Co to jest Integrating Instrument？

Definicja i klasyfikacja instrumentów integracyjnych
Definicja

Instrument integracyjny jest zaprojektowany do pomiaru skumulowanej energii dostarczonej przez obwód elektryczny w określonym okresie. Skupia się na całkowitej ilości zużytej energii, niezależnie od tempa, w jakim następuje to zużycie. Klasycznym przykładem instrumentu integracyjnego jest licznik watogodzin, który bezpośrednio mierzy energię w watogodzinach. Ta funkcjonalność sprawia, że instrumenty integracyjne są nieocenione do dokładnego określenia całkowitego zużycia energii w różnych systemach elektrycznych, zarówno w środowisku mieszkaniowym, handlowym, czy przemysłowym.

Typy instrumentów integracyjnych

Instrumenty integracyjne można podzielić głównie na dwa różne typy: zegarowy licznik i licznik motoryczny. Każdy typ wykorzystuje unikalne mechanizmy do osiągnięcia integracji energii elektrycznej w czasie.

Zegarowy licznik

Zegarowy licznik ma specjalny mechanizm zegarowy wyposażony w dwie wahadła i dwa zestawy cewek. Jedna cewka jest napędzana prądem płynącym przez obwód, a druga jest zasilana napięciem na nim. Cewka prądowa jest solidnie zamontowana, podczas gdy cewka napięciowa jest przyłączona do wahadła. Gdy obwód elektryczny jest aktywny, siły magnetyczne generowane przez cewki prądowe i napięciowe oddziałują na siebie. Te siły działają na wahadło, powodując jego ruch. Magnetyczne pociąganie ze strony nieruchomej cewki prądowej działa na przyciągnięcie wahadła, tworząc dynamiczny ruch, który jest bezpośrednio związany z parametrami elektrycznymi obwodu. Ten ruch, z kolei, jest przekształcany w pomiary skumulowanego zużycia energii w czasie, z mechanizmem zegarowym śledzącym upływ czasu i korelującym go z wprowadzaną energią elektryczną.

Zegarowy licznik (ciąg dalszy)

Siła magnetyczna generowana przez cewki działa na wahadło, powodując, że ono opada w kierunku nieruchomych cewek prądowych. Ta akcja inicjuje interakcję między dwoma wahadłami. Gdy jedno wahadło porusza się do przodu, drugie odczuwa efekt hamujący. Różnice w ruchach wahadeł stanowią wskaźnik zużytej energii elektrycznej przez obwód. Dokładne pomiar i analiza tych różnic w ruchu wahadeł w czasie pozwala zegarowemu licznikowi dokładnie obliczyć i wyświetlić skumulowaną energię.

Licznik motoryczny

Licznik motoryczny jest szeroko uznawany za niezawodny i wydajny urządzenie do pomiaru energii elektrycznej, co czyni go preferowanym wyborem w wielu aplikacjach. Strukturalnie składa się z trzech kluczowych komponentów, każdy z nich odgrywa kluczową rolę w jego działaniu:

System operacyjny

System operacyjny licznika motorycznego jest zaprojektowany do generowania momentu obrotowego. Ten moment obrotowy jest proporcjonalny do prądu płynącego przez mierzony obwód. W miarę zmian prądu, zmienia się również moment obrotowy generowany przez system operacyjny. Ten moment obrotowy działa jako siła napędowa, uruchamiając system ruchomy licznika. W istocie, system operacyjny przekształca energię elektryczną z prądu w mechaniczną energię obrotową, rozpoczynając proces pomiaru.

System hamujący

System hamujący pełni kluczową funkcję, indukując moment hamujący w liczniku. Ten moment hamujący jest proporcjonalny do prędkości obrotowej systemu ruchomego. Mechanizm ten polega na generowaniu prądów wirowych. Gdy obracający się dysk, umieszczony w polu magnetycznym stałego magnesu, porusza się, indukowane są prądy wirowe. Oddziaływanie tych prądów wirowych z polem magnetycznym tworzy moment hamujący. Ten moment działa jako siła przeciwstawna do momentu napędowego z systemu operacyjnego, zapewniając, aby licznik pracował z stabilną, stałą prędkością. Bez skutecznego systemu hamującego, ruchome części licznika przyspieszałyby niekontrolowanie, prowadząc do niepoprawnych pomiarów.

