех, которые измеряют физические условия. Эти системы обычно состоят из трех компонентов, включая датчики, схему формирования сигнала и аналого-цифровой преобразователь. Датчики преобразуют физические параметры в аналоговый сигнал. Схема обработки сигналов преобразует сигналы от датчиков в форму, которую можно преобразовать в цифровые значения. Затем аналого-цифровой преобразователь преобразует обработанные аналоговые сигналы в цифровые значения. Автономные системы сбора данных обычно известны как регистраторы данных.

Регистраторы данных с низким входным сопротивлением обычно имеют входное сопротивление порядка 22 кОм.Требование к регистратору данных с высоким входным сопротивлением означает, что он должен иметь входное сопротивление не менее 100 МОм, что значительно увеличивает стоимость устройства. Дополнительные функции регистратора данных этого типа включают аналого-цифровой преобразователь (A/D) с 16-битным последовательным приближением. Он также должен иметь 8 несимметричных каналов с отдельными аналого-цифровыми преобразователями на каждом канале. Типичные диапазоны для входов напряжения включают ±1 В, ±2 В, ±5 В и ±10 В.

Электрический шунт

Электрический шунт — это устройство, пропускающее ток вокруг точки цепи по пути с низким сопротивлением.У него много возможных применений, например, шунт амперметра, который позволяет амперметру косвенно измерять ток, который слишком велик для прямого измерения. Этот тип шунта представляет собой резистор с точно известным сопротивлением, которое очень мало по сравнению с током в цепи нагрузки. Шунт включается последовательно с цепью, позволяя току проходить через нее. Затем к каждому концу шунта можно подключить вольтметр для измерения падения напряжения на шунте. Затем ток в цепи можно рассчитать по этому падению напряжения и сопротивлению шунта.

Отличительной характеристикой шунта является падение напряжения при максимальном токе, которое обычно составляет 50 мВ, 75 мВ или 100 мВ по соглашению. У них также есть коэффициент понижения номинала, который необходимо применять к напряжению после того, как шунт использовался в течение определенного периода времени. Фактор снижения номинальных характеристик в 66 процентов после двух минут непрерывного использования является обычным явлением для шунтов. Сопротивление шунта также может отличаться от его спецификации по мере увеличения его температуры, явление, известное как тепловой дрейф. Шунты обычно начинают испытывать температурный дрейф при 80°C (176°F) и необратимо повреждаются при 140°C (284°F).

Расчеты

Одновременный аналоговый Общая формула для расчета тока в цепи: I = V/R, где I — ток, V — напряжение, а R — сопротивление. Это уравнение даст ток в амперах при условии, что напряжение в вольтах, а сопротивление в омах. В случае шунта напряжение — это разность напряжений между входными клеммами вольтметра Vin+ и Vin-, а сопротивление — это номинальное сопротивление шунта.

Наиболее важной частью этой процедуры является обеспечение того, чтобы падение напряжения находилось в определенном диапазоне. Как правило, для приемлемого отношения сигнал/шум требуется минимальное падение в несколько вольт. Резистор 1 кОм между клеммами Vin- и заземления может уменьшить шум, если источник тока изолирован от клеммы заземления. Однако падение не может быть достаточно большим, чтобы источник тока превышал максимальное номинальное выходное напряжение. Падение напряжения также должно быть достаточно малым, чтобы резистор не перегревался до такой степени, что его сопротивление значительно изменилось.

Измерение входного сигнала от 4 до 20 мА с помощью устройства ввода напряжения

Чрезвычайно просто и недорого измерить ток от 4 до 20 мА с помощью устройства, которое измеряет только напряжение. Большинство аналогово-цифровых плат принимают сигнал от 0 до 5 В постоянного тока, но могут не принимать напрямую сигнал от 4 до 20 мА. Решение этой проблемы займет всего несколько минут и несколько долларов. По сути, закон Ома используется для расчета сопротивления резистора, чтобы преобразовать 4–20 мА в напряжение.

Наиболее популярным номиналом резистора для этой цели является 250 Ом, так как он создает сигнал постоянного тока от 1 до 5 В, когда через него проходит ток от 4 до 20 мА, а вход постоянного тока от 0 до 5 В очень распространен для большинства систем сбора данных и других аналоговых систем. измерительные приборы.

