หน้าที่หลักของมิเตอร์ไฟฟ้าไม่เพียงแต่วัดขนาดของกำลังโหลดเท่านั้น แต่ยังสะท้อนระยะเวลาการใช้พลังงานอีกด้วย เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ มิเตอร์จำเป็นต้องแปลงกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จากโครงข่ายไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณขนาดเล็กสำหรับการประมวลผลโดยชิปวัดแสงภายใน
หน้าที่หลักของมิเตอร์ไฟฟ้าไม่เพียงแต่วัดขนาดของกำลังโหลดเท่านั้น แต่ยังสะท้อนระยะเวลาการใช้พลังงานอีกด้วย เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ มิเตอร์จำเป็นต้องแปลงกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จากโครงข่ายไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณขนาดเล็กสำหรับการประมวลผลโดยชิปวัดแสงภายใน
ทำไมเราไม่สามารถวัดกระแสขนาดใหญ่ได้โดยตรง?
สาเหตุหลักมาจากการพิจารณาด้านความปลอดภัยและการปฏิบัติ กระแสไฟฟ้าในครัวเรือนและอุตสาหกรรมสามารถสูงถึงหลายสิบหรือหลายร้อยแอมแปร์ การวัดกระแสขนาดใหญ่โดยตรงไม่เพียงแต่สร้างภาระใหญ่ให้กับเครื่องมือวัดเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยอย่างร้ายแรงอีกด้วย
ส่วนประกอบการตรวจจับกระแสไฟฟ้าทำหน้าที่เหมือน "เครื่องปรับขนาดกระแส" สำหรับมิเตอร์ไฟฟ้า โดยจะลดกระแสตามสัดส่วนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมสำหรับวงจรการวัดในการประมวลผล การแปลงนี้จะต้องมีความแม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากข้อผิดพลาดใดๆ จะส่งผลโดยตรงต่อการคำนวณค่าไฟฟ้า
ในปัจจุบัน ส่วนประกอบการสุ่มตัวอย่างกระแสหลักที่ใช้ในมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ ได้แก่ ตัวต้านทานสับเปลี่ยน (เรียกว่าสับเปลี่ยน) และหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) ความแตกต่างในข้อดีและข้อเสียระหว่างหม้อแปลงกระแสและสับเปลี่ยนเกิดจากหลักการทำงานและการออกแบบโครงสร้าง และการเลือกระหว่างหม้อแปลงเหล่านี้ต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบตามข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะ:
| มิติการเปรียบเทียบ | ตัวต้านทานแบบสับเปลี่ยน | หม้อแปลงกระแส (CT) |
|---|---|---|
| ข้อดี | 1.ต้นทุนต่ำ โครงสร้างเรียบง่าย ช่วยลดต้นทุนระบบโดยรวมได้อย่างมาก 2. ปริมาณน้อยมาก ไม่มีส่วนประกอบแม่เหล็กหรือปัญหาความอิ่มตัว การวัดภาคสนามขนาดเล็ก-ที่มีความเสถียร เหมาะสำหรับการออกแบบพื้นที่ขนาดเล็ก 3. ภายในช่วงกระแสไฟที่กำหนด ให้สัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำโดยไม่ต้องกังวลกับการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า |
1. ให้การแยกแรงดันไฟฟ้าสูง-โดยธรรมชาติ ด้านประถมศึกษาและมัธยมศึกษาแยกจากกันทางกายภาพ 2.ความแม่นยำและความเชิงเส้นที่ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับช่วงกระแสไฟกว้างและช่วงอุณหภูมิการทำงานกว้าง พร้อมเสถียรภาพภายในที่แข็งแกร่ง 3. ช่วงการวัดที่ยืดหยุ่น: โดยการปรับอัตราส่วนการหมุน สามารถปรับได้ตั้งแต่สิบแอมแปร์ไปจนถึงสิบกิโลแอมแปร์ ช่วยให้การออกแบบมิเตอร์กำลังมาตรฐาน-สะดวกขึ้น |
| ข้อเสีย | 1. การใช้งานไฟฟ้าแรงสูง-จำเป็นต้องมีวงจรแยกเพิ่มเติม ทำให้การออกแบบมีความซับซ้อนและต้นทุนเพิ่มขึ้น 2.ไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความผันผวน-ในปัจจุบันหรืออุณหภูมิกว้าง-สูง |
1. ต้นทุนที่สูงขึ้น ขนาดและน้ำหนักที่มากขึ้น ข้อกำหนดที่กำหนดเองเพิ่มต้นทุนเพิ่มเติม 2.ไวต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า แกนแม่เหล็กอาจได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กภายนอก การรบกวนของพัลส์แรงดันไฟฟ้าสูง-อาจทำให้เกิดความอิ่มตัวและลดความแม่นยำในการวัด โดยต้องมีการออกแบบการป้องกันเพิ่มเติม 3.กระบวนการผลิตที่ซับซ้อนซึ่งมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับวัสดุหลักและความแม่นยำในการพัน |
หลักการสำคัญในการเลือกส่วนประกอบการสุ่มตัวอย่างในปัจจุบันสำหรับมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับคือ "การจัดลำดับความสำคัญของความเหมาะสมสำหรับสถานการณ์การใช้งาน โดยคำนึงถึงทั้งความแม่นยำและต้นทุน" สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมและระบบไฟฟ้าแรงสูง-แรงดันสูง กระแสสูง-ในปัจจุบันที่ต้องการการแยกทางไฟฟ้า หม้อแปลงกระแสเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด สำหรับ-แรงดันไฟฟ้าต่ำ กระแสไฟฟ้าต่ำ- และ-ต้นทุนที่ละเอียดอ่อนสำหรับผู้บริโภคและเครื่องมือขนาดเล็ก สามารถใช้สับเปลี่ยนได้ โดยมีเงื่อนไขว่าต้องมีการออกแบบการกระจายความร้อนและการแยกส่วนที่เหมาะสม