System rejestracyjny

System rejestracyjny odpowiada za tłumaczenie ruchu obrotowego systemu ruchomego na czytelny pomiar zużycia energii. System ruchomy jest zamontowany na stożku z nasadką. Seria kół, znana jako szereg kół, jest połączona ze stożkiem z nasadką za pomocą piasta. Gdy stożek obraca się z powodu momentu napędowego z systemu operacyjnego, koła również się obracają. Stożek jest wyposażony w wskazówki, które przemieszczają się po skalach, które są kalibrowane do wyświetlania zużycia energii w różnych jednostkach, takich jak dziesiątki, setki, dziesiąte itp. Ta wizualna reprezentacja umożliwia użytkownikom łatwe monitorowanie i rejestrowanie ilości zużytej energii elektrycznej w danym okresie.

W porównaniu do zegarowych liczników, liczniki motoryczne oferują bardziej kosztowo skuteczne rozwiązanie. Złożone wymagania projektowe i produkcyjne zegarowych liczników przyczyniają się do ich wyższych kosztów. W rezultacie, liczniki motoryczne stały się instrumentem wyboru w środowiskach przemysłowych, gdzie wymagane jest duże i ciągłe pomiary energii. Ich dostępność cenowa, połączona z niezawodnością i dokładnością, sprawia, że są dobrze przystosowane do wymagających warunków przemysłowych.

Działanie zegarowego licznika i szczegóły licznika motorycznego

Zegarowy licznik

Siły magnetyczne generowane przez cewki działają na wahadło, zmuszając je do opadnięcia w kierunku nieruchomych cewek. Ta akcja inicjuje interakcję między dwoma wahadłami. Gdy jedno wahadło porusza się do przodu, drugie odczuwa opóźnienie. Różnice w ruchach wahadeł stanowią wskaźnik energii elektrycznej w obwodzie. Dokładne pomiary tych różnic w ruchu wahadeł pozwalają zegarowemu licznikowi dokładnie określić skumulowane zużycie energii w określonym okresie.

Licznik motoryczny

Licznik motoryczny jest szeroko stosowanym instrumentem do pomiaru energii, dzięki swej niezawodności i wydajności. Składa się z trzech integralnych komponentów, każdy z nich pełni kluczową rolę w jego funkcjonowaniu:

System operacyjny

System operacyjny licznika motorycznego jest zaprojektowany do generowania momentu obrotowego, który jest proporcjonalny do prądu płynącego przez mierzony obwód. Ten moment obrotowy działa jako siła napędowa, uruchamiając system ruchomy licznika. W miarę zmian prądu, moment obrotowy generowany przez system operacyjny dostosowuje się odpowiednio, zapewniając, że ruch licznika dokładnie odzwierciedla wprowadzoną energię elektryczną. W istocie, system operacyjny przekształca energię elektryczną z prądu w mechaniczną energię obrotową, rozpoczynając proces pomiaru energii.

System hamujący

System hamujący pełni kluczową funkcję, indukując moment hamujący, który jest bezpośrednio związany z prędkością obrotową systemu ruchomego. Ten moment hamujący jest generowany poprzez indukcję prądów wirowych. Gdy obracający się dysk, znajdujący się w polu magnetycznym stałego magnesu, porusza się, indukowane są prądy wirowe. Oddziaływanie tych prądów wirowych z polem magnetycznym powoduje powstanie momentu hamującego. Ten moment działa jako siła przeciwna do momentu napędowego z systemu operacyjnego, utrzymując licznik w stabilnej prędkości obrotowej. Bez skutecznego systemu hamującego, ruchome części licznika przyspieszałyby niekontrolowanie, prowadząc do niepoprawnych pomiarów energii.

System rejestracyjny

System rejestracyjny odpowiada za tłumaczenie ruchu obrotowego systemu ruchomego na czytelny i kwantyfikowalny pokaz zużycia energii. System ruchomy jest zamontowany na stożku z nasadką. Seria kół, znana jako szereg kół, jest połączona ze stożkiem z nasadką za pomocą mechanizmu piasta. Gdy stożek obraca się z powodu momentu napędowego z systemu operacyjnego, koła również się obracają. Stożek jest wyposażony w wskazówki, które przemieszczają się po skalach, które są kalibrowane do wyświetlania zużycia energii w różnych jednostkach, takich jak dziesiątki, setki, dziesiąte itp. Ta wizualna reprezentacja umożliwia użytkownikom łatwe monitorowanie i rejestrowanie ilości zużytej energii elektrycznej w czasie.

Biorąc pod uwagę stosunkowo wysoki koszt zegarowych liczników, głównie z powodu ich złożonego projektu i wymagań produkcji, liczniki motoryczne stały się instrumentem wyboru w środowiskach przemysłowych. Ich kosztowo skuteczność, połączona z możliwością dostarczania dokładnych i spójnych pomiarów energii, sprawia, że są dobrze przystosowane do intensywnych i dużych skali potrzeb monitorowania energii w przemyśle.