Измерение напряжения сети (220в), силы тока, мощности

coding

Здравствуйте форумчане.
Есть эл.-распр. щит. Входит 3фазы по 220 (ну или 380 между фазами).
Возник вопрос о измерении напряжения сети (220в), силы тока или мощности и подсчете электроэнергии по каждой фазе.
С измерением напряжения - думаю разберусь (средством АЦП с делителем напряжения).
Больше вопросов появляется, как измерить ток и подсчитать количество эл. энергии? Читал про датчики Холла (но кажуть что они очень чуствителыные к наводкам и магнитному полю Земли), про шунты, и про трансформаторы тока.
Что лучше использовать? Склоняюсь к трансформатору тока - но к какому? Если напряжение у нас нужно мерять пусть 180-240, то с током от 0 к 16А. Плюс к всему нужно хоть какую-то нормальную точность вытянуть ~2.5% Интересует бюджетный вариант.
Всем откликнувшимся спасибо на перед!!!

Реклама

m.ix

Попробуй это адаптировать.
http://www.youtube.com/watch?v=NALvePavGPs

Реклама

Jack_A

Для измерения мощности выпускается специальные наборы микросхем, к примеру :
http://www.russianelectronics.ru/leader ... doc/10192/

На МК широкого применения сделать измеритель мощности приемлемой точности достаточно проблематично. Тут много засад : быстродействующий АЦП и не менее быстрое вычисление с float, токовый транс имеет существенную нелинейность, а для шунта нужны стабильные усилители, токовый канал должен быть многопредельным, иначе на малых значениях мощности погрешность возрастает. Например, если у вас изм. мощности на 2кВт с приведенной погрешностью 2,5%, то для 200Вт измерение будет с отн. погрешностью 25% .

Лет 10 назад я делал для фирмы аналогичную фирувину, до сих пор выпускается под именем "Мультиметр энергетический" . Чтобы не быть обвиненным в рекламе, можно найти в поиске . Название фирмы похоже на "Анти-секс"

Однако вам вряд ли будет по карману... "Бюджетненько" не получится, чтоб и дешево, и мило.

kalobyte

coding писал(а):Интересует бюджетный вариант.

обычный 3х фазный электронный счетчик

Реклама

Jack_A

kalobyte писал(а): обычный 3х фазный электронный счетчик

Всем хорош, кроме того, что для заявленных ТС целей не годится совсем :
1. Он показывает потребленную энергию, а не от нее производную ( эл. мощность ) .
2. Показания интегральные по 3-м фазам, а не по каждой в отдельности.

Реклама

orinoko

Анализатор электрической мощности. Например MI-4100

Реклама

coding

orinoko писал(а):Анализатор электрической мощности. Например MI-4100

Ну это не совсем бюджетно! И хотелось бы не готовый прибор.
Всем спасибо за ответы, но все еще актуально!

Brigadir

Напряжение меряем обычным мультиметром(точность 1%). Потребляемый ток можно измерить по падению напряжения на сопротивлении или использовав токовый трансформатор(для большой мощности). Мощность = путем расчетов: потребляемфй ток и напряжение. И ещё: можно врезать 3 однофазных счетчика и наслаждаться(не бюджетно, зато практично). Больше ничем помочь не могу.

coding

Brigadir писал(а):Напряжение меряем обычным мультиметром(точность 1%). Потребляемый ток можно измерить по падению напряжения на сопротивлении или использовав токовый трансформатор(для большой мощности). Мощность = путем расчетов: потребляемфй ток и напряжение. И ещё: можно врезать 3 однофазных счетчика и наслаждаться(не бюджетно, зато практично). Больше ничем помочь не могу.

Причем сдесь мультиметр? Мне через МК данные нужно гонять. Но не в этом вопрос. Напряжение и на МК померяем.
Интересует практическая часть измерения силы тока. Писал выше, ток 0 - 16А при 220В.
Какие идеи будут по поводу измерение тика методом трансформатора тока? Можно ли взять феритувую бусинку (кольцо, например от USB кабеля), через нее провести фазный провод + намотать несколько витков тонкого проводка для снятия показаний. Какая зависимость будет тока в фазном проводе от напряжение во вторичной обмотке? Как будет влиять температура на показания?

Jack_A

coding писал(а): Можно ли взять феритувую бусинку (кольцо, например от USB кабеля), через нее провести фазный провод

Какая, ....., ферритовая бусинка ? Там 50Гц, а не мегагерцы.
Можно взять хотя бы Википедию и почитать, как устроен трансформатор тока. Если изобретать велосипед с квадратными колесами, то о 2,5% можно забыть.

coding

Jack_A писал(а):
coding писал(а): Можно ли взять феритувую бусинку (кольцо, например от USB кабеля), через нее провести фазный провод
Какая, ....., ферритовая бусинка ? Там 50Гц, а не мегагерцы.
Можно взять хотя бы Википедию и почитать, как устроен трансформатор тока. Если изобретать велосипед с квадратными колесами, то о 2,5% можно забыть.

