Измерение мощности на нагрузке

[Dr. Alex]

Добрый день! Подскажите, мне надо измерять мощность микроконтроллером на нагрузке переменного тока. Для этого я думаю использовать резистор, сопротивлением 0.1 ом, мерять на нём падение, через диодный мост. Такой подход правильный? Да и вообще, так можно сделать?

[Slabovik]

Вот здесь товарищ решает аналогичную проблему. Только он уже в курсе про токовый трансформатор
Вам осталось скооперироваться и сделать нормальный выпрямитель на ОУ

[Dr. Alex]

Я в курсе про токовый трансформатор!!!! Просто я вот про ТАКОЙ вариант спросил!!!!!

[Slabovik]

А если вспомнить о том, что диоды - это просто охренительная большая нелинейность? Что можно замерить при такой схеме? Ток 1 А даже не увидите. Плюс все прелести гальванической связи...

[Dr. Alex]

Хм... В принципе правда... А вот токовый трансформатор самому не сделать? Или всё-таки можно?

[Slabovik]

Да почему не сделать? Вообще без проблем. Расчёт не сложнее обычного трансформатора, а реально даже проще, т.к. в большинстве случаев нет никаких проблем с перегрузкой железа (из-за того, что обмотки работают на к.з., передаваемая через трансформатор реальная мощность невелика)

[Dr. Alex]

Даже если использовать токовый трансформатор, всё равно после него надо ставить диодный мост и операционник. Я-же мерять буду нагрузку в цепи переменного напряжения.

Короче есть нагреватель, который то включается, то выключается (зависит от многих факторов), мощность ОНОГО порядка 4кВт. Так вот, надо слепить приблуду, которая-бы замерила, сколько за определённое время "накрутит" нагреватель.

[Slabovik]

Счётчик электрический в магазине у нас 600 р стоит.
А на деле конечно придётся замерять детектировать, усиливать. Мало того - ещё и напряжение нужно параллельно замерять. Честно - ну не пойму, что здесь такого сложного? Корпусов много пугает? Блоки сами по себе простые и прямолинейные, без вывертов...

[Dr. Alex]

Да нет, ничего не пугает. Просто немного не могу понять как работать с токовым трансформатором.... Вернее как его расчитать. Электросчётчик - немного совсем не то...

Я так понимаю помощи ждать неоуткуда, а пинать воздух я и сам могу)))))

[El-Eng]

...как его расчитать

Приведу пример решения задачи, так сказать, навскидку. Если я где ошибся - поправьте.

Вспомним, что для любого трансформатора, резистор, подключенный к одной обмотке, "виден" со стороны другой обмотки деленным на квадрат коэффициента трансформации. Пусть в первичной цепи нам нужен резистор 0.001 Ом, включенный последовательно с нагрузкой. Берем трансформатор с Ктр=100, тогда вторичная обмотка должна быть нагружена на резистор 0.001*100*100=10 Ом. ТЭН 4КВт на 220В имеет сопротивление 220*220/4000=12.1 Ом. На резисторе 0.001 Ом, включенном последовательно с этим ТЭНом, упадет 0.001*220/(12.1+0.001)=0.018 В, которые после трансформации превратятся в 1.8 В действующего значения или в 1.8*1.414=2.55 В амплитудного. Передаваемая мощность составит 0.018*0.018/0.001=0.324 Вт (без учета КПД). Осталось рассчитать повышающий трансформатор, обеспечивающий передачу мощности порядка 0.5 Вт с напряжением на первичной обмотке 0.02 В и Ктр=100. Заметьте, ток через первичную обмотку будет 4000/220=18.2 А. (Помним, что трансформатор включен последовательно с нагрузкой!) Соответственно нужно выбрать диаметр провода первичной обмотки. Скорее всего, достаточно будет одного-двух витков. Ток во вторичной обмотке будет 1.8/10=0.18 А. В качестве нагрузочного, нужно взять резистор 10 Ом с рассеиваемой мощностью не менее 0.5 Вт. Напряжение на этом резисторе выпрямляем и измеряем его. Лучше всего выпрямление сделать при помощи ОУ. Но можно пересчитать трансформатор так, чтобы на выходе было напряжение порядка 10 В. Тогда можно будет просто использовать диоды Шоттки, работающие на резистор сопротивлением раз в 100-1000 больше сопротивления нагрузочного резистора, а для измерений использовать часть выпрямленного напряжения.

[Slabovik]

http://alnam.ru/book_elct.php?id=107

[vladimir49]

Добрый день! Подскажите, мне надо измерять мощность микроконтроллером на нагрузке переменного тока. Для этого я думаю использовать резистор, сопротивлением 0.1 ом, мерять на нём падение, через диодный мост. Такой подход правильный? Да и вообще, так можно сделать?

Здесь надо уточнить, что подразумевается под словом "микроконтроллер"?
Если например взять обычный мультиметр в режиме измерения переменного напряжения, то достаточно установить калиброванный шунт и измерять на нем падение напряжения. Естественно шунт должен быть рассчитан на рабочий ток (чтоб не сгорел).
В свое время, у меня был измерительный шунт постоянного тока 15А/150mV (R = 0,01 ом). В качестве рабочего элемента у него пластинка из манганина, соответственно выведены два зажима к силовой цепи и две клеммы к милливольтметру. Так вот, я его успешно использовал в быту для измерения тока мощных нагрузок в сети 220V (эл. плиты, нагреватели...). Он кстати и 20 ампер запросто выдерживал.

[СЦБист]

Вот так-та лучше.

[Slabovik]

Нельзя выводить диод из цепи ОС. Совсем нельзя...

[СЦБист]

РАБОТАТЬ БУДЕМ ПО СХЕМЕ ПОВТОРИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

[Slabovik]

Пофик, на самом деле. Исходная схема и была повторителем. Выведя диод из цепи ОС получаете в лоб его нелинейностью. Хоть повторитель у вас, хоть чего другое...

[СЦБист]

А резистор на 10 к зачем же ?

[Slabovik]

Резистор линеаризует ВАХ диода. Но это фигня, т.к входное сопротивление входа ОУ многократно больше. Самое главное - он работает на положительной полуволне последовательно со входом, и больше никуда не подключен (второй диод заперт). А на отрицательной, наоборот - становится включен последовательно выходу ОУ, практически блокируя его (связь через другой диод). Таким образом и получается выпрямление.

[vladimir49]

Даже если использовать токовый трансформатор, всё равно после него надо ставить диодный мост и операционник. Я-же мерять буду нагрузку в цепи переменного напряжения.

Здесь ничего не надо ставить, а подключить обычный нормальный миллиамперметр переменного тока с известным пределом измерения. Тогда зная коэффициент трансформации ТТ (Ктт) легко пересчитать ток в нагрузке.
Можно конечно вставить диодный мост, если имеем только миллиамперметр постоянного тока, но в этом случае, будет более сложно и неудобно рассчитывать действительный ток нагрузки.

[misyachniy]

1) Указанная в первом посте схема может измерять ток. Для измерения мощности нужно еще и напряжение измерять. Кроме того возможно еще и учитывать знак, чтобы вычислить активную и реактивную составляющую.

Для измерения тока есть интегральные измерители, удобные для работы с микроконтроллерами

http://www.allegromicro.com/en/Products ... r-ICs.aspx
http://www.allegromicro.com/en/Products ... r-ICs.aspx

Есть и специализированные микросхемы измерения мощности:
http://www.analog.com/library/analogDia ... index.html