дешевый способ измерения мощности

Hello All!

В процессе экспериментов с источниками автономного энергоснабжения регулярно возникает задача измерения мощности, потребляемой нагрузкой (или отдаваемой генератором). Пока генераторы были классические, а нагрузки не содержали импульсных БП - с измерением мощности проблем не возникало. А теперь вот непонятно чем мерить. От источника идет не синусоида, а лишь ее более или менее похожее подобие, а потребитель откусывает куски от этой кривой в одному лишь ему известные моменты времени. Hу и чем мерить? Понятно, что надо купить в Чип-и-Дипе TrueRMS прибор тысяч за 15 рублей, а вот подешевле бы как-нибудь? Пробовал подключить ваттметр, открученный с большого электрощита и содержащий две обмотки - одну на подвижной рамке, другую на магнитопроводе(специально развинтил и заглянул:). Так врет он - показывает существенно разное если подключить один и тот же ноутбук через него к городской электросети и к автономным источникам, у которых "не совсем синусоида". Какие еще идеи есть у общественности?

Reply to
Zahar Kiselev
Loading thread data ...


Hello, Zahar Kiselev! You wrote in conference fido7.su.hardw.schemes to All on Mon, 27 Aug 2007 01:50:20

+0400:

ZK> В процессе экспериментов с источниками автономного энергоснабжения ZK> регулярно возникает задача измерения мощности, потребляемой ZK> нагрузкой (или отдаваемой генератором). Пока генераторы были

С какой точночтью? Да, и промышленные хорошие power analyser'ы, вроде Norma стоят примерно как ты сказал, только не рублей, а долларов. А true rms мультиметр тебе не поможет. Если особо высокая точность не нужна, то шунт для тока, делитель для напряжения, микроконтроллер, способный достаточно шустро для требуемой тобой полосы померять токи и напряжения, перемножить их и накапливать сумму, индикация, изолированный корпус, так как измерительная цепь и сам контроллер получится привязанным к сети. Hичего такого особенного, но работы конечно много.

dima

formatting link

Reply to
Dmitry Orlov

Пpивет, Zahar!

*** 27 Aug 07 02:50, Zahar Kiselev wrote to All:

ZK> откусывает куски от этой кривой в одному лишь ему известные моменты ZK> времени. Hу и чем мерить? Понятно, что надо купить в Чип-и-Дипе ZK> TrueRMS прибор тысяч за 15 рублей, а вот подешевле бы ZK> как-нибудь?

Бытовым электросчетчиком.

с уважением Владислав

Reply to
Vladislav Baliasov

ZK>> В процессе экспериментов с источниками автономного энергоснабжения ZK>> регулярно возникает задача измерения мощности, потребляемой ZK>> нагрузкой (или отдаваемой генератором). Пока генераторы были DO> С какой точночтью? Процентов десять мне бы вполне хватило, это же не научные измерения...

DO> А true rms мультиметр тебе не поможет. Почему не поможет, если он позволит померить и напряжение и ток? Или при сильно несинусоидальном токе и он покажет нечто сильно усредненное и не пригодное для вычисления мощности?

DO> Если особо высокая точность не нужна, то DO> шунт для тока, делитель для напряжения, микроконтроллер, не, микроконтроллер - это точно "из пушки по воробъям", делать такое я буду долго и не факт что успешно...

DO> перемножить их а аналоговый перемножитель на ОУ или специализированной МС тут не поможет? DO> и накапливать сумму, а дальше результат перемножения выпрямлять, усреднять емкостью и подавать на миллиамперметр. Понятно что с градуировкой повозиться придется, но мне же не прецизионные измерения нужны, а всего лишь померить сколько кушает комп/телевизор/люминисцентная лампочка

Reply to
Zahar Kiselev

Электросчётчик на AD(E)7755 (то есть почти любой электронный счётчик с электромеханическим дисплеем). Переставляешь перемычки SCF в 0, S0 и S1 в единицу, а частоту меряешь тем же ноутбуком. Hовый поверенный и откалиброванный счётчик стоит порядка полутора-двух тысяч рублей (в энергосбыте за Финбаном), голая микросхема - рублей сто (в Микронике), но к ней ещё надо будет организовать питание, датчики тока и напряжения, развязку и помехозащиту, что в счётчике уже имеется.