Ну тогда ткните меня носом туда где найду пищу для разуму!

kalobyte

готовые счетчики показывают ток, мощность, косинус, и расход энергии
а так же по рс485 шлют все это
3х фазный будет стоит ну около 100 баксов может

если хочется самому, то вот
http://www.analog.com/en/analog-to-digi ... easurement

я заказывал 2 разных в качестве образца для одной фазы
мс умеет делать базовые вычисления, тебе надо только с регистров читать и сделать нужный шунт

orinoko

Хочу заметить что MI4100, который

Ну это не совсем бюджетно! И хотелось бы не готовый прибор.
Всем спасибо за ответы, но все еще актуально!

имеет основную погрешность измерения мощности (true-RMS) около 3%. Вы считаете, что сделаете лучше? Хотя всё может быть, бюджет будет близок с стоимости данного изделия.
Хотя можно взять готовые измерительные блоки от электронных счётчиков, там используются микросхемы, которые предназначены для этого и умеют считать true-RMS, всё это собрать в кучу, не забыть про гальваническую развязку каждого модуля, общее управление от МК. Возможно так что-то и получится. Но запускать такую конструкцию надо будет очень осторожно.
Не забывайте, что если напряжение и весьма похоже на синусоиду, то кривая тока в реальных условиях о-о-очень далека от синуса, кроме случая с чисто активной нагрузкой (резистор)

select2

Как уже предлагали выше - используйте промышленный счетчик ЭЭ с интерфейсом на борту. Отаст вам все что хотите - и напряжение и все три мощности и cos по фазам. Гарантированный класс точности и бюджет, как вы и хотели

Пример тут: Учет электроэнергии, считывание информации со счетчика Меркурий 230, протокол счетчика: http://www.ab-log.ru/smart-house/mercury-230

Alexeyslav

Самый простой способ измерять большие значения токов - при помощи датчика холла помещенного в разрыв магнитопровода(ферритовое кольцо). При этом на этот магнитопровод наматывается силовая часть - как правило разомкнутый виток в виде проходящего через кольцо провода, и компенсирующая обмотка - от количества витков которой будет зависеть диапазон измеряемых токов. Суть очень проста - путем подачи тока на компенсирующую обмотку компенсируется магнитное поле в магнитопроводе и датчик холла показывает ноль в момент когда магнитное поле от силового витка сравняется с полем в компенсирующей обмотке. Поскольку соотношение витков огромное - на компенсацию можно подавать порядка 10мА в то время как оно будет компенсировать магнитное поле создаваемое током 10А в силовой обмотке.

Магнитное поле земли в замкнутом магнитопроводе на датчик холла не действует. Верней в виду малых зазоров это воздействие очень мало. Трудность здесь представляет именно конструкция такого датчика - либо надо искать две половинки кольца либо делать пропил в кольце размером с датчик холла.
Существуют конечно и готовые датчики... но об экономической стороне вопроса тогда можно забыть.

Ну и считать надо сразу мгновенные значения напряжения и тока, перемножать суммировать и делить на период - периодичность напряжения/тока так же надо определять на лету чтобы не было "прыгающих цифр". Либо интегрировать на большом временном промежутке порядка 1..2 секунды.
У микроконтроллера с этим могут возникнуть проблемы - АЦП у него ведь один, измерить 2 канала одновременно нельзя - будет какое-то смещение которое может повлиять на точность расчетов. Поэтому надо будет городить УВХ чтобы зафиксировать аналоговые величины по нескольким каналам и затем их без спешки измерять. Ну и да, рассчитывать надо на частоту семплирования не менее 1000 измерений по всем каналам в секунду. За это время надо будет успеть перемножить 3 величины и измерять фазы сдвига для 5 каналов(один используется как опорный). как измерить сдвиг фазы тока от напряжения? Надо определить момент максимума напряжения и измерить при этом значение тока. В конце периода сравнить его с максимумом тока и по таблице синуса считать угол.
Хотя наверно можно как-то по значению максимального напряжения и интегрированному значению мощности за период рассчитать эти значения - надо уточнить эту математику из ТОЭ.

Jack_A

Alexeyslav писал(а): Надо определить момент максимума напряжения и измерить при этом значение тока. В конце периода сравнить его с максимумом тока и по таблице синуса считать угол.

По одному значению считать угол - о точности можно забыть, особенно если учесть форму кривой тока, в которой максимум может быть Х_З_Где . Я в своем энергетическом мультиметре выделял путем ДПФ первые гармоники U,I, а дальше само получалось - P,Q,S, cos Fi etc. Объем вычислений большой, поэтому фаза считывания чередовалась с фазой вычисления. Но проекту тому уже лет 15, а современные МК без напряга могут эти процессы выполнять параллельно. Конечно, если религия не позволяает применять специально заточенные под это дело м-сх.