Счетчик как работает: Принцип работы электросчетчика

Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии / Хабр

За последнее время на смену индукционным счётчикам электроэнергии пришли электронные. В данных счётчиках счётный механизм приводится во вращение не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средством счёта и отображения показаний может являться микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Всё это позволило сократить габаритные размеры приборов, а также, снизить их стоимость.

В состав практически любого электронного счётчика входит одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющие основные функции по преобразованию и измерению. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и силе тока с соответствующих датчиков в аналоговом виде. Внутри микросхемы данная информация оцифровывается и преобразуется определённым образом. В результате, на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счётчику. Импульсы поступают на счётный механизм, который представляет собой электромагнит, согласованный с зубчатыми передачами на колёсики с цифрами. В случае с более дорогостоящими счётчиками с цифровым дисплеем применяется дополнительный микроконтроллер. Он подключается к вышесказанной микросхеме и к цифровому дисплею по определённому интерфейсу, ведёт накопление результата измерения электроэнергии в энергонезависимую память, а также, обеспечивает дополнительный функционал прибора.

Рассмотрим несколько подобных микросхем и моделей счётчиков, которые мне попадались под руку.

Ниже на рисунке в разобранном виде изображён один из наиболее дешёвых и популярных однофазных счётчиков «НЕВА 103». Как видно из рисунка, устройство счётчика довольно простое. Основная плата состоит из специализированной микросхемы, её обвески и узла стабилизатора питания на основе балластового конденсатора. На дополнительной плате размещён светодиод, индицирующий потребляемую нагрузку. В данном случае – 3200 импульсов на 1 кВт*ч. Также есть возможность снимать импульсы с зелёного клеммника, расположенного вверху счётчика. Счётный механизм состоит из семи колёсиков с цифрами, редуктора и электромагнита. На нём отображается посчитанная электроэнергия с точностью до десятых кВт*ч. Как видно из рисунка, редуктор имеет передаточное отношение 200:1. По моим замечаниям, это означает «200 импульсов на 1 кВт*ч». То есть, 200 импульсов, поданных на электромагнит, поспособствуют прокрутке последнего красного колёсика на 1 полный оборот. Это соотношение кратно соотношению для светодиодного индикатора, что весьма не случайно. Редуктор с электромагнитом размещён в металлической коробке под двумя экранами с целью защиты от вмешательства внешним магнитным полем.

В данной модели счётчика применяется микросхема ADE7754. Рассмотрим её структуру.

На пины 5 и 6 поступает аналоговый сигнал с токового шунта, который расположен на первой и второй клеммах счётчика (на фотографии в этом месте видно повреждение). На пины 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению в сети. Через пины 16 и 15 есть возможность устанавливать усиление внутреннего операционного усилителя, отвечающий за ток. Оба сигнала с помощью узлов АЦП преобразуются в цифровой вид и, проходя определённую коррекцию и фильтрацию, поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, в результате чего, согласно законам физики, на его выходе получается информация о текущей потребляемой мощности. Данный сигнал поступает на специализированный преобразователь, который формирует готовые импульсы на счётное устройство (пины 23 и 24) и на контрольный светодиод и счётный выход (пин 22). Через пины 12, 13 и 14 конфигурируются частотные множители и режимы вышеперечисленных импульсов.

Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.

Общий минусовой провод соединён с нулём 220В. Фаза поступает на пин 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения. Сигнал с шунта поступает на соответствующие входы микросхемы также через резисторы. В данной схеме, предназначенной для теста, конфигурационные пины 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счётчика, они могут иметь разную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключен к соответствующему пину последовательно вместе с оптической развязкой, на другой стороне которой подключается клеммник для снятия счётной информации (К7 и К8).

Из этого же семейства микросхем существуют похожие аналоги для трёхфазных измерений. Вероятнее всего, они встраиваются в дешёвые трёхфазные счётчики. В качестве примера на рисунке ниже представлена структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.

Вместо двух узлов АЦП, здесь применено их 6: по 2 на каждую фазу. Минусовые входы ОУ напряжения объединены вместе и выводятся на пин 13 (ноль). Каждая из трёх фаз подключается к своему плюсовому входу ОУ (пины 14, 15, 16). Сигналы с токовых шунтов по каждой фазе подключаются по аналогии с предыдущим примером. По каждой из трёх фаз с помощью трёх умножителей выделяется сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, кроме фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через пин 17 и служат для включения операции математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая, таким образом, суммарную потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации пина 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трёх сигналов, либо их модули. Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электроэнергии, подробности которых здесь не рассматриваются. Данный сигнал поступает на преобразователь, аналогичный предыдущему примеру с однофазным измерителем. Его интерфейс также практически аналогичен.

Стоит отметить, что вышеописанные микросхемы служат для измерения активной энергии. Более дорогие счётчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, её структура намного сложнее структуры микросхем из предыдущих примеров.

Микросхема измеряет активную и реактивную трёхфазную электроэнергию, имеет SPI интерфейс для подключения микроконтроллера и выход CF (пин 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с микросхемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него же осуществляется конфигурация микросхемы, в частности, установка многочисленных констант, отражённых на структурной схеме. Как следствие, данная микросхема, в отличие от предыдущих двух примеров, не является автономной, и для построения счётчика на базе этой микросхемы требуется микроконтроллер. Можно зрительно в структурной схеме пронаблюдать узлы, отвечающие по отдельности за измерение активной и реактивной энергии. Здесь всё гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.

В качестве примера рассмотрим ещё один интересный прибор: трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32». Как видно из фотографии ниже, данный счётчик ещё не эксплуатировался. Он мне достался в неопломбированном виде с небольшими механическими повреждениями снаружи. При всё при этом он находился полностью в рабочем состоянии.

Как можно заметить, глядя на основную плату, прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. С нижней стороны основной платы расположены три одинаковых модуля на отдельных платах по одному на каждый узел. Данные модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимальной необходимой обвеской. Эта микросхема является однофазным измерителем электроэнергии.

Модули запаяны вертикально на основную плату. Витыми проводами к данным модулям подключаются токовые шунты.

За пару часов удалось срисовать электрическую схему прибора. Рассмотрим её более детально.

Справа на общей схеме изображена схема однофазного модуля, о котором говорилось выше. Микросхема D1 этого модуля AD71056 по назначению похожа на микросхему ADE7755, которая рассматривалась ранее. На четвёртый контакт модуля поступает питание 5В, на третий – сигнал напряжения. Со второго контакта снимается информация в виде импульсов о потребляемой мощности через выход CF микросхемы D1. Сигнал с токовых шунтов поступает через контакты X1 и X2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на пинах 8-10 и сконфигурированы в «0,1,1».

Каждый из трёх таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения поступает на модуль через цепочку из четырёх резисторов и берётся с нулевой клеммы («N»). При этом стоит обратить внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. А вот, общий провод всей схемы соединён с нулевой клеммой. Данное хитрое решение по обеспечению питанием каждого узла схемы расписано ниже.

Каждая из трёх фаз поступает на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластовые RC цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем – на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими анодами с нулём. С первых трёх стабилитронов снимается напряжение питания для каждого модуля U3, U2 и U1 соответственно, выпрямляется диодами VD10, VD11 и VD12. Микросхемы-регуляторы D1-D3 служат для получения напряжения питания 5В. Со стабилитронов VD1-VD3 снимается напряжение питания общей схемы, выпрямляется диодами VD7-VD9, собирается в одну точку и поступает на регулятор D4, откуда снимается 5В.