Вал. Дав.

Reply to
Valentin Davydov

Потому что он не умеет мерять мощность.

Вал. Дав.

Reply to
Valentin Davydov

Hello, Zahar! You wrote to All on Mon, 27 Aug 2007 01:50:20 +0400:

ZK> В процессе экспериментов с источниками автономного энергоснабжения ZK> регулярно возникает задача измерения мощности, потребляемой нагрузкой

Hедавно обсуждали. С твоего же желания померять мощность, потребляемую телевизором и обсуждение и началось. Бытовой счетчик. Звуковая карта ноутбука с парой резисторов. Осциллограф с фотоаппаратом. Аналоговый перемножитель. Еще десяток способов, если повспоминать, обсуждалось. Выбирай любой.

With best regards, Alexander Hohryakov.

Reply to
Alexander Hohryakov


Hello, Zahar Kiselev! You wrote in conference fido7.su.hardw.schemes to Dmitry Orlov on Mon, 27 Aug 2007 11:28:04 +0400:

ZK>>> В процессе экспериментов с источниками автономного энергоснабжения ZK>>> регулярно возникает задача измерения мощности, потребляемой ZK>>> нагрузкой (или отдаваемой генератором). Пока генераторы были

DO>> С какой точночтью?

ZK> Процентов десять мне бы вполне хватило, это же не научные ZK> измерения...

Это и двухобмноточный ваттметр должен обеспечивать.

DO>> А true rms мультиметр тебе не поможет.

ZK> Почему не поможет, если он позволит померить и напряжение и ток? Или

Потому что он не не учитывет коэффициент мощности.

ZK> при сильно несинусоидальном токе и он покажет нечто сильно ZK> усредненное и не пригодное для вычисления мощности?

Да.

DO>> Если особо высокая точность не нужна, то шунт для тока, делитель DO>> для напряжения, микроконтроллер,

ZK> не, микроконтроллер - это точно "из пушки по воробъям", делать такое ZK> я буду долго и не факт что успешно...

Hу можно и аналоговыми методами перемножать и усреднять, но это явно не проще.

DO>> перемножить их

ZK> а аналоговый перемножитель на ОУ или специализированной МС тут не ZK> поможет?

В цифре это проще и точнее получится, но можешь и аналоговыми средствами попытаться.

DO>> и накапливать сумму,

ZK> а дальше результат перемножения выпрямлять, усреднять емкостью и

Hе надо его выпрямлять, но перемножитель нужен четырехквадрантный.

dima

formatting link

Reply to
Dmitry Orlov

ZK>> откусывает куски от этой кривой в одному лишь ему известные моменты ZK>> времени. Hу и чем мерить? Понятно, что надо купить в Чип-и-Дипе ZK>> TrueRMS прибор тысяч за 15 рублей, а вот подешевле бы ZK>> как-нибудь?

VB> Бытовым электросчетчиком. Это понятно. Год назад я сделал реконстукцию квартирного щитка. Просто устанавливал бойлер, и другие нагрузки. Лично все установил, подключил. Дело в том, что жековский электрик пытатался устроить пожар. Hа следующий день приехали с энергосбыта, все опломбировано и у меня нет криминала. Теперь требуют установку электронных счетчиков. Пожалуйста - что хотите то и делайте. Hе за мой счет. Отказались. У вас счетчик имеет гарантию до 2050 года. Буду ждать:-)

Oleg_Zhuk

Reply to
Oleg_Zhuk

ZK>>> В процессе экспериментов с источниками автономного энергоснабжения ZK>>> регулярно возникает задача измерения мощности, потребляемой ZK>>> нагрузкой (или отдаваемой генератором). Пока генераторы были DO>> С какой точночтью?

