Cosa è Integrating Instrument？

Definizione e Classificazione degli Strumenti Integratori
Definizione

Uno strumento integratore è progettato per misurare l'energia cumulativa fornita da un circuito elettrico in un periodo specifico. Si concentra sull'ammontare totale di energia consumata, indipendentemente dal tasso di consumo. Un esempio principale di strumento integratore è il contatore watt - ora, che quantifica direttamente l'energia in watt - ore. Questa funzionalità rende gli strumenti integratori insostituibili per determinare con precisione l'uso complessivo dell'energia in vari sistemi elettrici, sia in ambito residenziale, commerciale o industriale.

Tipi di Strumenti Integratori

Gli strumenti integratori possono essere principalmente categorizzati in due tipi distinti: il contatore orologio e il contatore motore. Ogni tipo utilizza meccanismi unici per ottenere l'integrazione dell'energia elettrica nel tempo.

Contatore Orologio

Il contatore orologio presenta un meccanismo orologio specializzato dotato di due pendoli e due gruppi di bobine. Una bobina è alimentata dalla corrente elettrica che scorre nel circuito, mentre l'altra è alimentata dalla tensione sul circuito. La bobina di corrente è saldamente fissata, mentre la bobina di tensione è collegata al pendolo. Quando il circuito elettrico è attivo, le forze magnetiche generate dalle bobine di corrente e tensione interagiscono. Queste forze agiscono sul pendolo, causandone il movimento. L'attrazione magnetica della bobina di corrente fissa tende a riportare il pendolo indietro, creando un movimento dinamico direttamente correlato ai parametri elettrici del circuito. Questo movimento, a sua volta, viene tradotto in una misura dell'energia cumulativa consumata nel tempo, con il meccanismo orologio che tiene traccia del passaggio del tempo e lo correla all'input di energia elettrica.

Contatore Orologio (Continuazione)

La forza magnetica generata dalle bobine esercita un'attrazione sul pendolo, causandone il movimento verso le bobine di corrente fisse. Questa azione inizia un'interazione tra i due pendoli. Mentre un pendolo si muove in avanti, l'altro subisce un effetto frenante. La disparità nei movimenti oscillatori di questi pendoli serve come indicatore dell'energia elettrica consumata dal circuito. Misurando e analizzando con precisione queste differenze nel movimento dei pendoli nel tempo, il contatore orologio può calcolare e visualizzare con accuratezza l'energia cumulativa.

Contatore Motore

Il contatore motore è ampiamente riconosciuto come un dispositivo affidabile ed efficiente per la misurazione dell'energia elettrica, rendendolo una scelta preferita in numerose applicazioni. Strutturalmente, è composto da tre componenti essenziali, ciascuno dei quali svolge un ruolo cruciale nella sua operatività:

Sistema Operativo

Il sistema operativo del contatore motore è progettato per generare una coppia di torsione. Questa coppia è direttamente proporzionale alla corrente elettrica che scorre nel circuito misurato. A seconda delle variazioni della corrente, varia anche la coppia prodotta dal sistema operativo. Questa coppia agisce come forza motrice, mettendo in moto il sistema mobile del contatore. In sostanza, il sistema operativo converte l'energia elettrica proveniente dalla corrente in energia rotazionale meccanica, avviando il processo di misurazione.

Sistema di Frenatura

Il sistema di frenatura svolge una funzione vitale inducendo una coppia di frenatura all'interno del contatore. Questa coppia di frenatura è direttamente proporzionale alla velocità rotazionale del sistema mobile. Il meccanismo dietro questo implica la generazione di correnti indotte. Quando il disco mobile, posizionato all'interno del campo magnetico di un magnete permanente, ruota, vengono indotte queste correnti. L'interazione tra queste correnti indotte e il campo magnetico genera la coppia di frenatura. Questa coppia agisce come una forza contraria alla coppia motrice del sistema operativo, assicurando che il contatore funzioni a una velocità stabile e costante. Senza un sistema di frenatura efficace, le parti mobili del contatore accelererebbero incontrollabilmente, portando a misurazioni imprecise.