Общую схему составляет микроконтроллер (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, поступающей с каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают с модулей U3, U2 и U1 на пины МК RA2, RA4 и RA5 через оптические развязки V1, V2 и V3 соответственно. В результате на пинах RC1 и RC2 МК формирует импульсы для механического счётного устройства M1. Оно аналогично устройству, рассматриваемому ранее, и также имеет соотношение 200:1. Сопротивление катушки высокое и составляет порядка 500 Ом, что позволяет подключать её непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей. На пине RC0 МК формирует импульсы для светодиодного индикатора HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъёме XT1. Последний реализуется через оптическую развязку V4 и транзистор VT1. В данной модели счётчика соотношение составляет 400 импульсов на 1 кВт*ч. На практике при испытании данного счётчика (после небольшого ремонта) было замечено, что электромагнитная катушка счётного механизма срабатывает синхронно со вспышкой светодиода HL2, но через раз (в два раза реже). Это подтверждает соответствие соотношений 400:1 для индикатора и 200:1 для счётного механизма, о чём говорилось ранее.

Слева на плате расположено место для 10-пинового разъёма XS1, который служит для перепрошивки, а также, для UART интерфейса МК.

Таким образом, трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трёх однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающий информацию с них.

В заключение стоит отметить, что существует ряд моделей счётчиков куда более сложней по своей функциональности. К примеру, счётчики с удалённым контролем показаний по электролинии, или даже через модуль мобильной связи. В данной статье я рассмотрел только простейшие модели и основные принципы построения их электрических схем. Заранее приношу извинения за возможно неправильную терминологию в тексте, ибо я старался излагать простым языком.

Электрический счетчик – подключение, устройство, принцип работы

Электрический счетчик – это измерительный прибор, предназначенный для учета количества израсходованной потребителем электроэнергии. Измеряется потребляемая электрическая мощность в кВт×час или А×час.

Электрический счетчик Меркурий 200

По принципу действия и устройству электрические счетчики бывают: электромеханические, гибридные и электронные (статические), показан на фотографии.

Содержание

Как самостоятельно выбрать счетчик для дома

Несмотря на кажущуюся сложность выбора для замены или установки нового электрического счетчика, домашнему электрику будет сделать это просто, если ознакомиться с основными критериями выбора.

Типы счетчиков по принципу работы

До недавних пор для учета расхода электроэнергии устанавливались только индукционные механические (электромеханические) счетчики. В них, потребляемый ток протекает через измерительную катушку медного провода, возбуждая магнитное поле. Это поле, воздействуя на диск, заставляет его вращаться со скоростью пропорциональной величине потребляемого тока. Через систему шестеренок вращательное движение передается на счетное устройство.

Электрические счетчики

На смену электромеханическим счетчикам пришли гибридные, которые встречаются в двух конструктивных исполнениях: Индукционный электронный и Электронный механический.

В индукционном электронном счетчике, как и в механическом, имеется катушка, вращающая диск. Вращаясь, он воздействует на сенсор, который вырабатывает импульсы, поступающие на электронное устройство с цифровым дисплеем.

В электронном механическом счетчике все наоборот. Датчиком тока служит твердотельный элемент, как в статическом счетчике, а счетное устройство установлено механическое, как в индукционном счетчике.

В настоящее время вышеупомянутые счетчики вытесняются современными статическими счетчиками, не имеющие механических деталей. В качестве датчиков расхода электроэнергии в них применяется твердотельный электронный элемент, с которого сигнал подается на электронный блок с цифровым дисплеем.

Выбор счетчика по принципу работы

В таблице приведены основные технические характеристики счетчиков учета электрической энергии. Для установки в квартире или доме подойдет любой из них. Поэтому при выборе нужно исходить из объема и времени суток потребления электроэнергии.

Если в ночное время электроэнергия потребляется в незначительных объемах, то лучшим выбором будет Индукционный механический или Индукционный электронный счетчик, так как недорогой, надежный, долговечный и практически не потребуется нести затраты на его ремонт.

Стоит отметить, что индукционные счетчики, в отличии от электронных имеют меньшую чувствительность, и если ток потребления мал, например, включен только на зарядку сотовый телефон, то счетчик считать не будет.

Хотя Статические счетчики в два раза дороже и менее надежны, но если в ночное время суток потребляется более 30% электроэнергии, то они быстро себя окупают и дают хорошую экономию, так как в них заложена функция тарификации. Это когда есть возможность вести учет потребляемой электроэнергии в ночное и дневное время отдельно. Стоимость ночной электроэнергии существенно ниже.

Поставляющие электроэнергию компании тоже заинтересованы в установке статических электронных счетчиков по причине избыточных мощностей в ночное время и исключения снижения показаний индукционных счетчиков с помощью магнитов и укладкой в горизонтальное положение.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для частного жилья подойдет однофазный двухпроводный электрический счетчик любого принципа работы, рассчитанный на напряжение 220 В и ток 60 А (максимальная мощность определяется умножением величины тока на напряжение и составит 13,2 кВт).

Мощность потребления электроприборами

Теоретическую максимальную мощность, которая будет потребляться в случае включения одновременно всех электроприборов в квартире не сложно подсчитать по данным приведенной в таблице. Для этого нужно сложить мощности всех имеющихся электроприборов. Но такой случай маловероятен.

Для более точного расчета теоретической суммарной мощности потребления электроприборами ее нужно взять из этикеток или инструкций по эксплуатации на них. Мощность указывается в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или кVA). 1 кВт=1000 Вт.

Электрическая схема подключения
электрического однофазного счетчика

На чертеже изображена электрическая схема щитка и квартирой электропроводки. Электрический счетчик обычно устанавливается в электрическом щитке вместе с автоматическими выключателями и УЗО.

Схема подключения счетчика к электропроводке в щитке

На однофазный счетчик электрическая энергия подается из электросети через щиток, установленный в подъезде дома. В щитке на каждую квартиру устанавливается отдельный автоматический выключатель и с него провода идут непосредственно на счетчик. Один провод называется фазой, второй – нулем, а третий – заземлением.

В квартирах и домах старой постройки электропроводка прокладывалась без заземляющего провода. Он непосредственно в работе электропроводки участие не принимает и предназначен исключительно для повышения безопасности при эксплуатации электроприборов.

Схема подключения счетчика к электропроводке

Согласно ГОСТ Р 52320-2005 на корпусе счетчика рядом с клеммами для подключения проводов обязательно должна быть нанесена схема его подключения. На фотографии это табличка желтого цвета.

Согласно правил фазный провод L, идущий от электросети, подключается к первому (левому на фотографии) зажиму клеммы. А со второго подается в бытовую электропроводку. Третий и четвертый контакты клеммы соединены внутри счетчика между собой и предназначены для подключения нулевого провода N.

Трехфазный счетчик подключается по такому же принципу. На первый контакт подается фаза А, а со второго – снимается. На третий подается фаза В, а с четвертого выходит. На пятый подается фаза С, а с шестого снимается. Нулевой провод N подается и снимается соответственно с седьмого и восьмого контакта.

Внимание! Перед работой по замене или установке счетчика необходимо отключить подачу на него напряжения отключением автоматического выключателя в распределительном щитке на лестничной площадке и проверить отсутствие фазы на подводящих проводах с помощью индикатора фазы.

Устройство электросчетчика

Как работает счетчик электроэнергии старого и нового образца

В статье подробно рассмотрена конструкция и принцип действия счетчика электроэнергии, как индукционного, так и электронного.