ZK> Процентов десять мне бы вполне хватило, это же не научные измерения...

Захар, ты хочешь продать электричество? Hу скажем низкоомную нагрузку для измерения тока, затем напряжение при фиксированой нагрузке. Все это греет бочку с водой. По показанием температуры выставляешь счет. Твои потребители это быстрее поймут, чем вычисление фазовых сдвигов между током и напряжением.

Oleg_Zhuk

Reply to
Oleg_Zhuk

 X-Virus-Scanned: amavisd-new at bezeqint.net

Hello, Zahar Kiselev! You wrote in conference fido7.su.hardw.schemes to Dmitry Orlov on Mon, 27 Aug 2007 23:10:28 +0400:

ZK>>> Процентов десять мне бы вполне хватило, это же не научные ZK>>> измерения...

DO>> Это и двухобмноточный ваттметр должен обеспечивать.

ZK> Да вот с приятелем (/1392) поэкспериментировали с ваттметром - с ZK> чего и началось. При питании ноутбука от городской сети показал в ZK> полтора раза меньше, чем при питании того же ноутбука от автономного ZK> генератора (китайского, с электронным формированием "синусоиды"). И ZK> это при том, что а) - синусоида от "китайца" на экране осциллографа ZK> выглядит на удивление прилично,и б) - ZK> показания в случае с "китайцем" соответствуют цифре, написанной на ZK> корпусе ноутбучного БП. Как хочешь - так и понимай...

В одном из случаев бук батарею заряжал... Сооруди выпрямитель с емкостью и резистором - модель такой нагрузки, и на ней меряй. Средний ток (напряжение) через (на) резисторе позволит определить реальную мощность.

DO>> В цифре это проще и точнее получится, но можешь и аналоговыми DO>> средствами попытаться.

ZK> Только вот заставить "цифру" не глючить рядом с силовыми цепями - ZK> это надо иметь твою квалификацию, а не мою.

Боюсь, у тебя это проблема из последних...

ZK> Тут вон еще про электросчетчики писали, но в инете пишут (и даже ZK> графики рисуют), что и модные сертифицированные "электронные" ZK> счетчики в таких условиях существенно врут:(

Обычные - не врут.

ZK> Вообще-то меня удивило отсутствие простого и дешевого решения ZK> задачи, хотябы даже и в виде электросчетчика. В том смысле что даже ZK> в таком массовом и отработанном изделии результат не гарантируется. ZK> И это при том, что среди бытовой электроники уже и не осталось ZK> ничего с классическими большими железными трансформаторами - везде ZK> импульсные БП.

И что?

dima

formatting link

Reply to
Dmitry Orlov

 X-Virus-Scanned: amavisd-new at bezeqint.net

Hello, Zahar Kiselev! You wrote in conference fido7.su.hardw.schemes to Oleg_Zhuk on Mon, 27 Aug

2007 23:30:34 +0400:

O>> Захар, ты хочешь продать электричество? ZK> Hет конечно! У всех соседей как и у меня - автономные генераторы, ZK> зачем им чужое электричество?

O>> измерения тока, затем напряжение при фиксированой нагрузке. Все это O>> греет бочку с водой. По показанием температуры выставляешь счет.

ZK> То есть как я понимаю - ты предлагаешь термоэлектрический метод ZK> измерения? ZK> Кусок провода, проходящий внутри объема, заполненного ZK> теплоизоляцией, и датчик температуры - сойдет? Откалибровать по

Hет, так ты только ток померяешь, да и на нагрев потери внесешь.

dima

formatting link

Reply to
Dmitry Orlov

Пpивет, Zahar!

*** 27 Aug 07 23:43, Zahar Kiselev wrote to Vladislav Baliasov:

ZK>>> Чип-и-Дипе TrueRMS прибор тысяч за 15 рублей, а вот подешевле бы ZK>>> как-нибудь? VB>> Бытовым электросчетчиком.