Однако бывают случаи, когда требуется входное напряжение, отличное от 0–5 В постоянного тока, поэтому следующий пример продемонстрирует, насколько просто рассчитать правильное значение резистора для любого входного напряжения.

Пример

В этом примере мы предположим, что вход от 0 до 2 В постоянного тока будет использоваться для измерения от 4 до 20 мА. Закон

Ом гласит: R=V/I, где V — напряжение, I — ток, а R — сопротивление.

R=2В/0.020А = 100 Ом

Когда через резистор 100 Ом протекает ток 20 мА, на нем падает 2 вольта.

Когда через резистор 100 Ом протекает ток 4 мА, на нем падает напряжение 0,4 В. Следовательно, от 4 до 20 мА через резистор 100 Ом будет падать от 0,4 до 2 вольт.

Еще одна важная вещь, о которой следует помнить, это то, что допуск резистора должен быть 1% или меньше; предпочтительно 0,1%, так как ошибки в сопротивлении приведут к ошибкам в падении напряжения. Вам не нужен резистор, который сильно колеблется в зависимости от времени или температуры, так как это повлияет на вашу точность.После того, как вы выбрали значение резистора, вы должны проверить свои показания и внести любые точные настройки в свое программное обеспечение, чтобы компенсировать любые ошибки в резисторе. Например, сопротивление 100 Ом на самом деле может быть 99,5 Ом, поэтому выходное напряжение на самом деле будет от 0,398 до 1,99 В, а не от 0,4 до 2 В, как мы рассчитали.

Вы просто подключаете резистор к клеммам ввода напряжения для вашей системы сбора данных, а затем подключаете сигнал 4–20 мА к тем же двум клеммам, так что при протекании тока через резистор напряжение будет падать, а затем измеряется устройством сбора данных.Имейте в виду, что может потребоваться заземление источника питания, если вы используете его для питания преобразователя или двухпроводного датчика.

Следующая диаграмма иллюстрирует это:

Как измерять напряжение, ток и мощность

Трансформаторы тока (ТТ)

Трансформаторы тока (ТТ) — это датчики, используемые для линейного понижения тока, проходящего через датчик, до более низкого уровня, совместимого с измерительной аппаратурой. Сердечник трансформатора тока имеет тороидальную или кольцевую форму с отверстием в центре. Проволока обвивается вокруг сердечника, образуя вторичную обмотку, и закрывается кожухом или пластиковым кожухом. Количество проволочных витков вокруг сердечника определяет коэффициент понижения, или коэффициент ТТ, между током в измеряемой линии (первичный) и токовым выходом, подключенным к контрольно-измерительным приборам (вторичный). Измеряемый провод нагрузки пропускается через отверстие в центре трансформатора тока.Пример: ТТ с соотношением 500:5 означает, что нагрузка 500 ARMS на основной линии приведет к выходу 5 ARMS на вторичном трансформаторе тока. Прибор будет измерять 5 ARMS на клеммах и может применять коэффициент масштабирования, введенный пользователем, для отображения полных 500 ARMS. ТТ указывается с номинальным значением, но часто указана точность более 100% от номинальной. Трансформаторы тока могут быть с разъемным сердечником или сплошным сердечником. ТТ с разъемным сердечником имеют открытый шарнир или съемную секцию, чтобы установщик мог подключить ТТ к проводу нагрузки без физического отсоединения измеряемого провода нагрузки.

Предупреждение о безопасности. Несмотря на то, что CT может физически подключаться к установленной линии, перед установкой CT необходимо безопасно отключить питание. Открытые соединения вторичной обмотки при подаче питания на первичную обмотку могут привести к чрезвычайно опасным потенциалам напряжения.

Параметры

CT при покупке включают номинальный диапазон, диаметр отверстия, разъемный/сплошной сердечник, тип выхода (напряжение/ток) и диапазон выхода (0,333 ВСКЗ, ±10 В, 1 ARMS, 5 ARMS и т. д.). Поставщики CT часто могут настроить датчик для конкретных нужд, таких как входной или выходной диапазон.