Все мы знаем, зачем нужен счетчик электроэнергии – для правильного учета расхода электричества. На основании показаний электросчетчика осуществляется оплата «за свет». В этой статье мы хотели бы рассказать читателям самэлектрик.ру об устройстве и принципе работы счетчика электроэнергии. Для вас мы рассмотрим как электронную модель, так и старого образца – индукционную. Содержание:

Индукционный

Старые электросчетчики состоят из следующих элементов:

  1. Последовательная обмотка, именуемая также токовой катушкой. Состоит из нескольких витков толстого провода.
  2. Параллельная обмотка (катушка напряжения). Устроена, наоборот, из большого количества витков провода маленькой толщины.
  3. Счетный механизм. Устанавливается на оси алюминиевого диска.
  4. Постоянный магнит, назначение которого – тормозить и обеспечивать плавный ход диска.
  5. Диск из алюминия. Крепится на подшипниках и подпятниках.

Как видно на схеме, устройство индукционного счетчика электроэнергии достаточно простое. Что касается принципа работы, он также несложен. Сначала переменное напряжение подается на параллельную обмотку (катушку напряжения) и далее протекает на вторую, токовую катушку. Между двумя электромагнитами катушек возникают магнитные вихревые токи, которые, собственно, и способствуют вращению диска. Чем больше сила тока, тем быстрее будет крутиться диск. В свою очередь счетный механизм работает по следующему принципу: вращение от диска передается к барабану за счет червячной передачи (этому способствует установленный на оси диска червяк, который передает вращение через шестеренку, что видно на схеме выше).

Наглядно увидеть, как работает индукционный электросчетчик, вы можете на видео ниже:

Схема работы прибора учета электроэнергии старого типа

Обращаем ваше внимание на то, что принцип работы однофазного счетчика электроэнергии старого образца аналогичен трехфазной модели.

Электронный

В электронном счетчике, к примеру, Энергомера ЦЭ6803В, нет ни диска, ни червячной передачи. Устройство счетчиков электроэнергии нового образца показано на схеме и фото ниже:


Принцип действия электронной модели заключается в том, что датчики тока и напряжения передают сигналы на преобразователь. Последний, в свою очередь, передает код на микроконтроллер для дальнейшей расшифровки и передачи данных на дисплей. В результате мы видим, сколько киловатт электроэнергии израсходовано на данный момент.

На этом видео подробно рассматривается устройство электронного и индукционного счетчика:

Как устроены электросчетчики

Что касается многотарифных приборов учета, типа «день-ночь» или трехтарифные модели, в их устройстве дополнительно встроен модуль памяти, который запоминает количество тока, «намотанное» в разных режимах: днем и ночью. Это нужно для того, чтобы правильно подсчитывать оплату за электроэнергию (с 23:00 до 7:00 стоимость киловатта меньше, чем в остальное время суток). Про преимущества и недостатки двухтарифных электросчетчиков можете прочитать в нашей статье.

Существуют также модели приборов учета электроэнергии с пультом. В их конструкцию внесен механизм, который может блокировать систему подсчета израсходованного электричества.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, какое устройство и принцип работы счетчиков электроэнергии. Надеемся, информация была для вас понятной и полезной!

Будет полезно прочитать:

  • Как работает магнитный пускатель
  • Как снимать показания с электросчетчика
  • Устройство и принцип действия реле напряжения

Схема работы прибора учета электроэнергии старого типа

Как устроены электросчетчики


НравитсяКак работает счетчик электроэнергии старого и нового образца0)Не нравитсяКак работает счетчик электроэнергии старого и нового образца0)
Электронный счетчик электроэнергии: характеристики и определение показателей

Содержание статьи:

Для контроля затрат электричества в квартирах многоэтажек используется электронный счетчик электроэнергии. Подключение цифрового прибора осуществляется через общий трансформатор. В процессе работы счетчик постоянно измеряет мощность заданного участка сети и выводит ее величину в удобочитаемом виде.

Конструкция и принцип работы

Прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера

Измерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:

  • корпусом из термостойкого пластика или металла с клеммной колодкой;
  • дисплеем – ЖК-индикатором, где отображаются данные и время, или механическим;
  • источником запитки электронной схемы;
  • токовым трансформатором – выполняет функции измерителя;
  • микроконтроллером, преобразующим сигнал на входе в электрические величины;
  • телеметрическим выходом для интеграции с АСКУЭ;
  • часами – позволяют отслеживать реальное время и даты;

    Внешний вид электронного электросчетчика

  • супервизором – отслеживает колебания напряжения на входе и подает команду сброса микроконтроллеру, когда напряжение выключается либо включается;
  • системой управления;
  • оптическим портом, позволяющим снимать показания устройства.

Через оптический порт можно запрограммировать цифровой счетчик.


Принцип работы цифрового счетчика электроэнергии заключается в прямом замере напряжения и тока. Он оцифровывает информацию, передавая ее на индикатор и сохраняя в памяти. Импульсы входных электронных твердотелых элементов создают под воздействием тока напряжения. Количество импульсов зависит от активности энергии.

Основные характеристики цифровых счетчиков

На территории РФ приборы начали применять с момента приватизации энергетической отрасли и подорожания электричества. Электронные устройства обладают рядом положительных характеристик:

  • точность показаний при быстрой перемене напряжения или его снижении;
  • учет электроэнергии по нескольким тарифам;
  • подсчет различных типов энергии с помощью одного аппарата;
  • одновременно замеряется мощность, количество и качество энергоресурсов;
  • хранение данных в памяти и наличие к ним пользовательского доступа;
  • предотвращение несанкционированного доступа и хищения электричества;
  • дистанционное снятие показаний и предварительный подсчет потерь;
  • совместимость с автоматическими сервисами коммерческого учета электроэнергии.

Прибор не могут взломать злоумышленники и подключиться к нему для кражи электричества. Интервал проверки изделия составляет 16 лет.

Отличия электронных счетчиков от индукционных

Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Индукционные модели работают по принципу создания электромагнитного поля в катушке и его взаимодействия с токопроводящим диском. Однофазный аппарат подключается к катушке-сети переменного тока параллельно. Магнитные потоки и вихревые токи взаимодействуют между собой только в диске. Индукционный счетчик будет функционировать нормально при фазовом сдвиге в 90 градусов. Энергозатраты зависят от интенсивности вращения диска, которая соответствует мощности потребления.

Принцип работы эл счетчика основывается на подсчетах мощности активного и реактивного типа. Это позволяет точно подсчитывать энергозатраты, если в помещении трехфазный тип подключения.

Индукционные модели считают расход по единому тарифу, цифровые приборы отслеживают параметры в зависимости от времени суток. Точность измерения нового счетчика – 1-й категории, традиционные выпускаются с классом точности 2,5.

По сравнению с индукционным цифровой счетчик на собственные нужды затрачивает минимум энергоресурсов. Традиционные устройства нельзя поставить снаружи, а электронные могут работать в условиях мороза, защищены от воздействия влаги и пыли.

Надежность показаний и необходимость ремонта

Качественный цифровой электросчетчик отличается высокой точностью. Проверить параметры без нарушения целостности корпуса и пломб можно так:

  1. После прекращения подачи напряжения индикатор останавливается. Если учет продолжается – устройство неисправно.
  2. Счетчик всегда жужжит при работе, о неполадках свидетельствует самоход.
  3. Показания искажаются при отключении всех бытовых приборов. Обязательно проверяется наличие самохода.

Тестирования лучше производить ночью, в условиях минимальной нагрузки на электросеть. Если самохода нет, импульсы индикатора отсутствуют на протяжении 15 минут. Импульс, возникший, когда подключение не произведено, означает поломку.

Заниматься ремонтом цифрового счетчика должны только сотрудники компании энергосбережения. Пользователь обращается в инстанцию для получения разрешения на проверку и замену аппарата.

