Содержание:
Введение………………………………………………………………………………………..……3
1.Измерение мощности в цепях постоянного и переменного токов………………………………………………………...………………………………..………4
2. Измерение мощности в цепях на повышенных и высоких частотах……………………..9
2.1 Измерение мощности с использованием электронного выпрямительного ваттметра ……..9
2.2 Измерение мощности с использованием термоэлектрического ваттметра………………...10
2.3 Измерение мощности с использованием ваттметра с преобразователем Холла……….…..11
2.4 Измерение мощности с использованием осциллографического метода……………………12
2.5 Измерение мощности с использованием калориметрического метода…………………….12
2.6 Балометры……………………………………………………………………………………….13
3. Измерение импульсной мощности…………………………………………………….……..17
3.1 Метод измерения средней мощности с учетом коэффициента заполнения…………….…17
3.2 Метод сравнения с мощностью постоянного тока…………………………..………………17
4. Цифровые измерители мощности……………………………………………………………19
5. Индукционные счётчики электрической энергии переменного тока………..…………24
6. Цифровые счётчики электрической энергии………………………………………………28
7. Список литературы………………………………………………………...………………….33
Измерение мощности в цепи однофазного синусоидального тока
Для измерения мощности неподвижную катушку ваттметра включают последовательно с нагрузкой, мощность которой необходимо измерить, а не подвижную катушку – параллельно к нагрузке (рис. 2 а)
В соответствии со схемой включения ток в цепи неподвижной катушки равен току нагрузки
I1 = I , а в цепи подвижной катушки (приближенно считая её сопротивление активным Rwv):
I2 = Iv =U/Rwv
Тогда угол сдвига фаз
между
и
равен углу сдвига фаз
между
и
,т.е.
=
(рис.2 б). Следовательно, угол отклонения подвижной части ваттметра
(1.2)
Находится в линейной зависимости от значения измеряемой мощности Р. Для равномерности шкалы ваттметра необходимо, чтобы
, тогда уравнение (1.2) примет следующий вид
Это выражение справедливо для ваттметров переменного и постоянного токов (
)
В реальных условиях подвижная катушка ваттметра обладает небольшой индуктивностью:
.
Полное сопротивление обмотки катушки
,
где Rдоб – добавочное сопротивление, поэтому ток в цепи катушки I2 отстаёт от напряжения U на некоторый угол 
. Векторная диаграмма электродинамического ваттметра будет иметь вид, изображенный на рис.1в. Из диаграммы следует, что 
Следовательно, угол отклонения подвижной части:
Из данного выражения следует, что при одном и том же значении измеряемой мощности, но при различных значениях
показания прибора различны. Значения 
и 
являются функциями частоты, однако при частоте 100 Гц погрешность, обусловленная этой зависимостью, незначительна, так как 
, и его можно пренебречь. При этом следует учитывать только погрешность, определяемую углом 
, называемую угловой погрешностью измерения мощности: 
(1.3)Где Px – измеренное значение мощности; Р - действительное значение мощности.
Ввиду малости угла
приближенно можно считать, что 
. Тогда после преобразования (1.3) получаем: 
(1.4)Из (1.4) следует, что угловая погрешность измерения мощности возрастает с увеличением угла
.Для уменьшения угловой погрешности в цепь подвижной катушки включают компенсационную ёмкость
(рис. 2 а). Сопротивление параллельной цепи ваттметра: 
При полной компенсации сопротивление Z должно быть активным, следовательно,
(1.5)Вследствие малой индуктивности Lwv подвижной катушки ваттметра условие (1.5) выполняется Rк и Cк ,что
,поэтому 
(1.6)Из (1.6) следует, что компенсация осуществляется в довольно широком диапазоне частот, пока справедливо неравенство
В ваттметре при изменении направления тока в одной из катушек изменяется знак угла отклонения подвижной части, поэтому зажимы обмоток прибора, закорачивание которых приводит к правильному отклонению стрелки, называют генераторными и обозначают звездочками. Обычно в цепь подвижной катушки ваттметра вводят переключатель направления тока, позволяющий менять направление вращающего момента и получать отклонение стрелки в правильную сторону.
Включение неподвижной катушки ваттметра последовательно с нагрузкой (рис.2 а) возможно только при токах нагрузки 10—20 А (при больших токах нагрузки неподвижную катушку ваттметра включают через трансформатор тока). При измерении мощности в цепях высокого напряжения (свыше 600 В) подвижную катушку ваттметра включают не непосредственно в измеряемую цепь, а через трансформатор напряжения, а неподвижную катушку ваттметра — через измерительный трансформатор тока (независимо от значений тока нагрузки).
Включение ваттметра через измерительные трансформаторы тока ТрТ и напряжения ТрТ показано на рис. 2.
Значение измеряемой мощности определяют по показанию ваттметра, умноженному на произведение коэффициентов трансформации трансформаторов тока и напряжения:
Где Px – измеренное значение активной мощности в цепи нагрузки; Pw – показание ваттметра;
; 
- номинальные коэффициенты трансформации соответственно трансформаторов напряжения и тока. 
Рисунок 3 Схема включения электродинамического
ваттметра через измерительные трансформаторы тока и напряжения
Измеренное значение мощности будет отличаться от действительного за счет погрешности в передаче значений напряжения и тока, а также угловых погрешностей трансформаторов. Электродинамические ваттметры изготовляют многопредельными, высоких классов точности (0,1; 0,2) с диапазоном измеряемых мощностей от десятых долей ватта до 3-6 кВт, используют их как лабораторные приборы. При грубых измерениях в качестве щитовых приборов применяют ферродинамические ваттметры.
2. Измерение мощности в цепях на повышенных и высоких частотах
В цепях переменного тока повышенной и высокой частот проводят прямые и косвенные измерения мощности. В ряде случаев косвенные измерения предпочтительнее, так как проще измерять напряжение, ток и сопротивление, чем мощность. Прямые измерения в основном осуществляют с помощью электронных ваттметров. В некоторых электронных ваттметрах используют электродинамические измерительные механизмы с предварительным усилением тока и напряжения либо с предварительным выпрямлением этих величин. В качестве измерительного механизма в них можно использовать электростатический электромер с усилителями напряжения и тока, а также магнитоэлектрические механизмы с квадраторами. Квадраторы выполняют на полупроводниковых диодах, преобразователях и других нелинейных элементах, работа которых осуществляется на квадратичном участке вольт-амперной характеристики. Операция перемножения ui в квадраторах заменяется операциями суммирования и возведения в квадрат. В диапазоне частот до сотен мегагерц применяют ваттметры с датчиками Холла.