Wat is Integrating Instrument

Definitie en classificatie van integrerende instrumenten
Definitie

Een integrerend instrument is ontworpen om de cumulatieve energie te meten die door een elektrisch circuit over een specifieke periode wordt geleverd. Het richt zich op de totale hoeveelheid verbruikte energie, ongeacht het tempo waarin dit verbruik plaatsvindt. Een belangrijk voorbeeld van een integrerend instrument is de wattuurmeter, die de energie direct in watturen kwantificeert. Deze functionaliteit maakt integrerende instrumenten onmisbaar voor het nauwkeurig bepalen van het totale energieverbruik in verschillende elektrische systemen, of het nu gaat om woon-, commerciële of industriële omgevingen.

Soorten integrerende instrumenten

Integrerende instrumenten kunnen hoofdzakelijk worden ingedeeld in twee afzonderlijke types: de klok meter en de motormeter. Elk type maakt gebruik van unieke mechanismen om de integratie van elektrische energie over tijd te bewerkstelligen.

Klok meter

De klok meter heeft een gespecialiseerd klokmechanisme uitgerust met twee slingers en twee sets spoelen. Eén spoel wordt geactiveerd door de elektrische stroom die door het circuit stroomt, terwijl de andere wordt aangedreven door de spanning eroverheen. De stroomspoel is stevig vastgezet, terwijl de spanningsspoel aan de slinger is bevestigd. Wanneer het elektrische circuit actief is, werken de magnetische krachten die door de stroom- en spanningsspoelen worden opgewekt samen. Deze krachten werken op de slinger, waardoor deze in beweging komt. De magnetische trekkracht van de vaste stroomspoel trekt de slinger terug, wat een dynamische beweging creëert die rechtstreeks gerelateerd is aan de elektrische parameters van het circuit. Deze beweging wordt vervolgens omgezet in een meting van de cumulatieve energie die over de tijd wordt verbruikt, waarbij het klokmechanisme bijhoudt hoe de tijd verstrijkt en deze correleert met de elektrische energie-invoer.

Klok meter (vervolg)

De magnetische kracht die door de spoelen wordt opgewekt, oefent een trekkracht uit op de slinger, waardoor deze terug zwaait naar de vaste stroomspoelen. Deze actie initieert een interactie tussen de twee slingers. Terwijl één slinger naar voren beweegt, ervaart de andere een remmend effect. Het verschil in de zwaaiende bewegingen van deze slingers dient als indicatie van de elektrische energie die door het circuit wordt verbruikt. Door deze verschillen in de slingerbeweging over de tijd nauwkeurig te meten en te analyseren, kan de klok meter de cumulatieve energie nauwkeurig berekenen en weergeven.

Motormeter

De motormeter staat bekend als een betrouwbaar en efficiënt apparaat voor het meten van elektrische energie, waardoor het een favoriete keuze is in vele toepassingen. Structuurtechnisch bestaat het uit drie essentiële componenten, elk met een cruciale rol in de werking:

Bedieningssysteem

Het bedieningssysteem van de motormeter is ontworpen om een koppel op te wekken. Dit koppel is recht evenredig met de elektrische stroom die door het gemeten circuit stroomt. Naarmate de stroom varieert, varieert ook het koppel dat door het bedieningssysteem wordt opgewekt. Dit koppel fungeert vervolgens als drijvende kracht, waardoor het bewegende systeem van de meter in beweging komt. In wezen converteert het bedieningssysteem de elektrische energie uit de stroom in mechanische rotatie-energie, waarmee het meetproces wordt gestart.

Remsysteem

Het remsysteem vervult een cruciale functie door een remkoppel in de meter te induceren. Dit remkoppel is recht evenredig met de rotatiesnelheid van het bewegende systeem. Het mechanisme hierachter houdt in dat eddy-stromen worden opgewekt. Wanneer de draaiende schijf, geplaatst binnen het magnetisch veld van een permanente magneet, roteert, worden deze eddy-stromen opgewekt. De interactie tussen de eddy-stromen en het magnetisch veld veroorzaakt het remkoppel. Dit koppel werkt tegen de aandrijfkoppeling van het bedieningssysteem, waardoor de meter op een stabiele, constante snelheid werkt. Zonder een effectief remsysteem zouden de bewegende delen van de meter oncontroleerbaar versnellen, wat zou leiden tot onnauwkeurige metingen.