ZK> Только вот далеко не любым как выясняется. Как раз вчера такая идея в ZK> голову пришла - и сразу нашлась статья в инете, где даже кривые ZK> изменения погрешностей нарисованы для четырех типов счетчиков в ZK> зависимости от отклонения формы тока нагрузки от синусоиды.

Я вообще имел в виду электромеханический счетчик стоимостью в четыреста рублей.

ZK> Вот в ZK> соседнем письме упомянута микросхема, которая вроде бы более-менее ZK> правильно меряет - буду искать такой счетчик, в котором стоит именно ZK> она.

Как вариант - да. А вообще этих ADE77xx как грязи и стоят они недорого. Только с шунтами возиться придется, поэтому готовый счетчик может оказаться удобнее. А вообще эти чипы умеют массу всего интересного, в том числе оцифровывать форму тока и считать отдельно активную и реактивную составляющую мощности (в зависимости от возможностей конкретного чипа).

с уважением Владислав

Reply to
Vladislav Baliasov

Привет!

"Zahar Kiselev"

ZK> Какие еще идеи есть у общественности?

Таки хочется дешево или хочется хорошо?

Большинство буржуйских чипов имеют довольно низкую частоту дискретизации (2-4 кГц), из-за чего врут в случае существенно несинусоидального характера напряжения или тока (чем и пользуются некоторые особо хитрые пользователи.)

Если нужно измерить полную мощность, то берутся два преобразователя TrueRMS и их результаты перемножаются. Частота DSP для этого нужна совсем небольшая и это довольно дёшево.

Если нужно измерять активную мощность, то хорошо можно сделать либо использовав достаточно скоростной DSP (характерная частота дискретизации порядка 100 кГц или выше), либо использовав аналоговый способ вычисления - перемножить напряжение и ток на черехквадрантном балансном перемножителе (как это Орлов советовал), результат уже можно оцифровывать не торопясь.

С уважением,

Виталий Hасенник

Reply to
Vitaly Nasennik
äÏÂÒÏÇÏ ×ÒÅÍÅÎÉ ÓÕÔÏË ÔÅÂÅ Vitaly!

28 á×Ç 07 10:39, Vitaly Nasennik -> Zahar Kiselev:

ZK>> ëÁËÉÅ ÅÝÅ ÉÄÅÉ ÅÓÔØ Õ ÏÂÝÅÓÔ×ÅÎÎÏÓÔÉ?

VN> ôÁËÉ ÈÏÞÅÔÓÑ ÄÅÛÅ×Ï ÉÌÉ ÈÏÞÅÔÓÑ ÈÏÒÏÛÏ?

VN> âÏÌØÛÉÎÓÔ×Ï ÂÕÒÖÕÊÓËÉÈ ÞÉÐÏ× ÉÍÅÀÔ ÄÏ×ÏÌØÎÏ ÎÉÚËÕÀ ÞÁÓÔÏÔÕ VN> ÄÉÓËÒÅÔÉÚÁÃÉÉ (2-4 ËçÃ), ÉÚ-ÚÁ ÞÅÇÏ ×ÒÕÔ × ÓÌÕÞÁÅ ÓÕÝÅÓÔ×ÅÎÎÏ VN> ÎÅÓÉÎÕÓÏÉÄÁÌØÎÏÇÏ ÈÁÒÁËÔÅÒÁ ÎÁÐÒÑÖÅÎÉÑ ÉÌÉ ÔÏËÁ (ÞÅÍ É ÐÏÌØÚÕÀÔÓÑ VN> ÎÅËÏÔÏÒÙÅ ÏÓÏÂÏ ÈÉÔÒÙÅ ÐÏÌØÚÏ×ÁÔÅÌÉ.)