Обозначение показателей цифрового счетчика

На основании данных электронного счетчика определяется несколько показаний:

  • Энергозатраты за конкретный временной период. Понадобится вычесть из конечных показаний начальные. При необходимости расчетные данные умножают на коэффициент трансформации;
  • Подключение бытовой техники и освещения в определенный момент. Устанавливается по загоранию/выключению светового индикатора.
  • Параметры мощности, величины проходящего тока, процессы перегрузки сети и счетчика.

Цифровые приборы можно запрограммировать на дневную и ночную тарификацию. Для этого достаточно выбрать время подсчета.

Критерии подбора

Один из критериев выбора электросчетчика – количество тарифов

Перед покупкой устройства стоит обращать внимание на ряд параметров:

  • Допустимая величина тока. Цифровые модели рассчитаны на ток 5-60А, что подходит для квартир и частных домов.
  • Дата проверки. На трехфазном счетчике должна находится пломба не старше 1 года.
  • Количество пломб. Первое опломбирование делают государственные органы – отметку проставляют на кожухе. Вторая пломба на зажимной крышке – от предприятия энергоснабжения.
  • Опционал. Чем больше функций, тем дороже счетчик. Но внутренний тарификатор создает график нагрузки, а в журнале событий отмечается повышение и понижение напряжения в каждой фазе.
  • Обслуживание и гарантии. Качественные модели имеют большой гарантийный период. Сервисный центр бренда есть в городе покупателя.
  • Интервал проверки. Оптимально – от 10 до 16 лет.
  • Интеграция с АСКУЭ. Показания автоматически передаются провайдеру.
  • Фазность. Информация указывается на табло. Однофазный аппарат имеет маркировку 220 или 230 В, трехфазный – 220/380 В или 230/400 В.
  • Количество тарифов. Двухтарифная схема исключает переплаты за электричество в ночное время.
  • Способ монтажа. Цифровой аппарат крепится на винтах (корпус S или Ш) или дин-рейках (корпус R или P).

Продавец обязан поставить печать на приборе и записать его стартовые показания.

Список лучших аппаратов учета

Потребители и профессиональные электрики рекомендуют несколько устройств.

Меркурий 201.8

Прочный бюджетный прибор с разрешением ЖК-экрана 7 разряда и классом точности 1. Рассчитан на сеть с напряжением 220-230 В и силой тока 5-80 А. Исправно работает в условиях жары и мороза при влажности до 90 %. Оснащен:

  • модульным корпусом;
  • измерительным токовым конвертером;
  • винтовыми клеммами;
  • светодиодной подсветкой зоны показаний.

Эксплуатационный срок модели – 30 лет, ревизионный – 16 лет.

Нева М. Т.123

Аппарат с рабочим напряжением 230 В и номинальным током 5 А. Гарантия изготовителя – 30 лет. Предназначен для измерения:

  • частоты напряжения в сети;
  • активной мощности электролинии;
  • показателей токового напряжения и силы.

Модель имеет 1 класс точности, может устанавливаться в офисах, домах, торговых залах и квартирах.

Энергомера CE102M S7 145-JV

Класс точности модели – 1. Она не подвергается климатическим, электромагнитным и механическим повреждениям. Устройство рассчитано на силу тока 5-60 А, рабочее напряжение 220-230 В. Может работать без сбоев при температуре от -45 до +70 градусов и влажности 98 %. Дополнительные возможности:

  • шпунт;
  • память энергонезависимого типа;
  • интерфейсы связи;
  • пользовательское перепрограммирование;
  • вывод данных за нужный период времени;
  • снятие информации без напряжения.

В память счетчика нельзя внести корректировки.

Электронные счетчики – это современные учетные аппараты с широкими функциональными возможностями. Они гарантируют точность измерений, отличаются надежностью и стойкостью к внешним воздействиям.

Как устроен счетчик электроэнергии - особенности конструкций. Жми!

Сегодня в каждом доме находится огромное количество различных электрических приборов, и чтобы отслеживать потребление ими электроэнергии,устанавливается приборы учета.

Но, когда необходимо их заменять, возникает проблема, ведь придя в магазин мы видим огромное количество разных вариантов. А не имея нужных знаний мы теряемся в выборе, не понимая, что к чему. Чтобы этого не случалось, стоит разобраться, какие есть виды счетчиков и их особенности.

Сегодня существует всего несколько типов счетчиков, это: электронные и механические (еще их называют индукционными).

Индукционные

После включения в розетку любого электроприбора, возрастает нагрузка и соответственно увеличивается скорость вращения магнитного диска.

Наверное, всем знакомы счетчики, которые имеют вращающийся диск.

Схема работы — проста и понятна, чем выше скорость вращения этого колесика, тем, соответственно, больше идет расход электроэнергии.

Чтобы определить показания израсходованной энергии – достаточно посмотреть на обозначения, которые находятся на специальных крутящихся барабанах.

Такие счетчики имеют следующий принцип работы:

  1. Внутри устройства есть 2 катушки – первая это катушка напряжения, а вторая токовая. Магнитные потоки, которые они образуют, проникают через алюминиевый диск. А потоки, идущие от токовой катушки, проникают по несколько раз. В результате этого образуются электромеханические силы, которые собственно и вращают этот диск.
  2. Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите)Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите)Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите)

    После вращения дисковая ось начинает взаимодействие уже с самим счетным механизмом, которым является червячная передача.А уже непосредственно от неё поступает информация на сами цифровые барабаны, которые мы видим на счетчике.

    В зависимости от скорости вращения диска, зависит и мощность сигнала — чем она больше, тем выше мощность, а соответственно больший расход энергии.

  3. В те моменты, когда потребляемая мощность снижается, начинает действовать магнит торможения. Именно за счет постоянного взаимодействия его с вихревыми потоками и происходит уменьшение частоты вращения диска.В этом случае магнит является источником электромеханической силы, которая имеет противоположную направленность кручения диска, что и уменьшает его скорость, и может его полностью остановить.

Это интересно: используя данный счетчик, еще с советских времен были придуманы способы для «отмотки» электроэнергии. В этих случаях происходит уменьшение показателей на информационном табло электросчетчика, но использование таких способов является противозаконным.

Такие счетчики не только самые просты по конструкции, но и самые дешевые. Широкое распространение такой вид получил еще в советское время, когда практически во всех квартирах были установлены как раз приборы данного типа.

Но со временем их вытесняют более современные и имеющие меньше недостатков электронные электросчетчики. Так, к примеру, индукционные счетчики электроэнергии имеют определенную погрешность в показаниях, за счет своих физических свойств.

Подробности оплаты электроэнергии по счётчику рассмотрены в этой статье: https://teplo.guru/elektrichestvo/kak-poschitat-po-schetchiku.html

Плюсы и минусы механических моделей

Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите)Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите)К положительным сторонам, которые имеет данное устройство, можно отнести:

  • надежность в эксплуатации;
  • долговечность;
  • отсутствие подверженности к скачкам напряжения;
  • более дешевые, нежели электронные.

А вот что касается недостатков, то их несколько больше, чем положительных сторон:

  • низкий класс точности;
  • близкая к нулю защита от воровства электричества;
  • повышенное потребление тока самим счетчиком;
  • при уменьшении нагрузки – пропорционально увеличивается и погрешность в расчете;
  • большой размер счетчика.

Электронные

Обмануть электронные счетчики невозможно, так как все проходящие мощности через него фиксируются, за счет преобразования их в импульсные сигналы.

Данный тип бытовых электросчетчиков является хоть и более дорогостоящим, нежели индукционные, но, при этом, такие аппараты выгоднее в использовании. Они обладают более высоким классом точности, а также могут работать в режиме многотарифности.

