Різниця при вимірюванні напруги
Усі ми зі шкільних уроків фізики пам’ятаємо, що електричний струм має форму гармонійного синусоїдального сигналу (Рис. 1), а загальні характеристики струму – це поточна напруга і частота.
Згідно з державним стандартом України, параметри коливання напруги в мережі у нашій місцевості повинні коливатися у межах 220 В ± 10 %. Частота, відповідно до цих вимог, має залишатися у межах показника у 50 Гц ± 1 %.
З різних причин форма напруги в мережі зазвичай відрізняється від ідеальної картинки синусоїда, що на Рис. 1. Наш державний стандарт допускає коливання такого відхилення в межах 8%-12% в залежності від його тривалості. Повернімося тепер на шкільний урок геометрії. Різні типи навантаження на мережу «вимальовують» з нашої синусоїди, наприклад, трикутник або трапецію. Це означає, що форма напруги впливає на роботу електроприладів, що живляться від мережі, викривлюючи зафіксовані виробником технічні параметри.
Як же «зловити» цей момент викривлення та згладити його, вберігши прилад від аварійної ситуації? Адже ця форма напруги впливає також і на результат переважної більшості пристроїв вимірювання.
Більшість сучасних побутових чи напівпрофесійних тестерів фіксують напругу за стандартним алгоритмом, відштовхуючись від ідеальної синусоїди. Але в реальності картинка виглядає інакше (Рис. 2), тому результати вимірювання такими пристроями завжди будуть мати похибку. Її величина залежатиме від власне різниці між ідеальною синусоїдою та реальною формою напруги, а також параметрів мікропроцесора вимірювального приладу та його програмного алгоритму.
Наприклад, коливання напруги при перевантаженні мережі ваш комп’ютер «намалював би» як трапецію. При цьому звичайні вимірювальні прилади не змогли б адекватно зреагувати на цей стрибок напруги, адже вони зорієнтовані лише на ідеальний варіант синусоїди. Така похибка, як показують дослідження, може сягати 20%.
Розгляньмо ще один приклад. Уявімо будь-який стабілізатор напруги, що вимірює за стандартним алгоритмом нашої красивої синусоїди (а це переважно усі дешеві імпортні стабілізатори), що підключений до UPS. Припустимо, що вихідна напруга відрізняється від нашого ідеалу з поточним значенням 220 В. Тоді стабілізатор на вході «відчує» не 220 В, а лише 160 В. Відповідно він тоді «подумає», що до напруги потрібно додати ще 60 В. Як результат, наш уявний девайс отримає цілих 280 В напруги, а стабілізатор навіть «не здогадається» про свою помилку і «вважатиме», що на виході таки 220 В. Аби побачити реальну картинку, необхідно робити замір напруги на виході стабілізатора вольтметрами професійного рівня, що зможуть зафіксувати адекватні величини значення.
Саме для таких випадків наші стабілізатори АСН оснащені сучасними швидкісними процесорами і унікальними програмними алгоритмами, що дають можливість точно виміряти значення напруги на вході та на виході.
Рис. 1. Рис. 2.
Рис. 1. Ідеальна синусоїда.
Рис. 2. Типова ілюстрація напруги в мережі, що значно відрізняється від синусоїдальної (коефіцієнт відхилення від ідеалу – 3-7%).
11.08.2010