VN> åÓÌÉ ÎÕÖÎÏ ÉÚÍÅÒÉÔØ ÐÏÌÎÕÀ ÍÏÝÎÏÓÔØ, ÔÏ ÂÅÒÕÔÓÑ Ä×Á ÐÒÅÏÂÒÁÚÏ×ÁÔÅÌÑ VN> TrueRMS É ÉÈ ÒÅÚÕÌØÔÁÔÙ ÐÅÒÅÍÎÏÖÁÀÔÓÑ. þÁÓÔÏÔÁ DSP ÄÌÑ ÜÔÏÇÏ ÎÕÖÎÁ VN> ÓÏ×ÓÅÍ ÎÅÂÏÌØÛÁÑ É ÜÔÏ ÄÏ×ÏÌØÎÏ ?ÛÅ×Ï.

VN> åÓÌÉ ÎÕÖÎÏ ÉÚÍÅÒÑÔØ ÁËÔÉ×ÎÕÀ ÍÏÝÎÏÓÔØ, ÔÏ ÈÏÒÏÛÏ ÍÏÖÎÏ ÓÄÅÌÁÔØ ÌÉÂÏ VN> ÉÓÐÏÌØÚÏ×Á× ÄÏÓÔÁÔÏÞÎÏ ÓËÏÒÏÓÔÎÏÊ DSP (ÈÁÒÁËÔÅÒÎÁÑ ÞÁÓÔÏÔÁ VN> ÄÉÓËÒÅÔÉÚÁÃÉÉ ÐÏÒÑÄËÁ 100 Ëçà ÉÌÉ ×ÙÛÅ), ÌÉÂÏ ÉÓÐÏÌØÚÏ×Á× ÁÎÁÌÏÇÏ×ÙÊ VN> ÓÐÏÓÏ ×ÙÞÉÓÌÅÎÉÑ - ÐÅÒÅÍÎÏÖÉÔØ ÎÁÐÒÑÖÅÎÉÅ É ÔÏË ÎÁ ÞÅÒÅÈË×ÁÄÒÁÎÔÎÏÍ VN> ÂÁÌÁÎÓÎÏÍ ÐÅÒÅÍÎÏÖÉÔÅÌÅ (ËÁË ÜÔÏ ïÒÌÏ× ÓÏ×ÅÔÏ×ÁÌ), ÒÅÚÕÌØÔÁÔ ÕÖÅ ÍÏÖÎÏ VN> ÏÃÉÆÒÏ×Ù×ÁÔØ ÎÅ ÔÏÒÏÐÑÓØ.

á ËÁË ÍÅÒÉÔØ, ÅÓÌÉ ÞÁÓÔÏÔÁ × ÉÚÍÅÒÑÅÍÏÊ ÃÅÐÉ 50-500 Ëçà ? æÏÒÍÁ ÔÁËÁÑ ÞÔÏ ÏÓÃÉÌÏÇÒÁÆ ÎÉÞÅÇÏ ÐÏËÁÚÁÔØ ÎÅ ÍÏÖÅÔ (ÓÉÎÈÒÏÎÉÚÔÒÏ×ÁÔØÓÑ ÎÅ ÍÏÖÅÔ).

âÕÄØ ÓÞÁÓÔÌÉ×(Á) Vitaly... ó Õ×ÁÖÅÎÉÅÍ Wladimir.

Reply to
Wladimir Tchernov


Hello, Vitaly Nasennik! You wrote in conference fido7.su.hardw.schemes to Zahar Kiselev on Tue, 28 Aug 2007 06:39:53 +0000 (UTC):

VN> Если нужно измерять активную мощность, то хорошо можно сделать либо VN> использовав достаточно скоростной DSP (характерная частота VN> дискретизации порядка 100 кГц или выше), либо использовав VN> аналоговый способ вычисления -

Это так и было лет 5-7 назад. А сегодня с такой задачей многие контроллеры справятся. Hо для целей измерения потребляемой из сети мощности это все не нужно, ни напряжение ни ток (это связано с импедансом сети) не могут содержать столь высокочатотных гармоник в количестве, заметно вляющем на погрешность измерения. Мы же не о EMI тестах говорим. Потому нескольких килогерц сэмплинга и конечно low-pass фильтра перед сэмплером вполне достаточно.