Работают такие электронные электросчётчики, преобразовывая поступающий от датчиков тока обычный аналоговый сигнал непосредственно в цифровой код, который полностью равнозначен используемой мощности. Дальше код в системе направляется в специальный микроконтроллер, где он проходит расшифровку.

Последний этап движения – это экран дисплея, на котором уже и отображается, сколько используется сейчас электроэнергии и общий расход.

Важно знать: после измерения мощности, данный вид счетчиков в автоматическом режиме рассчитывает все показатели, учитывая коэффициент трансформации.

Устройство электросчетчика. Для увеличения нажмите)Устройство электросчетчика. Для увеличения нажмите)Устройство электросчетчика. Для увеличения нажмите)

Основной элемент в таких счетчиках — микроконтроллер.

Как раз в его функции входит не только расшифровка сигнала, но и расчет потребляемой энергии в данный момент.

Он также преобразует информацию для вывода на дисплей.

Такой электросчетчик представляет собой корпус, в котором находится трансформатор тока, а также специальные модули, необходимые для преобразования сигнала.

Советы по выбору счётчика представлены в данной статье: https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/kak-vybirat.html

Если же говорить более детально, то он состоит из:

  • дисплея, на который выводится все информация;
  • источника переменного напряжения;
  • главной детали в виде микроконтроллера, о котором упоминалось выше;
  • преобразователя;
  • супервизора;
  • чипа для хранения данных;
  • специального телеметрического выхода, который необходим для принятия сигнала об уровне электропотребления;
  • часов, для отображения текущего времени;
  • оптического порта, который необходим для считывания показаний счетчика, а также для его программирования.

Плюсы и минусы электронных приборов

Устройство электросчетчика. Для увеличения нажмите)Устройство электросчетчика. Для увеличения нажмите)К положительным сторонам можно отнести:

  • многотарифность;
  • возможность ведения учета в двух направлениях;
  • легкий доступ к данным;
  • возможность долговременного хранения данных об потреблении электроэнергии;
  • на экран выводится мощность и объем потребляемой энергии;
  • высокий класс точности;
  • фиксация всех попыток несанкционированного хищения электричества;
  • возможность получить данные счетчика дистанционно;
  • незначительные габариты.

Что касается недостатков таких устройств, то их крайне мало:

  • высокая чувствительность к колебаниям напряжения;
  • повышенная цена в сравнении с индукционными;
  • сложность, а зачастую и невозможность ремонта.

Правила и порядок расчёта электроэнергии без использования счётчика представлены в этой статье: https://teplo.guru/elektrichestvo/normativy-potrebleniya-bez-schetchika.html

Смотрите видео, в котором специалист разъясняет особенности устройств различных типов счетчиков электроэнергии:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Электросчетчик – устройство и принцип работы

Электросчетчик – устройство и принцип работы

Без счетчиков электроэнергии не обходится работа ни одного электрифицированного объекта, будь то гараж, частный дом или промышленное предприятие. Сегодня на рынке представлены счетчики разных типов, моделей, модификаций. Это позволяет подобрать оптимальный вариант с учетом особенностей объекта и количества используемой электроэнергии. Что представляет собой электросчетчик, устройство и принцип работы данного прибора рассмотрим ниже.

Как ведется подсчет электроэнергии

Независимо от устройства и принципа работы, электросчетчик имеет одно назначения – подсчет количества электроэнергии, которая была израсходована за определенный промежуток времени. Расход измеряется в киловатт-часах. Один киловатт-час (кВт·ч) – это количество электроэнергии, которое расходуется потребителем за временной промежуток, равный часу. В цифровом выражении это представлено так:

1 кВт·ч = 1 киловатт × 1 час = 1000 Ватт × 3600 секунд = 3600000 Джоулей = 3,6 Мегаджоуля.

Можно рассмотреть на примере конкретного прибора. Если утюг мощностью 2 киловатта будет работать полчаса, расход составит:

2 кВт × 0,5 часа = 1 кВт·ч.

Классификация электрических счетчиков

По конструктивному устройству электросчетчики делятся на:

  • механические – считаются устаревшими. Из-за больших габаритов и низкой точности показаний они практически не используются;
  • электромеханические – в основном, используются на объектах бытового назначения, где учет электроэнергии ведется по единому тарифу;
  • электронные – более совершенные модели с широким функционалом и высокой точностью показаний. Рекомендуются для установки на объектах, где предусмотрена разная тарификация учета расхода электрической энергии.

Устройство счетчика электроэнергии

Устройство электросчетчика с электронным измерительным механизмом предусматривает наличие таких элементов:

  • специализированные микросхемы, выполняющие функцию замера количества электроэнергии и преобразования полученных данных в единицы измерения;
  • вычислительный механизм;
  • защитный корпус;
  • импульсный или цифровой выход (в зависимости от модели) для возможности удаленного считывания показаний и интеграции прибора в единую систему автоматизированного учета расхода энергии.

В электромеханическом счетчике вычислительный механизм представлен электромагнитом, соединенным с барабаном, который представляет собой систему колесиков с цифрами. В электронном приборе в качестве счетного механизма используется микроконтроллер, подключенный к цифровому дисплею. Устройство электросчетчиков данного типа предусматривает наличие модуля энергонезависимой памяти, в котором регистрируется количество тока, использованное в разных режимах – например, в дневное и ночное время суток.

Принцип работы однотарифного электросчетчика

Принцип работы электросчетчика электромеханического типа достаточно простой. При включении электроприборов на вход счетчика поступают сигналы о напряжении и силе тока, которые фиксируются соответствующими датчиками и передаются на преобразователь. Он, в свою очередь, оцифровывает эти сигналы и преобразует их в импульсы определенной частоты. Импульсы передаются на электромагнит счетного механизма, далее, посредством зубчатой передачи, сигнал поступает на колесики барабана. В результате данные отображаются в виде конкретных цифр.

Как считываются показания электромеханического однотарифного счетчика

Электромагнитные модели торговой марки Пульсар производства компании «Тепловодохран» оснащены счетным механизмом с шестиразрядным барабаном. Принцип работы электросчетчиков данного типа предусматривает вывод показаний на переднюю панель прибора. При считывании принимаются во внимание первые пять цифр (колесики черного цвета). Показания корректны только в том случае, если прибор подключен к исправной сети электропитания (должен гореть светодиодный индикатор), опломбирован, эксплуатируется с соблюдением сроков поверки и рекомендаций производителя.

Подготовка электромагнитного счетчика к использованию

Перед монтажом и использованием проведите тщательный осмотр прибора на наличие механических повреждений корпуса, проверьте целостность пломб. Напряжение, которое подводится к параллельной цепи электросчетчика, не должно превышать 265 Вольт. Сила электротока в последовательной сети электросчетчика не должна быть выше 60 или 100 Ампер в зависимости от модификации прибора .

Подключение прибора проводится только при обесточенной сети электропитания. После подключение и опломбирования включите электроприборы. При правильном подключении мигает светодиодный индикатор, показания расхода электроэнергии увеличиваются.

Как работает электронный многотарифный электросчетчик

Принцип работы электросчетчиков многотарифного типа аналогичен принципу работы электромагнитных приборов. Единственное отличие – преобразованный сигнал подается на микроконтроллер, который управляет цифровым дисплеем, запоминающим устройством и электронным реле. На дисплей выводится не только количество использованной электроэнергии, но и значения физических величин электросети: мощность, сила электротока, частота сети и другие.

Многотарифные счетчики торговой марки Пульсар способны вести учет электрической энергии по четырем тарифам в двенадцати сезонах. Они оснащены встроенной литиевой батареей, которая обеспечивает автономный ход часов в случае отключения подачи электропитания. Ресурс батареи рассчитан на 16 лет непрерывной работы.