 

 

 

Рис. 5. Трансформаторные трансформаторы тока с разъемным сердечником обычно имеют шарнир или съемную секцию для установки вокруг линии без физической разборки, хотя питание все равно должно быть отключено. (Изображение предоставлено Magnelab)

Рис. 6. ТТ со сплошным сердечником дешевле, но для его установки в уже работающих цепях может потребоваться больше труда.
(Изображение предоставлено Magnelab)

Полоса пропускания измерения ТТ

Полоса пропускания от 1 кГц до 2 кГц достаточна для большинства приложений, обеспечивающих качество электроэнергии в цепях переменного тока.Для приложений с более высокой частотой подключайтесь напрямую к NI 9246 или NI 9247 для полосы пропускания до 24 кГц или выбирайте более дорогие высокочастотные трансформаторы тока. Все модули, перечисленные в таблице выше, имеют полосу пропускания приблизительно 24 кГц для сигналов, подключенных напрямую. Высокочастотные ТТ более специализированы и имеют характеристики полосы пропускания в диапазоне сотен МГц. Частота дискретизации измерительных модулей NI 9215, NI 9222 и NI 9223 варьируется от 100 квыб/с/канал до 1 Мвыб/с/канал при 16-битном разрешении для высокочастотных измерений.

Для высокочастотных измерений, выходящих за рамки возможностей NI 9223, NI рекомендует осциллограф или дигитайзер для PXI, предназначенный для лабораторных, исследовательских и испытательных систем.

 

Измерение постоянного тока
Трансформаторы тока

не измеряют постоянный ток или компонент смещения постоянного тока сигнала переменного тока. Для большинства приложений переменного тока в этом нет необходимости. Когда необходимо измерение постоянного тока, NI 9227 имеет встроенные калиброванные шунты и может измерять постоянный ток силой до 5 ампер. Для измерения постоянного тока более 5 А используется шунт для измерения тока большой мощности (см. ниже) или датчик Холла (см. ниже), подключенный к соответствующему измерительному модулю.

 

Катушки Роговского

Катушки Роговского

, иногда называемые «канатными ТТ», представляют собой еще один вариант датчика для измерения тока в линии. Катушки Роговского похожи тем, что они наматываются на провод нагрузки, но они гибкие, имеют гораздо большее отверстие, чем стандартные трансформаторы тока, и принцип измерения другой. Катушки Роговского индуцируют напряжение, пропорциональное скорости изменения тока, и поэтому требуют в цепи интегратора преобразования в пропорциональный ток. Интегратор представляет собой отдельный блок/компонент, который обычно монтируется на панель или на DIN-рейку, требует источника питания постоянного тока и выдает на приборы сигналы низкого напряжения или тока. Размер и гибкость поясов Роговского делают их хорошо подходящими для замыкания на более крупные шины в коммерческих зданиях или на заводах, особенно когда они уже построены, а измерение мощности добавлено в качестве модернизации, но они дороже, чем ТТ с сопоставимым входом. спектр.

Рис. 7.Для катушек Роговского требуется внешнее питание, интегрирующая схема (находится в черном монтажном блоке на изображении выше) и они дороже, чем типичные ТТ со сплошным/разъемным сердечником, но обеспечивают быструю фазовую характеристику и хороши для модернизируемых установок и измерений больших шин из-за к их большому гибкому отверстию. (Изображение предоставлено Magnelab)

Датчики Холла

Датчики на эффекте Холла

основаны на «эффекте Холла», названном в честь Эдвина Холла, когда ток, протекающий через полупроводник, расположенный перпендикулярно магнитному полю, создает потенциал напряжения на полупроводниковом материале. Для целей измерения тока схема на эффекте Холла размещается в сердечнике перпендикулярно магнитному полю и выдает напряжение, масштабированное к текущей нагрузке в измеряемой линии. ТТ на эффекте Холла обычно имеют лучшую частотную характеристику и могут измерять смещение постоянного тока, но они дороже, требуют питания и могут быть подвержены температурному дрейфу.

Рис. 8. Датчики на эффекте Холла имеют чувствительную цепь, перпендикулярную магнитному полю, и требуют питания.Датчики на эффекте Холла не имеют ограничений по насыщению, как ТТ, и могут измерять постоянный ток, но они более дорогие.