Registratiesysteem

Het registratiesysteem is verantwoordelijk voor het vertalen van de rotatiebeweging van het bewegende systeem naar een leesbare meting van energieverbruik. Het bewegende systeem is gemonteerd op een spil met een wormgetand. Een reeks wielen, bekend als de ketting van wielen, is via een pinion verbonden met de spil met een wormgetand. Terwijl de spil roteert door de aandrijfkoppeling van het bedieningssysteem, draaien de wielen ook. De spil is uitgerust met wijzers die over kalibreerde wijzerplaten bewegen, die zijn gemarkeerd om energieverbruik in verschillende eenheden weer te geven, zoals tientallen, honderdtallen, tienden, enzovoort. Deze visuele weergave stelt gebruikers in staat om gemakkelijk het verbruikte elektrische energie over een bepaalde periode te monitoren en vast te leggen.

In vergelijking met klok meters bieden motormeters een kosteneffectievere oplossing. De ingewikkelde ontwerp- en productie-eisen van klok meters dragen bij aan hun hogere kosten. Daarom zijn motormeters het instrument van keuze geworden in industriële omgevingen, waar grootschalige en continue energiemeting vereist is. Hun betaalbaarheid, gecombineerd met hun betrouwbare en nauwkeurige prestaties, maakt ze goed geschikt voor de eisende omgeving van industriële toepassingen.

Werking van klok meters en details van motormeters

Klok meter

De magnetische krachten die door de spoelen worden opgewekt, oefenen een trekkracht uit op de slinger, waardoor deze terug zwaait naar de vaste spoelen. Deze actie activeert een interactie tussen de twee slingers. Terwijl één slinger naar voren beweegt, ervaart de andere een remmend effect. De variaties in de zwaaiende patronen van deze slingers dienen als indicatie van de elektrische energie in het circuit. Door deze discrepanties in de slingerbeweging nauwkeurig te meten, kan de klok meter de cumulatieve energie die over een specifieke periode wordt verbruikt, nauwkeurig bepalen.

Motormeter

De motormeter is een veelgebruikt instrument voor energiemeting, vanwege zijn betrouwbaarheid en efficiëntie. Het bestaat uit drie integrale componenten, elk met een distincte en cruciale rol in de functionaliteit:

Bedieningssysteem

Het bedieningssysteem van de motormeter is ontworpen om een koppel op te wekken dat recht evenredig is met de elektrische stroom die door het gemeten circuit stroomt. Dit koppel fungeert als drijvende kracht, waardoor het bewegende systeem van de meter in beweging komt. Naarmate de stroom fluctueert, past het koppel dat door het bedieningssysteem wordt opgewekt zich daarop aan, waardoor de beweging van de meter nauwkeurig de elektrische energie-invoer weerspiegelt. In wezen converteert het bedieningssysteem de elektrische energie uit de stroom in mechanische rotatie-energie, waarmee het energiemeting-proces wordt gestart.

Remsysteem

Het remsysteem vervult een cruciale functie door een remkoppel te induceren dat rechtstreeks gerelateerd is aan de rotatiesnelheid van het bewegende systeem. Dit remkoppel wordt opgewekt door de inductie van eddy-stromen. Wanneer de draaiende schijf, gelegen binnen het magnetisch veld van een permanente magneet, roteert, worden eddy-stromen opgewekt. De interactie tussen deze eddy-stromen en het magnetisch veld veroorzaakt het remkoppel. Dit koppel werkt als tegendruk tegen de aandrijfkoppeling van het bedieningssysteem, waardoor de meter op een constante rotatiesnelheid blijft. Zonder een effectief remsysteem zouden de bewegende delen van de meter oncontroleerbaar versnellen, wat zou leiden tot onnauwkeurige energiemetingen.

Registratiesysteem

Het registratiesysteem is verantwoordelijk voor het vertalen van de rotatiebeweging van het bewegende systeem naar een kwantificeerbare en leesbare weergave van energieverbruik. Het bewegende systeem is gemonteerd op een spil met een wormgetand. Een reeks wielen, bekend als de ketting van wielen, is via een pinion-mechanisme verbonden met de spil met een wormgetand. Terwijl de spil roteert door de aandrijfkoppeling van het bedieningssysteem, draaien de wielen gelijktijdig. De spil is uitgerust met wijzers die over gekalibreerde wijzerplaten bewegen, die zijn gemarkeerd om energieverbruik in verschillende eenheden weer te geven, zoals tientallen, honderdtallen, tienden, enzovoort. Deze visuele weergave stelt gebruikers in staat om gemakkelijk het verbruikte elektrische energie over de tijd te monitoren en vast te leggen.

Gezien de relatief hoge kosten die gepaard gaan met klok meters, voornamelijk vanwege hun complexe ontwerp en productie-eisen, zijn motormeters het instrument van keuze geworden in industriële omgevingen. Hun kosteneffectiviteit, gecombineerd met hun vermogen om nauwkeurige en consistente energiemetingen te leveren, maakt hen goed geschikt voor de eisende en grootschalige energie-monitoring behoeften van industrieën.