Những bài kiểm tra nào là cần thiết cho một đồng hồ điện thông minh đạt chuẩn?

Trong thế giới ngày nay, việc không đeo đồng hồ không còn là điều bất thường, nhưng không có đồng hồ điện lại là một vấn đề nghiêm trọng. Là công cụ đo lường quan trọng đối với cuộc sống hàng ngày của mọi người, đồng hồ điện là công cụ thiết yếu để đo lượng tiêu thụ điện và tính phí cho mỗi hộ gia đình. Theo yêu cầu chiến lược quốc gia hiện tại về phát triển lưới điện thông minh, đồng hồ điện thông minh đã được áp dụng và quảng bá rộng rãi, mang lại cơ hội thị trường hoàn toàn mới và rộng lớn cho ngành công nghiệp đo lường.

Vào đầu những năm 1990, các hộ gia đình thường sử dụng đồng hồ cơ học truyền thống. Khi kết nối vào mạch, các đồng hồ cơ học này dẫn hai dòng điện xoay chiều qua cuộn dây, tạo ra từ thông xoay chiều trong lõi sắt của chúng. Từ thông xoay chiều này đi qua đĩa nhôm, tạo ra dòng điện cảm ứng bên trong nó. Sự tương tác giữa các dòng điện cảm ứng này với từ trường tạo ra mô-men xoắn, khiến đĩa nhôm quay. Càng tăng công suất tải, dòng điện qua cuộn dây càng lớn, dẫn đến dòng điện cảm ứng mạnh hơn và mô-men xoắn quay lớn hơn trên đĩa. Công suất tiêu thụ bởi tải tỷ lệ thuận với số lần quay của đĩa nhôm. Trái lại, đồng hồ điện thông minh được cấu thành hoàn toàn bằng các thành phần điện tử. Chúng lấy mẫu điện áp và dòng điện của người dùng, sau đó sử dụng mạch tích hợp điện tử chuyên dụng để xử lý dữ liệu điện áp và dòng điện thu thập được, chuyển đổi chúng thành xung tỷ lệ với năng lượng điện. Cuối cùng, vi điều khiển xử lý các xung này và hiển thị chúng dưới dạng lượng điện tiêu thụ được đo.

Các phương pháp kiểm tra cho hai loại đồng hồ này cũng khác nhau. Đồng hồ cơ học truyền thống đo lượng tiêu thụ điện bằng cách phát hiện công cơ học—tức là đồng hồ chỉ quay và ghi lại khi các thiết bị điện đang hoạt động. Ngoài thời gian hoạt động, đồng hồ cơ học không tích lũy đọc số. So với đồng hồ cơ học truyền thống, đồng hồ thông minh không chỉ cung cấp đo lường năng lượng mà còn cung cấp các chức năng quản lý thông minh như ghi dữ liệu, theo dõi tiêu thụ điện và truyền thông tin.

Tuy nhiên, không thể bỏ qua rằng đồng hồ thông minh cuối cùng vẫn là thiết bị điện tử, dễ bị nhiễu từ thời tiết, trường điện từ và các yếu tố môi trường ngoại vi khác. Độ chính xác đo lường của chúng không chỉ quan trọng đối với lợi ích kinh tế của các công ty điện mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến lợi ích tài chính của người tiêu dùng. Do đó, để cải thiện tốt hơn chất lượng của đồng hồ điện thông minh, việc thực hiện các bài kiểm tra cần thiết là không thể thiếu.

Các quy trình kiểm tra thường bao gồm các yêu cầu cơ khí và điện chung và điều kiện thử nghiệm, yêu cầu đánh dấu chức năng, yêu cầu và điều kiện thử nghiệm liên quan đến môi trường khí hậu và điện từ, các bài kiểm tra chống chịu ảnh hưởng ngoại vi, yêu cầu phần mềm nhúng, cũng như các mạch đầu vào và đầu ra phụ trợ, chỉ báo hoạt động, và đầu ra thử nghiệm cho thiết bị đo lường năng lượng.

Thông thường, khả năng miễn nhiễm điện từ của đồng hồ thông minh được đánh giá bằng cách kiểm tra hiệu suất của chúng dưới các nhiễu điện từ khác nhau. Tiêu chuẩn GB/T 17215.211, "Thiết bị đo lường điện xoay chiều—Yêu cầu chung, thử nghiệm và điều kiện thử nghiệm—Phần 11: Thiết bị đo lường," quy định các bài kiểm tra miễn nhiễm khác nhau cho đồng hồ điện thông minh.

Hiện tại, tiêu chuẩn này đang được sửa đổi thêm, với phiên bản cập nhật bổ sung nhiều yếu tố gây nhiễu hơn. Một mục kiểm tra mới quan trọng đã được đưa vào cho việc kiểm tra miễn nhiễm EMC (Electromagnetic Compatibility) của đồng hồ điện thông minh: kiểm tra dòng điện quá mức ngắn hạn. Tiêu chuẩn quy định dòng xung đỉnh là 6000 A làm dòng điện tối đa, được thiết kế đặc biệt để đánh giá sự hư hỏng và thay đổi hiệu suất của đồng hồ điện thông minh do xung dòng điện công suất cao tức thì.