Пристрій і принцип роботи індукційного лічильника
Ще зовсім недавно, в кожній квартирі, приватному будинку або гаражі можна було побачити знайомий всім з дитинства електролічильник, який має алюмінієвий обертовий диск і рахунковий механізм у вигляді декількох цифрових барабанів. Така конструкція властива індукційному типу лічильника електроенергії. Принцип роботи цього вимірювального приладу заснований на взаємодії електромагнітного поля, яке виникає в котушках лічильника, з рухомим струмопровідних елементом - диском.
Одна з котушок однофазного індукційного лічильника підключається паралельно мережі змінного струму (обмотка напруги), а інша послідовно, в ланцюг між генератором електроенергії і навантаженням (обмотка струму). Струми, що протікають по обмотках приладу, створюють змінні магнітні потоки, які перетинають рухливий диск. Величина цих потоків пропорційна вхідній напрузі і споживаному струму. Згідно із законом електромагнітної індукції в диску виникають вихрові струми, спрямовані по слідування викликали їх магнітних потоків. Взаємодія вихрових струмів і магнітних потоків в диску призводить до виникнення електромеханічної сили, яка створює обертовий момент. В результаті цих процесів, отриманий обертається момент стає пропорційний добутку двох магнітних потоків (обмотки напруги і обмотки струму) на синус фазового зсуву між ними. Для правильної роботи лічильника даного типу необхідний фазовий зсув між магнітними потоками рівний 90 °, його отримують за допомогою розкладання магнітного потоку обмотки напруги на дві складові. Іншими словами, підсумувавши можна сказати, що частота обертання диска індукційного лічильника електроенергії пропорційна активної споживаної потужності, а витрата електроенергії пропорційний кількості оборотів диска. Індикація виміряного значення спожитої електроенергії відбувається за допомогою механічного відлікового пристрою. Ось відлікового пристрою зв'язується зубчастої передачею з віссю рухомого алюмінієвого диска і обертається синхронно з ним.
Пристрій і принцип роботи електронного лічильника
У 90-ті роки на території пострадянського простору на зміну електролічильників індукційного типу стали приходити електронні. Поява такого типу вимірювальних приладів стало можливим завдяки розвитку інтегральної електроніки, елементи якої стали доступніші і утворили міцну основу для сучасного високоточного лічильника. Найбільш прості моделі однофазних електронних лічильників містять в своєму складі спеціалізовані мікросхеми, які виконують функцію вимірювання потужності і перетворення її в частоту (наприклад ADE7755, виробництва Analog Devices). На борту такої мікросхеми знаходяться два 16-и розрядних сигма-дельта АЦП (аналого-цифрових перетворювача). До входу одного з них подають через термостабільний резистивний дільник (або трансформатор напруги) сигнал напруги, а до іншого сигнал напруги, яке виникає при проходженні струму навантаження через спеціальний низькоомним шунт (або трансформатор струму). Далі ці два сигнали, вже перетворені в цифрову форму, перемножуються і подаються на ФНЧ (фільтр низької частоти) для виділення постійної складової активної потужності. З виходу ФНЧ сигнал надходить на перетворювач потужності в частоту, після якого він вже стає придатним для подачі безпосередньо на електромеханічне відліковий пристрій, або для тимчасової роботи мікроконтролера. Більш складні моделі електронних лічильників мають в своєму складі, крім інформативних семисегментних РКІ (рідко-кристалічних індикаторів), ще й додаткові модулі, які виконують завдання тарифного обліку (тарифний модуль), прийому-передачі даних (інтерфейси), управління підключенням навантаження (реле) . Наявність в електронному лічильнику напівпровідникових пристроїв (мікросхем, індикаторів і т.д.) зумовило наявність в ньому вбудованого блоку живлення, який може конвертувати змінної напруги мережі в постійне, певного рівня для харчування внутрішньої електронної схеми. Багатофункціональність такого вимірювального пристрою дозволяє зробити його уніфікованим для використання у багатьох галузях промисловості і господарства, де потрібен точний контроль за електроенергією.