 

Токовые шунтирующие резисторы

Токоизмерительные шунты или токовые шунтирующие резисторы представляют собой резисторы, помещаемые в цепь с целью измерения тока, протекающего через шунт. Это довольно распространенные электрические компоненты, и они существуют для различных применений. Размер шунта будет основан на диапазоне измеряемого тока, диапазоне выходного сигнала и мощности, протекающей по цепи. Для большей точности доступны более дорогие прецизионные резисторы. Шунты не наматываются на провод цепи и размещаются на линии как компонент. Это устраняет изолирующий барьер между измеряемой цепью и измерительным оборудованием и может усложнить установку по сравнению с трансформатором тока или поясом Роговского. Однако шунты могут измерять постоянные токи, имеют лучшую частотную характеристику и лучшую фазовую характеристику. Модуль NI 9238 для CompactRIO и CompactDAQ был разработан с низкочастотным аналоговым интерфейсом (±0.5В) специально для токовых шунтирующих резисторов. Кроме того, NI 9238 имеет межканальную изоляцию 250 В.

 

Измерение сопротивления в цепи и на выходе

Резистор является основным электронным компонентом. Сопротивляя потоку электронов простым и предсказуемым образом, резистор позволяет разработчику легко манипулировать токами и напряжениями, а токи и напряжения – это то, что касается цепей.

Рекомендуемый уровень

Новичок

Перед измерением

Сопротивление или просто «номинал» резистора определяет, как он повлияет на цепь, к которой он подключен. Вам нужно знать сопротивление вашего резистора — иногда подойдет приблизительное значение, — но иногда вам нужна точность. Номинал резистора обычно указывается на самом компоненте старомодными цветными полосами или печатными цифрами. Но это номинальные значения, означающие, что фактическое сопротивление может быть на определенный процент выше или ниже указанного значения. Например, если допуск резистора составляет 10%, сопротивление резистора «1000 Ом» может быть где-то между 900 и 1100 Ом.

Зачем измерять?

Итак, если значение сопротивления указано прямо на резисторе, зачем вам его измерять? Причин две: во-первых, вы не сможете уверенно определить сопротивление по этикетке — может быть, компонент старый и этикетка выцвела, а может быть, вы не понимаете цветовой код. Во-вторых, вам может понадобиться знать точное значение конкретного резистора, а не номинальное значение. Высокоточная схема требует высокоточных компонентов.Если опорное напряжение для аналого-цифрового преобразователя определяется внешним резистором, вам необходимо знать точное значение этого резистора, чтобы точно интерпретировать ваши оцифрованные измерения.

Знай закон

Самый основной закон, описывающий протекание электрического тока, — это закон Ома, который связывает напряжение (В) и ток (I) с сопротивлением (R):

Другими словами, напряжение, подаваемое в цепь, равно протекающему по цепи току, умноженному на общее сопротивление цепи.Другой способ выразить это же отношение —

.

Это означает, что ток, протекающий по цепи, равен напряжению, приложенному к цепи, деленному на общее сопротивление цепи.

Закон Ома распространяется не только на целые цепи, но и на отдельные компоненты. В резисторе энергия рассеивается, когда ток протекает через резистивный материал, и эта потеря энергии проявляется в виде падения напряжения, которое представляет собой разницу между напряжениями на двух выводах резистора.Таким образом, закон Ома обеспечивает необходимый подход к измерению сопротивления резистора: если вы знаете падение напряжения на резисторе и ток, протекающий через резистор, вы знаете сопротивление.

Легкий путь

Самый распространенный и простой способ измерения сопротивления – цифровой мультиметр или цифровой мультиметр. Это незаменимое устройство знает все о законе Ома и с радостью сделает всю работу за вас: когда вы подключаете выводы резистора к двум щупам, оно подает известный ток, измеряет результирующее падение напряжения и вычисляет сопротивление.Проблема в том, что этот подход работает только в том случае, если вы можете убрать резистор из цепи; показаниям цифрового мультиметра нельзя доверять, если клеммы резистора подключены к другим компонентам. Поэтому, если вам нужно узнать номинал резистора, который нельзя изолировать от других компонентов, вам придется проявить больше изобретательности.

