Che cos'è un wattmetro digitale
Il wattmetro digitale misura le grandezze elettriche che un carico effettivamente presenta, non quelle che un'alimentazione dovrebbe dare. Tensione e corrente sono lette insieme, e da quella coppia sono calcolate potenza attiva, fattore di potenza, potenza apparente, potenza reattiva e frequenza. Nella maggior parte degli strumenti da pannello è accumulato anche un totale di energia, così una prova può essere riferita come consumo invece che come lettura istantanea.
È quella coppia letta insieme a separare la famiglia dagli strumenti che le stanno attorno. Il multimetro legge tensione o corrente una alla volta e si stabilizza a mano; la pinza amperometrica legge la corrente senza aprire il circuito ma non calcola la potenza; il contatore di energia è fatto per accumulare una quantità su un periodo di fatturazione, non per mostrare a un ingegnere cosa sta facendo il carico in questo istante. Il wattmetro sta sul banco o in fondo a una linea di prova, dove la domanda è cosa assorbe l'unità sotto prova e con quale rendimento.
La scelta dentro la famiglia dipende da due risposte più che dalla classe di accuratezza. Se la misura è solo in alternata o deve coprire anche la continua decide senz'altro la serie, perché uno strumento solo in alternata non può caratterizzare l'uscita in continua di un adattatore o di un alimentatore. L'ampiezza della corrente, a entrambi gli estremi, decide il campo di misura: l'estremo superiore fissa il carico più grande che può essere provato, e l'estremo inferiore decide se un valore in standby è una misura o soltanto un numero su un display.
Come misura un wattmetro digitale
Lo strumento campiona la tensione ai capi del carico e la corrente che lo attraversa, converte entrambe in forma digitale sulla stessa base temporale e le moltiplica punto per punto. Fare la media di quel prodotto su un numero intero di periodi dà la potenza attiva, e dividerla per il prodotto della tensione efficace per la corrente efficace dà il fattore di potenza. Poiché il calcolo è fatto su campioni e non su medie raddrizzate, il risultato resta corretto anche quando la forma d'onda non è un'onda sinusoidale pulita, e questo vale per ogni alimentatore a commutazione, regolatore di luminosità e azionamento a velocità variabile.
Dove la forma d'onda è distorta, la differenza tra uno strumento a vero valore efficace e uno a valore medio si vede sul display invece che nel manuale. Uno strumento a valore medio è tarato per leggere correttamente su un'onda sinusoidale e legge per difetto quando la forma d'onda se ne allontana; uno a vero valore efficace calcola l'equivalente termico della forma d'onda e quindi concorda con le altre letture prese sullo stesso impianto. Il divario è piccolo su un riscaldatore resistivo e può essere notevole su un carico con un fattore di cresta sfavorevole.
La corrente è dove il campo di misura si restringe per primo. All'estremo inferiore la risoluzione del canale corrente fissa il valore più piccolo che significhi qualcosa, ed è per questo che il lavoro sul rendimento del consumo in standby richiede uno strumento il cui fondo scala sta nelle decine o nelle centinaia di microampere, non nei milliampere. All'estremo superiore la corrente attraversa lo strumento sui campi più bassi e passa da uno shunt esterno sui più alti, quindi una specifica che arriva a duecento ampere è in realtà una dichiarazione su quale shunt vi viene usato insieme.
Opzioni di configurazione
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Configurazione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
| Modo di misura | Solo alternata, oppure alternata e continua | Se l'uscita in continua di un adattatore, di un caricabatterie o di un alimentatore può essere caratterizzata. Uno strumento solo in alternata non è un sostituto appropriato per quel lavoro. |
| Campo di misura della corrente, estremo inferiore | Pochi milliampere, o fino a decine di microampere | Se la potenza in standby e quella a vuoto sono misurabili o soltanto visualizzate. Il lavoro sul rendimento sta al di sotto di pochi milliampere di corrente del carico. |
| Campo di misura della corrente, estremo superiore | Da 20 A in su, con uno shunt esterno oltre un certo punto | Il carico più grande che può essere provato, e se lo shunt fa parte della configurazione invece di essere un accessorio ordinato insieme. |
| Ingresso di tensione e commutazione del campo di misura | Un campo fisso, o la commutazione automatica su tutto l'intervallo di lavoro | Quanta attenzione dell'operatore richiede lo strumento. La commutazione automatica toglie a una prova di produzione un'intera classe di errori di campo sbagliato. |
| Classe di accuratezza e suo riferimento | Una percentuale della lettura, del fondo scala o dell'escursione, dichiarata rispetto a una norma nominata | Se due strumenti saranno d'accordo. Un valore senza il suo riferimento non è comparabile con il valore di un altro strumento. |
| Insieme delle grandezze calcolate | Tensione, corrente, potenza attiva e frequenza, oppure l'insieme completo con potenza apparente, potenza reattiva, angolo di fase ed energia | Se la domanda sul rendimento può essere risolta con un solo strumento, o se accanto serve un secondo calcolo. |
| Interfaccia | Una porta seriale di serie, con un bus isolato o un'uscita a relè come opzione | Se i risultati sono trascritti a mano o letti da un sistema di prova. Dove una linea è automatizzata, uno strumento senza bus è un passaggio manuale che le resta dentro. |
| Montaggio | Una cassa da banco, o uno strumento da pannello con foro di incasso | Se lo strumento sta accanto all'unità sotto prova o entra a far parte del banco di prova. Il foro di incasso è fissato dal corpo, e sul pannello va previsto. |
L'interfaccia e il montaggio si decidono presto, perché entrambi restano fissi nella forma in cui lo strumento viene fornito e nessuno dei due può essere aggiunto dopo.