Встроенный модуль памяти позволяет вести журнал событий, рассчитанный на 22 типа событий. В свою очередь, каждый тип может включать до 24 событий.

Как считываются показания электронного счетчика

Принцип работы электросчетчиков данного вида предусматривает вывод показаний на электронный дисплей. Сценарий вывода показаний задается пользователем. Появление на дисплее значка в виде треугольника с восклицательным знаком свидетельствует о наличии ошибок.

Вычислительный механизм может находиться в циклическом или нециклическом режиме работы. В первом случае переключение тарифных режимов осуществляется автоматически (период отображения программируется). Во втором переключение режимов осуществляется вручную посредством нажатия кнопки на крышке корпуса.

Для дистанционного считывания данных предусмотрен цифровой интерфейс RS485 с гальванической изоляцией от входных цепей.

Подготовка электронного счетчика к использованию

Перед установкой электросчетчика необходимо убедиться в его технической исправности, отсутствии повреждений. Следует также проверить заводские настройки прибора. Если они не соответствуют вашим требованиям, проводится перепрограммирование через интерфейс RS485 с использованием ПК и специального программного обеспечения.

После подключения прибора к сети электропитания на дисплее должна появиться информация о версии программного обеспечения и результате самодиагностики. При отсутствии ошибок на дисплее последовательно отображаются разрешенные режимы работы. Показания значений силы электротока и напряжения в сети соответствуют реальным.

На нашем сайте вы можете купить электросчетчик по привлекательным ценам!

принцип работы, схема прибора и инструкция

Размер платы за электроэнергию зависит не только от количества подключенных приборов, но и от точности и типа счетчика. Один из самых надежных — электронный электросчетчик.

Виды

Суть работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и расчете потребления. В то же время имеются несколько вариантов конструкции счетчика. Данные приборы делятся:

  • В соответствии с принципом подключения — оборудование напрямую подключено или подключено в трансформаторную цепь.
  • В зависимости от измеряемых значений — однофазные и трехфазные.
Подключение однофазного счетчика
  • По типу конструкции — механические, электронные и гибридные.
  • По числу тарифов — одно- или многотарифные.
Трехфазный прибор в сети

Электронные устройства имеют ряд преимуществ: они более точны и позволяют использовать несколько цен на электроэнергию, при этом показания пересчитываются по этим ценам независимо от владельца.

Важно! Существуют также гибридные счетчики с цифровым интерфейсом и механическим вычислительным устройством, но используются они редко.

Технические параметры

Общие требования:

  • Уровень точности не менее 0,5S.
  • Соответствие требованиям ГОСТ Р (52320-2005, 52323-2005, 52425-2005).
  • Сертификат об утверждении типа.

Функциональные требования:

  • Измерение и расчет активной и реактивной мощности (общая мощность для непрерывной работы), мощность в одном или двух направлениях (30-минутные приращения мощности).
  • Сохранять результаты измерений (на время не менее 35 дней) и информацию о состоянии измерительного прибора.
  • Наличие энергонезависимых часов, обеспечивающих точный показ даты и времени (с использованием внешней синхронизации с ежедневной точностью не менее ± 5,0 секунд в составе SOEV).
  • Поддержание автоматической коррекции времени.
  • Автоматическая самодиагностика через обобщенные сигналы в журнале событий.
  • Предотвращение несанкционированный доступ к информации и программному обеспечению.
  • Прибор должен обеспечивать работу в диапазоне температур, определяемых условиями эксплуатации. (-40 .. + 550С).
  • Среднее время наработки на отказ составляет не менее 35 000 часов.
  • Интервал тестирования — не менее 8 лет.

Принцип работы и схема подключения

Принцип работы счетчика основан на непосредственном измерении напряжения и тока: вся информация о потребляемой мощности подается в индикатор и сохраняется в памяти устройства.

Как устроен электронный счетчик электроэнергии

Электронный электросчетчик имеет следующие преимущества:

  • Позволяет более точно считывать информацию, тем самым предотвращая большую погрешности измерения электроэнергии.
  • Его размер намного меньше механического.
  • Он может автоматически переключаться между тарифами без необходимости присутствия хозяина. Это существенно экономит средства.
  • Электронная модель проверяется каждые 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности исчисления. Проверка выполняется в рамках правил для обеспечения согласованности измерений.

Важно! Первая проверка выполняется на заводе-изготовителе, дата указана в паспорте прибора.

Помимо преимуществ имеются и некоторые недостатки. К ним относятся более высокие затраты на приобретение самого приборов и их ненадежность: несмотря на гарантию производителя, электронные модели приходится заменять чаще, чем механические модели. Последние работают в течение десятилетий, потому что их устройство очень простое, и ломаться, по сути, нечему.

Напряжение тока внутри счетчика преобразуется в электрические импульсы. Их количество варьируется в зависимости от входной энергии. То есть чем больше потребляемая мощность, тем больше импульсов получает и считает устройство.

Электронный счетчик вместе со счетным устройством имеет дисплей, который показывает изменения в потреблении тока, максимальных и минимальных значениях и других данных, требуемых владельцем.

Инструкция по применению

Инструкция по эксплуатации и монтажу содержит следующие пункты:

  • Прибор может устанавливать персонал, прошедший инструктаж по мерам безопасности и имеющий квалификационную группу по электробезопасности не ниже уровня III (электрическая установка до 1000 В).
  • Перед установкой надо извлечь прибор из транспортной упаковки и провести внешний осмотр.
  • Убедиться, что корпус и защитная крышка распределительной коробки не имеют значительных повреждений.
  • Установить счетчик на рабочем месте, снять защитную крышку распределительной коробки и подключить к цепи напряжения

Важно! Подключение к сети проводить только с отключением питания

  • Установить крышку распределительной коробки и закрепить ее двумя винтами.
  • Включить питание и убедиться, что счетчик включен: индикатор показывает значение энергии, учитываемое в текущей зоне.
  • Отметить в таблице дату установки и дату ввода в эксплуатацию.
Монтаж счетчика в щит

Как самостоятельно проверить счетчик

Чтобы проверить работоспособность счетчика, нужно провести несколько шагов:

  1. Нужно убедиться, что прибор правильно подключен к сети 220 или 380 В в соответствии со схемой.
  2. Проверить, что диск не вращается произвольно. Для этого нужно отключить все автоматы в щитке и подождать некоторое время. Если счетчик все равно вращается, то он неисправен.
  3. Проверка намагниченности. Влияние магнита также меняет работу прибора. Проверить его наличие можно с помощью небольшой металлической иголкой или специальным прибором.
Проверка прибора с помощью специальных приборов

Электронный счетчик — дорогой, но точный прибор, который в дальнейшем поможет сэкономить на плате за электроэнергию. Сложность конструкции обеспечивает удобство работы, но также является причиной частых поломок.

c - if (counter & (1

Переполнение стека
  1. Товары
  2. Клиенты
  3. Случаи использования
  1. Переполнение стека Публичные вопросы и ответы
  2. Команды Частные вопросы и ответы для вашей команды
  3. предприятие Частные вопросы и ответы для вашего предприятия
  4. работы Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  5. Талант Нанимать технический талант
  6. реклама Связаться с разработчиками по всему миру
,

Как работают счетчики Гейгера?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 14 октября 2019 года.

клик клик клик! Благодаря гениальному немецкому физику по имени Ганс Гейгер, мы все слышали звук Радиоактивность. Точно так же у нас есть счетчики Гейгера, потому что большая часть излучения (радиоактивных частиц и энергии) чрезвычайно вреден для живых существ, совершенно невидим и очень трудно обнаружить другими способами.Что такое счетчики Гейгера? Как они работают? Давайте внимательнее посмотрим!