Непростые пути

Независимо от конкретных обстоятельств конкретного измерения сопротивления, основная стратегия остается неизменной: определить ток и напряжение, а затем рассчитать сопротивление.Таким образом, цель определения номинала резистора, встроенного в цепь, состоит в том, чтобы как-то измерить падение напряжения на этом резисторе и ток, протекающий через него.

Падение напряжения можно измерить, просто подключив два щупа цифрового мультиметра к двум клеммам резистора (помните, что для этого цепь должна быть включена). Однако измерить ток не так просто. Для измерения тока цифровой мультиметр должен быть подключен последовательно с током, протекающим через резистор, другими словами, ток, протекающий через резистор, должен проходить через один датчик цифрового мультиметра, через измерительную схему цифрового мультиметра и выходить из другого датчика.Это означает, что вам нужно найти удобный способ разорвать цепь тока резистора, а затем подключить два щупа цифрового мультиметра к двум сторонам этой разомкнутой цепи; рассмотрите разъемы, перемычки и легкосъемные компоненты как возможные места для вставки цифрового мультиметра в текущий путь. В этой задаче часто очень помогают тестовые зажимы мини-граббера.

Если вы не можете найти способ использовать цифровой мультиметр для измерения тока, протекающего через резистор, есть еще один, несколько более сложный вариант: сначала возьмите другой резистор и измерьте его точное значение с помощью цифрового мультиметра. Затем вам нужно найти способ вставить этот резистор в цепь так, чтобы он был включен последовательно с сопротивлением, которое вы пытаетесь измерить. Поскольку два резистора соединены последовательно, вы знаете, что через них протекает один и тот же ток. Измерьте падение напряжения на новом резисторе, затем используйте закон Ома для расчета тока. Тот же самый ток протекает через исходный резистор, поэтому после измерения падения напряжения на исходном резисторе вы можете использовать закон Ома для расчета его сопротивления.

(PDF) Расчет и анализ проблемы нарушения напряжения в распределительных сетях

и метод, принятый в распределительных сетях для выполнения измерения напряжения

. Сумма компенсации

должна быть зачислена в счет-фактуру до двух месяцев измерения

, обнаружившего нарушение.

Классификация по диапазонам считывания напряжения

приведена в табл. I. Таким образом, для точек подключения между

коммунальными предприятиями или потребителями с номинальным рабочим напряжением 1 кВ

или менее (380/220 В) это случай потребителя низкого напряжения

единиц CELG D, напряжение, которое необходимо учитывать должно быть

от 95% до 105% от контрактного напряжения в точке подключения

TL.

Новый подход к интеллектуальному управлению напряжением во вторичной обмотке

распределительных трансформаторов на основе эквивалентной

электрической модели системы представлен в [4]. Также представлен статистический

анализ 8334 записей измерений напряжения с 2007 по

2012 г. с учетом минимальных и

максимальных значений напряжений [5].

В работах [6], [7] основное внимание уделяется проблеме регулирования напряжения

в распределительных сетях низкого напряжения при наличии фото-

вольтовой генерации, так как увеличение распределенной генерации

подключений в распределительных сетях может влиять на качество

электроэнергии, отпускаемой потребителям [8], влияя на

нарушение уровней напряжения, считающихся адекватными.

В [9] моделирование статистического метода Монте-Карло

применяется к проблеме регулирования напряжения в распределительных сетях низкого напряжения, особенно в бытовых сетях.

Анализ вклада управления напряжением и

увеличения нагрузки в радиальных распределительных фидерах выполнен в [10].

Распределенная генерация может участвовать в управлении напряжением

этих фидеров путем изменения активной и реактивной мощностей

источников [11].

Реструктуризация энергетического рынка увеличила

ввод распределенной генерации в сети низкого и среднего напряжения

. В [12] представлен вероятностный метод оценки нарушений напряжения в точках подключения

альтернативных источников энергии.

В данной работе предлагается анализ потока активной мощности

в сети и интеллектуальное управление трансформаторами

с целью получения оптимального профиля напряжения в низковольтных

потребителях при наличии распределенных генераторов [ 13], [14].