Sistema di Registrazione

Il sistema di registrazione è responsabile della traduzione del movimento rotazionale del sistema mobile in una misura leggibile del consumo di energia. Il sistema mobile è montato su uno spindolo a vite senza fine. Una serie di ruote, note come treno di ruote, sono collegate allo spindolo a vite senza fine tramite un pignone. Mentre lo spindolo ruota a causa della coppia motrice del sistema operativo, le ruote girano di conseguenza. Lo spindolo è dotato di lancette che si muovono su quadranti, che sono tarati per visualizzare il consumo di energia in varie unità, come decine, centinaia, decimi, e così via. Questa rappresentazione visiva consente agli utenti di monitorare e registrare facilmente l'ammontare di energia elettrica consumata in un determinato periodo.

In confronto ai contatori orologio, i contatori motore offrono una soluzione più conveniente. Il design intricato e i requisiti di produzione dei contatori orologio contribuiscono al loro costo elevato. Di conseguenza, i contatori motore sono diventati lo strumento di scelta negli ambienti industriali, dove è richiesta una misurazione su larga scala e continua dell'energia. La loro convenienza, unita a prestazioni affidabili e precise, li rende adatti all'ambiente esigente delle applicazioni industriali.

Operazione del Contatore Orologio e Dettagli del Contatore Motore

Contatore Orologio

Le forze magnetiche generate dalle bobine esercitano un'attrazione sul pendolo, costringendolo a oscillare verso le bobine fisse. Questa azione innesca un'interazione tra i due pendoli. Mentre un pendolo si muove in avanti, l'altro subisce un ritardo. Le variazioni nei modelli di oscillazione di questi pendoli servono come indicatore dell'energia elettrica nel circuito. Misurando con precisione queste discrepanze nel movimento del pendolo, il contatore orologio può determinare con accuratezza l'energia cumulativa consumata in un periodo specifico.

Contatore Motore

Il contatore motore è uno strumento ampiamente utilizzato per la misurazione dell'energia, grazie alla sua affidabilità ed efficienza. È composto da tre componenti integrali, ciascuno dei quali svolge un ruolo distinto e cruciale nella sua funzionalità:

Sistema Operativo

Il sistema operativo del contatore motore è progettato per generare una coppia di torsione direttamente proporzionale alla corrente elettrica che scorre nel circuito misurato. Questa coppia agisce come forza motrice, mettendo in moto il sistema mobile del contatore. A seconda delle fluttuazioni della corrente, la coppia prodotta dal sistema operativo si adatta di conseguenza, assicurando che il movimento del contatore rifletta con precisione l'input di energia elettrica. In sostanza, il sistema operativo converte l'energia elettrica proveniente dalla corrente in energia rotazionale meccanica, avviando il processo di misurazione dell'energia.

Sistema di Frenatura

Il sistema di frenatura svolge una funzione vitale inducendo una coppia di frenatura direttamente correlata alla velocità rotazionale del sistema mobile. Questa coppia di frenatura è generata attraverso l'induzione di correnti indotte. Quando il disco mobile, situato all'interno del campo magnetico di un magnete permanente, ruota, vengono indotte queste correnti. L'interazione tra queste correnti indotte e il campo magnetico genera la coppia di frenatura. Questa coppia agisce come una forza contraria alla coppia motrice del sistema operativo, mantenendo il contatore a una velocità rotazionale costante. Senza un sistema di frenatura efficace, le parti mobili del contatore accelererebbero incontrollabilmente, portando a misurazioni imprecise dell'energia.

Sistema di Registrazione

Il sistema di registrazione è responsabile della traduzione del movimento rotazionale del sistema mobile in una visualizzazione quantificabile e leggibile del consumo di energia. Il sistema mobile è montato su uno spindolo a vite senza fine. Una serie di ruote, note come treno di ruote, sono collegate allo spindolo a vite senza fine tramite un meccanismo a pignone. Mentre lo spindolo ruota a causa della coppia motrice del sistema operativo, le ruote girano di conseguenza. Lo spindolo è dotato di lancette che si muovono su quadranti, che sono tarati per visualizzare il consumo di energia in varie unità, come decine, centinaia, decimi, e così via. Questa rappresentazione visiva consente agli utenti di monitorare e registrare facilmente l'ammontare di energia elettrica consumata nel tempo.

Data la relativa alta costosità associata ai contatori orologio, principalmente a causa del loro design complesso e dei requisiti di produzione, i contatori motore sono diventati lo strumento di scelta negli ambienti industriali. La loro convenienza, unita alla capacità di fornire misurazioni di energia accurate e consistenti, li rende adatti alle esigenze di monitoraggio energetico su larga scala e continuo dell'industria.