Artwork: Основная концепция счетчика Гейгера - трубка, прикрепленная к измерителю, которая может обнаруживать и измерять частицы излучения.

Что такое радиоактивность?

Существует несколько различных типов излучения, вызванного разные процессы. Космические лучи, например, прибывают на Землю из космоса, но есть много естественное излучение здесь на Земле, а также. Излучение также производится искусственными процессами это происходит внутри атомных электростанций и ядерных бомб.

Artwork: Изотопы - это атомы элемента, которые содержат одинаковое количество протонов и электронов, но разное количество нейтронов. Нестабильный (радиоактивный) изотоп, естественно, попытается сделать себя более стабильным, избавившись от некоторых из этих частиц и превратившись в другой атом.

Что вызывает излучение? Атомы определенного химического элемента часто существуют в несколько разных формах, называемых изотопами. Например, металлическое олово имеет десять стабильных изотопов: атомы с одинаковым числом протонов и электронов (по 50 каждого), но разное количество нейтронов.Стабильные изотопы - это те, которые достаточно счастливы, чтобы оставаться они бесконечно: им нечего получить, превратившись в разной формы. Однако не все изотопы стабильны. У углерода много изотопов, два наиболее известных из которых представляют собой углерод-12 (обычный, стабильный атомы углерода с шестью протонами, шестью нейтронами и шестью электронами) и углерод-14 (с шестью протонами, восемью нейтронами и шестью электронами). Имея больше (или меньше) нейтронов, чем идеал, можно сделать атом неустойчивый, что он самопроизвольно превращается в другой, более стабильный атом или изотоп, выделяя некоторые из его нежелательных, субатомных частицы или энергия.Таким образом, атомы углерода-14 спонтанно (хотя и очень медленно) превратиться в атомы азота. Нестабильные атомы радиоактивные изотопы и частицы, которые они испускают являются излучением. Виды излучения, о которых мы говорим: альфа-частицы (два протона и два нейтрона, соединенные вместе, так они как ядра атомов гелия), бета-частицы (электроны путешествовать на высоких скоростях с высокой энергией) и гамма-лучи (очень электромагнитные лучи высокой энергии - немного похоже на наддув лучи света, только невидим для наших глаз и намного опаснее).

Ионизирующее излучение

Фото: специалист по технике безопасности проезжает вокруг атомной электростанции Pantex в Амарилло, штат Техас, проверяя радиацию с помощью счетчика Гейгера. Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США.

Прибывают ли они с Земли или из космоса, радиоактивные частицы и лучи имеют энергию. Земля окружена газовым покровом ( атмосфера), поэтому, когда радиоактивные частицы проходят через него, они сталкиваются с молекулами газов, таких как кислород и азот, расщепляя их на электроны и положительно заряженные ионы.Это называется ионизация. Теперь излучение может быть невозможно увидеть, но обнаружение ионы и электроны намного проще. Это работа, которую делает счетчик Гейгера для нас: он обнаруживает ионизирующее излучение, обнаруживая заряженный частицы, которые излучение создает при прохождении через газы в Мир вокруг нас.

Что такое счетчик Гейгера?

Фото: моряк ВМС США использует счетчик Гейгера для проверки радиации на борту атомного судна. Обратите внимание на детекторную трубку спереди, ручной измеритель и громкоговоритель в отдельной коробке сзади.Фото Трейси Ли любезно предоставлено ВМС США.

Счетчик Гейгера представляет собой металлический цилиндр, заполненный газом низкого давления запечатанный пластиковым или керамическим окном на одном конце. Бег по В центре трубки находится тонкая металлическая проволока из вольфрама. провод подключен к высокому положительному напряжению, поэтому есть сильный электрический поле между ним и внешней трубкой.

Когда излучение попадает в трубку, оно вызывает ионизацию, расщепляя молекулы газа на ионы и электроны. Электроны, будучи отрицательно заряженными, мгновенно притягивается высоковольтным положительным проводом и когда они увеличивают трубка сталкивается с большим количеством молекул газа и производит дальше ионизация.В результате многие электроны внезапно достигают провод, генерирующий импульс электричества, который можно измерить на метр и (если счетчик подключен к усилителю и громкоговоритель) слышно как «щелчок». Ионы и электроны быстро поглощается среди миллиардов молекул газа в трубе, так счетчик эффективно сбрасывает себя в доли секунды, готов обнаружить больше радиации. Счетчики Гейгера могут обнаружить альфа, бета и гамма-излучение.

Кто изобрел счетчик Гейгера?

счетчики Гейгера являются наиболее знакомыми из различных ионизирующих детекторы излучения, которые работают в целом одинаково.Немецкий физик Ганс Гейгер (1882–1945) разработал эту идею в 1912 году работая с Эрнестом Резерфордом, физиком из Новой Зеландии кто "расколол атом" (экспериментально доказал, что атомы состояли других, более мелких частиц). Вернувшись в Германию, шестнадцать лет спустя, Гейгер значительно улучшил инструмент с помощью коллеги по имени Вальтер Мюллер, поэтому счетчики Гейгера часто называют Счетчики Гейгера-Мюллера (или трубки Гейгера-Мюллера).

Узнайте больше

На этом сайте

На других сайтах

книг

учебников
  • Обнаружение и измерение радиации Гленн Ф.Knoll. John Wiley, 2010. Руководство для инженеров-ядерщиков, которое охватывает все виды измерений излучения, включая счетчики Гейгера, сцинтилляционные детекторы, фотоумножители и многое другое. Довольно сложная книга, а не для начинающих или читателей.
  • Атомы, радиация и радиационная защита Джеймсом Э. Тернером. Джон Уайли, 2008. Более простая и общая книга. Глава 10 охватывает «Методы обнаружения излучения».
Общие книги

статей

  • Измерение радиации в Фукусиме с помощью карманных гейгеров и bGeigies. Автор Eliza Strickland.IEEE Spectrum, 4 сентября 2013 года. Как гражданские ученые отслеживают радиоактивность с помощью своих смартфонов.
  • Что скрывается в вашей столешнице? Кейт Мерфи. The New York Times, 24 июля 2008 года. Ваша новая гранитная кухня испускает опасные уровни радиации? Счетчик Гейгера скажет вам.
  • «Я и мой счетчик Гейгера» Фреда Бернштейна. The New York Times, 27 июня 2002 г. Как теракты 11 сентября возродили интерес к домашним радиационным детекторам.
  • Как выбрать счетчик Гейгера от Griff Borgeson.Популярная наука, январь 1956 года. В этой старой статье из архива Pop Sci говорится о другом веке, когда любительская охота на уран была в моде! Он объясняет основные принципы счетчиков Гейгера и сравнивает простые счетчики, измерители скорости и мультитрубки.

Патенты

Для более глубокой технической детали, попробуйте это:

  • Патент США 2 485 586: счетчик Гейгера от Ladislas Goldstein, International Standard Electric Corporation, выдан 25 октября 1949 г. Небольшой, легкий счетчик Гейгера, в котором используются детектор фотонов (легких частиц) и фотоумножитель.
  • Патент США 2,442,314: Совершенствование счетчика Гейгера. Автор Allen F Reid, Комиссия по атомной энергии, выдан 25 мая 1948 г. В этом счетчике используется гашение газообразным галогеном для более эффективного обнаружения быстрого выброса частиц. Здесь вы найдете подробное описание того, как работает закалка.
,
Как работает частотомер: Работа »Электроника Примечания

Существуют различные типы частотомеров, но основной счетчик частоты прямого подсчета работает путем подсчета количества отсчетов или времени, когда сигнал пересекает значение триггера в данный момент времени.