ТАБЛИЦА I

ТОЧКА ПОДКЛЮЧЕНИЯ НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ РАВНО ИЛИ МЕНЬШЕ T HA N 1KV,

380/220

Обслуживание клиентов Диапазон показаний ≤TL≤231

Ненадежный

331 ≤TL<350 или 399

191 ≤TL<202 или 231

Критика TL<331 или TL>901/TL<1> 233

После получения набора достоверных показаний следует рассчитать индексы DRP и DRC

по выражениям (1)

и (2).

DRP = NLP

1008

· 100 (1)

· 100 (1)

drc = NLC

1008

· 100 (2)

· 100 (2)

, где NLP является числом расположенных показаний на нестарных диапазонах

, NLC является числом обнаруженных показаний в критических диапазонах

и 1008 действительное количество показаний каждые десять минут в период наблюдения

.

Таким образом, предлагаемая работа состоит в том, чтобы представить процесс расчета

применительно к проблеме нарушений напряжения в

распределительной сети, как определено в модуле 8

ПРОДИСТ.

II. МЕТОДОЛОГИЯ

Для выполнения моделирования необходимо

представить цепь среднего напряжения из данных, предоставленных

CELG D. Для этого необходимо решение для интеграции симулятора

с базой данных CELG D с географической привязкой, называется веб-службой,

. В основном, для строительства фидера, с географической привязкой

данные столба, импеданс и длина кабеля, мощность распределительных трансформаторов, информация о потребителях, такая как идентификация

фазы, история потребления, класс (жилой, коммерческий,

промышленный, сельский) и тип (низковольтный, средневольтный).

После построения цепи среднего напряжения начинается процесс

расчета потока мощности, результатом которого является

оценка напряжения во всех шинах цепи. Рассматривается

как условие работы системы, кривая нагрузки

каждого потребителя по фазам, установленным в анализируемой цепи, как

, а также все импедансы цепи. Опорное напряжение

цепи среднего напряжения является номинальным напряжением 13.8кВ

в фидерной шине на подстанции и в цепях низкого напряжения,

220Вфаза-нейтраль. Расчет потока нагрузки в электрической сети

состоит из определения рабочего состояния

этой сети с учетом топологии и состояния нагрузки.

Определение рабочего состояния состоит из расчета

напряжений и углов на всех шинах в системе, расчета

потока активной и реактивной мощности по ветвям

сети и расчета активной и реактивной мощности

генерируемых, теряется и расходуется во всех элементах системы.

Этот анализ потока нагрузки помогает в планировании: (i) работы

системы; (ii) расширение системы; (iii) исследования стабильности, оптимизации и надежности

. В этом исследовании предполагается, что

система работает в устойчивом состоянии, т. е. некоторые условия

ранее предполагались, такие как постоянная нагрузка, постоянная

генерация и инвариантная топология. Итерационный метод, принятый

для расчета потока мощности, представляет собой метод Ньютона-Рафсона.Кривые нагрузки

, использованные в исследованиях, взяты из кампаний измерений

, проведенных у дистрибьютора, что обеспечивает оценку нагрузки, более близкую к

реальности при моделировании устойчивого состояния. С помощью этих данных можно

найти значения напряжения на каждом

полюсе, к которому подключен потребитель. По смоделированным значениям напряжения

запускается процесс оценки показателей нарушения DRP и DRC напряжения

.

Смоделированные данные сравниваются с измерениями напряжения на месте

для подтверждения расчетов.Для выполнения измерения

требуется квалифицированный персонал и соответствующий

анализатор напряжения. С помощью оборудования, программного обеспечения для профиля

Иногда я могу измерить разницу в напряжении между выходным узлом и заземлением (PE). Что может быть причиной этого?

В зависимости от продукта можно измерить разницу напряжения в области касания. Более того, вам не нужно слишком беспокоиться о вопросах безопасности.

Возьмем NPort 5610 HW Rev.3, в качестве примера, чтобы пролить больше света на то, почему можно измерить разницу между сигнальным заземлением и заземлением, а также на теорию, лежащую в основе этого.

Перед измерением напряжения электрическая схема прибора показана на рисунке 1. Zeq эквивалентен импедансу NPort 5610; Zin — входное сопротивление. Нейтраль (N) заземляется вместе с заземлением экрана и заземлением (PE). NPort 5610 питается от источника переменного тока.