VN> перемножить напряжение и ток на черехквадрантном балансном VN> перемножителе (как это Орлов советовал), результат уже можно VN> оцифровывать не торопясь.

Просто тестером (хоть китайским) померять. Только сегодня это совершенно лишнее. БОльшая часть восьмиразрядных, не говоря уж о более мощных (и немногим более дорогих) контроллеров отлично справятся без всяких не слишком простых и стабильных аналоговых цепей. И как тут несколько месяцев назад, причем с участием того же Захара (склероз у него что ли?) обсуждали, для домашних целей вполне можно приспособить звуковую карту ноутбука, даже без развязки от сети. Только шунт в нулевой провод и делитель с фазного - несколько резисторов. Или любого компа с трансформаторами тока и напряжения. Откалибровать на активной нагрузке и хорошем синусе, и мерять. Для 10% этого за глаза хватит, и масса загтовок для софта. Можно достаточно навороченный power analyser наваять, и с расчетом PF, и гармоническим анализом и расчетом THD из практически готовых кусков. И сэмплрейт с хорошим запасом.

dima

formatting link

Reply to
Dmitry Orlov

Приборы, специально предназначенные для измерения мощности/энергии, имеют оверсэмплинг с частотой порядка одного мегагерца. Специально ради упрощения конструкции фильтра.

Вал. Дав.

Reply to
Valentin Davydov

Привет!

"Vladislav Baliasov"

VB> Я вообще имел в виду электромеханический счетчик стоимостью в четыреста рублей.

Они критичны к изменению частоты, что в случае Захара может оказаться неприемлемым.

С уважением,

Виталий Hасенник

Reply to
Vitaly Nasennik


Hello, Valentin Davydov! You wrote in conference fido7.su.hardw.schemes to Dmitry Orlov on Tue, 28 Aug 2007 09:45:58

+0000 (UTC):

VN>>> Если нужно измерять активную мощность, то хорошо можно VN>>> сделать либо использовав достаточно скоростной DSP VN>>> (характерная частота дискретизации порядка 100 кГц или VN>>> выше), либо использовав аналоговый способ вычисления -

VD> Приборы, специально предназначенные для измерения VD> мощности/энергии, имеют оверсэмплинг с частотой порядка одного VD> мегагерца. Специально ради упрощения конструкции фильтра.

Вовсе не для этого, а чтобы мерять мощность, когда основная частота не 50Гц, а

200кГц. А для 50Гц в них как раз фильтр и включается. При сэмплрейте в десятки килогерц, достаточно простенького rc антиалиас фильтра, больше погрешность в шунте и делителе и самом АЦП будет.

dima

formatting link

Reply to
Dmitry Orlov

ZK> Тут тонкость есть - если счетчик стоит _снаружи_ (на лестнице или еще ZK> где-то не на твоей территории) - то на их требования можешь спокойно ZK> плевать - если им надо пусть сами и меняют, так как ты отвечаешь только ZK> за ту часть электросети, которая проходит внутри квартиры или земельного ZK> владения. А вот если счетчик стоит на твоей территории - то менять его ZK> придется тебе за свой счет. Мне проще было поменять счетчик, находящийся в запределбной территории за свой счет в связи с возрозшим энергопотреблением. Поставлено, опломбировано, подписано, а дальше я не хочу заботиться об измененениях в правилах. ZK> P.S. А лучше всего живется мне - полностью автономное энергоснабжение, ZK> используются четыре генератора для разных случаев:) И никаких ZK> "требований" не приходится выслушивать. Ага, в субботу придется ехать з движком в горы. Тоже проблемм не будет с энергосбытом, но появляются много других:-(

Oleg_Zhuk

Reply to
Oleg_Zhuk

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.