Частотный таймер Учебник включает в себя:
Частотомер Как работает частотомер Интервальный таймер Как пользоваться счетчиком Характеристики точность


При использовании частотомера помогает понять, как работает частотомер, чтобы иметь возможность использовать его наилучшим образом и получать наиболее точные показания.

Поскольку частотные счетчики широко используются в радиочастотных лабораториях и во многих других областях, очень полезно получить хорошее общее представление об их работе и о том, как они работают.

Typical

Основы RF частотомер

РЧ-счетчики частоты и таймеры представляют собой элементы испытательного оборудования, которые работают путем подсчета событий в течение установленного периода или обнаружения того, что такое период, путем подсчета количества точно синхронизированных событий. Периоды времени, в течение которых считаются события, или события с точной синхронизацией могут генерироваться с использованием высокостабильного кварцевого кварцевого генератора.Это может даже управляться духовкой, и таким образом получается очень точная ссылка.

Частота равна количеству пересечений уровня запуска за одну секунду. Поэтому для более коротких времен затвора можно легко рассчитать частоту из числа пересечений уровня запуска.

частота знак равно Пересечение уровней время в секундах

Чтобы посмотреть, как работает частотомер или таймер, необходимо описать два подхода по отдельности.Два подхода можно назвать прямым подсчетом и взаимным подсчетом.

Частотный счетчик прямого счета

Те цифровые частотомеры, которые используют метод прямого счета, подсчитывают, сколько раз входной сигнал пересекает заданное напряжение запуска (и в заданном направлении, например, перемещается от отрицательного к положительному) в течение заданного времени. Это время известно как время ворот

Basic block diagram of a frequency counter Базовая структурная схема частотомера

В базовом счетчике есть несколько основных блоков:

  • Вход: Когда сигнал поступает на частотомер, он поступает на входной усилитель, где сигнал преобразуется в логическую прямоугольную волну для обработки в цифровых схемах в остальной части счетчика.Обычно эта ступень содержит триггерную схему Шмитта, так что шум не вызывает паразитных фронтов, которые могут привести к дополнительным импульсам, которые будут подсчитаны.

    Часто можно контролировать уровень триггера, а также чувствительность, хотя многие счетчики достигают этого автоматически. Также стоит помнить о максимальных уровнях входного сигнала на этом этапе - часто это указывается на передней панели в качестве руководства и предупреждения.

  • Точная база времени / часы: Для создания различных сигналов затвора / синхронизации в частотомере требуется точная база времени или часы.Обычно это кварцевый генератор, а в высококачественных испытательных приборах это кварцевый генератор, управляемый печью. Во многих инструментах будет возможность использовать внешний генератор лучшего качества или использовать генератор частотного счетчика для других инструментов. Это также полезно, когда необходимо привязать несколько инструментов к одному и тому же стандарту.
  • Десятичные делители и триггеры: Тактовый генератор используется для обеспечения точно синхронизированного стробирующего сигнала, который пропускает импульсы от входящего сигнала.Он генерируется из тактовых импульсов путем деления тактового сигнала на делители десятилетий, а затем подает его в триггер, чтобы дать импульс включения для главного гейта
  • Гейт: Точно синхронизированный сигнал включения затвора от часов подается на один вход гейта, а на другой поступает последовательность импульсов от входящего сигнала. Результирующий выходной сигнал от затвора представляет собой серию импульсов в течение определенного времени. Например, если входящий сигнал был на частоте 1 МГц и затвор был открыт в течение 1 секунды, то был бы пропущен 1 миллион импульсов.
  • Счетчик / защелка: Счетчик принимает входящие импульсы от затвора. Он имеет набор делений на 10 ступеней (число равно числу отображаемых цифр минус 1). Каждая ступень делится на десять, и поэтому, когда они связаны друг с другом, первая ступень - это вход, разделенный на десять, следующая - вход, разделенный на 10 x 10, и так далее. Эти выходные данные счетчика затем используются для управления дисплеем.

    Чтобы удержать вывод на месте, пока отображаются цифры, вывод фиксируется.Обычно защелка удерживает последний результат, пока счетчик считает новое показание. Таким образом, дисплей будет оставаться статичным до тех пор, пока не будет отображен новый результат, и в этот момент защелка будет обновлена ​​и новые показания будут представлены на дисплее.

  • Дисплей: Дисплей берет вывод из защелки и отображает его в обычном читаемом формате. ЖК или светодиодные дисплеи являются наиболее распространенными. Для каждого десятилетия счетчик может отображать цифры.Очевидно, что другая соответствующая информация может отображаться на дисплее.

Важно, чтобы время затвора было точно сгенерировано. Это достигается наличием высокоточного источника частоты в частотомере. Как правило, они будут работать на частоте 10 МГц, и это необходимо разделить, чтобы получить требуемое время затвора. Можно выбрать цифры 0,01, 0,1, 1 и 10 секунд. Более короткие времена, очевидно, позволяют обновлять дисплей чаще, но при этом точность подсчета меньше.

Причина, по которой время затвора определяет разрешение счетчика частоты, заключается в том, что он обычно может считать только полные циклы, поскольку каждое пересечение представляет цикл. Это время затвора в одну секунду позволит получить разрешение по частоте 1 Гц, а время затвора в десять секунд обеспечит разрешение до 0,1 Гц. Стоит отметить, что разрешение измерения не является процентом от измерения, но вместо этого это фиксированная величина, относящаяся только ко времени затвора.

Взаимные частотомеры

Другой метод измерения частоты сигнала состоит в том, чтобы измерить период для одного цикла формы волны и затем взять обратную величину.Хотя этот подход немного дороже в реализации, чем прямой подсчет, и он не так широко используется, он имеет некоторые преимущества. Основным является то, что он всегда будет отображать одинаковое количество цифр разрешения независимо от входной частоты. В результате обратные частотные счетчики задаются в виде количества цифр для данного времени входа, например, 10 цифр в секунду. Ввиду этого видно, что обратные счетчики дают более высокое разрешение на низких частотах.При частоте 1 кГц прямой счетчик дает разрешение 1 Гц (4 цифры). Обратный счетчик 10 цифр / секунда дает разрешение 10 цифр.

Другое преимущество состоит в том, что эти счетчики могут делать очень быстрые показания. Обратный счетчик будет выдавать разрешение 1 мГц за 1 мс, тогда как прямой счетчик будет считывать секунду с разрешением 1 Гц.

Частотные счетчики широко используются в любой радиочастотной лаборатории. Они обеспечивают быстрый, простой и точный метод измерения частоты, а также являются относительно экономически эффективными.Они также могут быть требованием для обеспечения того, чтобы частоты передатчика передавались в требуемых полосах.

Дополнительные темы испытаний:
Анализатор сети передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра LCR метр Глубиномер, ГДО Логический анализатор ВЧ измеритель мощности Генератор радиосигналов Логический зонд PAT тестирование и тестеры Рефлектометр во временной области Вектор сетевой анализатор PXI GPIB Сканирование границы / JTAG
Вернуться в меню «Тест»., ,

,
c # - счетчик посещений страницы - как проверить, действительно ли он работает
Переполнение стека
  1. Товары
  2. Клиенты
  3. Случаи использования
  1. Переполнение стека Публичные вопросы и ответы
  2. Команды Частные вопросы и ответы для вашей команды
  3. предприятие Частные вопросы и ответы для вашего предприятия
  4. работы Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  5. Талант Нанимать технический талант
  6. реклама Связаться с разработчиками по всему миру
,