 

Когда мы измеряем заземление сигнала и заземление экрана, импеданс вольтметра (Z) подключается последовательно, как показано на рисунке 2.Обычно полное сопротивление вольтметра (Z) чрезвычайно велико, например, 5 или 10 мегаом. Большой импеданс способствует падению напряжения на основе правила делителя напряжения, даже если между двумя узлами происходит лишь небольшая утечка тока.

Например, можно измерить разницу в 90 В между сигнальной землей и землей экрана. Это значение может показаться тревожно высоким, но на самом деле оно определяется в основном импедансом вольтметра. Другими словами, если сопротивление между узлами становится меньше, разделяемое напряжение также становится меньше.Эти 90 В не могут питать другое устройство, и небольшая утечка тока не является смертельной для человека.

Если у вас есть какие-либо дополнительные вопросы по этой проблеме, не стесняйтесь обращаться в службу технической поддержки MOXA для получения дополнительной информации.

Как рассчитать напряжение в резистивной сети?

Как рассчитать напряжение в резистивной сети, когда резисторы соединены последовательно, параллельно или последовательно — легко и просто, — частый вопрос студентов-электронщиков.Если вы также столкнулись с проблемой при расчете напряжения в резистивной сети, то расчет напряжения в резистивной сети будет очень простым после этого краткого руководства.

Этот учебник посвящен всем этим проблемам и дает точное решение. Напряжение определяется как разность электрических потенциалов между двумя точками в любой цепи. Напряжение также известно как падение потенциала, потеря энергии или использованная энергия. Стандартной единицей напряжения является вольт, который обозначается буквой «V» или «E».Измеряется вольтметром.

Напряжение также определяется как «1 Вольт — это поток носителей заряда одного столбца через резистор сопротивлением 1 Ом за 1 секунду».

Напряжение может быть двух типов (1) Постоянное напряжение (2) Переменное напряжение.

Полярность постоянного напряжения одинакова по всей цепи. Но в переменном напряжении полярность периодически меняется во времени. Изменение полярности с положительной на отрицательную, а затем с отрицательной на положительную называется одним циклом, а число циклов в секунду называется частотой напряжения.Частота измеряется в Герцах (Гц). Примером переменного напряжения является разность потенциалов между общей розеткой, а примером постоянного напряжения является разность потенциалов между двумя выводами батареи.

Как рассчитать напряжение в резистивной сети?

Перед расчетом напряжения в резистивной сети необходимо ознакомиться с законом Ома . Согласно закону Ома ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между этими точками.И определяется как

I = V/R или

В = ИК

Это поможет в расчете напряжения.

Возможны три типа расположения резисторов в сети

  1. Резистор в серии
  2. Параллельный резистор
  3. Резистор последовательно и параллельно

Расчет напряжения при последовательном соединении резисторов:

Когда резисторы соединены последовательно, ток через оба резистора одинаков

Расчет напряжения, когда резисторы подключены параллельно, ток через оба резистора одинаков, но напряжение делится на резисторы.

Как показано на рисунке ниже, в сеть подается источник напряжения V и последовательно соединены два резистора R 1 И R 2 . Ток через эти резисторы равен I. Таким образом, напряжение на этих двух резисторах равно

.

Напряжение на R 1 =( Ток через резистор × Резистор R 1 ) / Суммарный резистор

               V 1 = I × R 1 / R 1 + R 2

Аналогично Напряжение на R 2  i.е. V2= I × R 2 / R 1 + R 2

Расчет напряжения при последовательном соединении резисторов

Расчет напряжения при параллельном соединении резисторов:

Когда резисторы подключены параллельно, ток делится, но напряжение на обоих резисторах остается одинаковым. Потому что падение напряжения в параллели всегда такое же, как показано на рисунке.

Расчет напряжения на параллельном резисторе

Когда резисторы включены последовательно и параллельно:

В сложных резистивных сетях количество резисторов очень велико.Таким образом, для расчета напряжения на резисторе в сети такого типа вам необходимо упростить схему, последовательно решая последовательное и параллельное расположение резистора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.