Come scegliere un wattmetro digitale
| Decisione | Cosa la determina | Cosa chiedere |
| A cosa serve la lettura | La verifica di una targa, o la misura di un valore di rendimento | Se il caso peggiore è a pieno carico, dove conta l'estremo superiore del campo, o a vuoto, dove conta quello inferiore. |
| Se bisogna coprire la continua | L'uscita dell'unità sotto prova | Un adattatore, un caricabatterie o un alimentatore in continua impongono uno strumento per alternata e continua; un motore alimentato in rete no. |
| La corrente più piccola che deve significare qualcosa | Il valore di consumo richiesto dalla norma di prova | I limiti in standby e a vuoto sono dichiarati in frazioni di watt, e questo fissa la corrente minima prima ancora di parlare della classe di accuratezza. |
| La corrente più grande da provare | La targa dell'unità sotto prova, con un margine | Se il campo più alto è raggiunto attraverso lo strumento o attraverso uno shunt esterno, e se lo shunt è fornito. |
| La forma d'onda nel carico | Se il carico è resistivo o elettronico | Un alimentatore a commutazione, un regolatore di luminosità o un azionamento richiedono la conversione a vero valore efficace, e la differenza su un carico resistivo non si vede. |
| Se un sistema di prova legge il risultato | La presenza di un controllore o di un passo di registrazione dei dati | Un bus isolato o un'uscita a relè si ordinano insieme allo strumento e non possono essere montati dopo. |
| Se il consumo su una prova deve essere riferito | Un ciclo di lavoro e non un solo punto di funzionamento | L'accumulo di energia e il tempo trascorso devono essere nell'insieme delle grandezze calcolate, e l'intervallo va definito. |
Se qualcuno di questi punti è ancora aperto, invii quanto è già noto. Un preventivo può essere emesso sulla base della descrizione dell'applicazione e precisato quando i punti in sospeso saranno chiariti.
Le alternative più vicine
Questi sono i tipi in cui una richiesta per un wattmetro digitale si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa la distingue da un wattmetro digitale |
| Multimetri digitali | Leggono la tensione o la corrente una grandezza alla volta e si stabilizzano a mano, quindi non possono dare un valore di potenza. Sono lo strumento giusto per accertare che l'alimentazione ci sia, e quello sbagliato per misurare cosa assorbe un carico. |
| Pinze amperometriche | Leggono la corrente senza aprire il circuito racchiudendo il conduttore, e questo le rende lo strumento per una linea di alimentazione che non può essere interrotta. Danno un valore di corrente e non un valore di potenza. |
| Contatori di energia | Accumulano una quantità su un periodo di fatturazione invece di mostrare il punto di funzionamento di un carico. Il contatore di energia risponde a quanto è stato usato; il wattmetro risponde a come lo si stava usando. |
| Analizzatori di qualità dell'energia | Registrano nel tempo armoniche, distorsione, transitori e squilibrio. Il wattmetro dichiara i valori fondamentali e non diagnostica la forma d'onda che li ha prodotti. |
| Amperometri | Misurano la corrente di un circuito o di un conduttore come unico valore, spesso come indicatore da pannello. Portano una grandezza in sala di controllo invece di caratterizzare un carico su un banco di prova. |
Il confine da stabilire per primo è il modo. Se una parte qualsiasi del lavoro è in continua, ciò decide la serie, e per quel lavoro non va chiesto un preventivo su uno strumento solo in alternata.
Cosa includere nella richiesta
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
- L'alimentazione da cui funziona l'unità sotto prova, e se la misura è solo in alternata o in alternata e continua
- La corrente di carico più grande da provare, e la corrente più piccola che deve restare misurabile
- Il valore di accuratezza richiesto dalla norma di prova, e la norma rispetto a cui è dichiarato
- Se il consumo in standby o a vuoto fa parte della prova, e il limite che si applica
- La forma d'onda nel carico, per esempio un riscaldatore resistivo o un alimentatore a commutazione
- Se un controllore o un sistema di prova leggerà lo strumento, e attraverso quale interfaccia
- Se deve essere riferito l'accumulo di energia durante una prova
- Montaggio: su banco, o incassato in un pannello, con la dimensione del foro di incasso