デジタル電力計

デジタル電力計とは

デジタル電力計は、電源が供給することになっている電気量ではなく、負荷が実際に現している電気量を測定します。電圧と電流を同時に読み、その一対から有効電力、力率、皮相電力、無効電力、周波数を演算します。パネル形の計器の多くは電力量も積算するため、運転サイクルの消費を瞬時値ではなく消費量として報告できます。

この同時の一対が、まわりの計器とこのタイプを分けています。デジタルマルチメータは電圧か電流を 1 つずつ読み、読み合わせは手作業です。クランプメータは回路を切らずに電流を読みますが、電力は演算しません。電力量計は、技術者がこの瞬間に負荷が何をしているかを示すためではなく、課金期間にわたる量を積算するために作られています。電力計は試験台、またはテストラインの終端に置く計器です。そこで問われるのは、試験対象の装置が電気をどれだけ引き込むか、そしてどれだけ効率よく引き込むかです。

このタイプ内の選択は、精度等級ではなく 2 つの答えで決まります。測定が AC のみなのか DC もカバーする必要があるのかでシリーズが決まります。アダプタや電源の DC 出力を特性評価するのが AC のみの計器ではできないためです。電流のスパンを両端でどれだけ必要かも測定範囲を決めます。上限は試験できる最大の負荷を固定し、下限は、待機時の数値が測定なのか単に表示されている数なのかを決めます。

デジタル電力計の測定原理

計器は負荷にかかる電圧と負荷を流れる電流をサンプルし、同じ時間基準に対して両者をデジタル化し、点ごとに掛け合わせます。その積を整数サイクルで平均したものが有効電力で、それを電圧と電流の実効値の積で割ったものが力率です。演算は整流した平均値ではなくサンプルに対して行うため、波形がひずみのない正弦波からずれている場合も結果は正しく保たれます。これはすべてのスイッチング電源、調光器、可変速度ドライブに当てはまります。

波形がひずんでいる場所では、真の RMS の計器と平均値方式の計器の差は、説明書ではなく表示に出ます。平均値方式の計器は正弦波で正しく読むよう校正されており、波形が正弦波から離れるほど過少に報告します。真の RMS の計器は波形の発熱等価値を演算するため、同じ設置で取得した他の読みと一致します。抵抗ヒーターでは差は小さく、波高率の悪い負荷では大きくなることがあります。

測定範囲が最初に狭まるのは電流です。下限側では電流チャネルの分解能が、意味を持つ最小の数値を決めます。待機時消費電力の効率に関する作業が、下限がミリアンペアではなく数十から数百マイクロアンペアにある計器を必要とするのはこのためです。上限側では、低いレンジでは電流が計器自体を通り、最高のレンジでは外部のシャントを通るため、200 A に達する仕様は、実際にはどのシャントを組み合わせるかの表明です。

構成の選択肢

仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。

インターフェースと取付は早めに決めます。どちらも装置が作られる時点で固定され、後から追加できないためです。

デジタル電力計の選び方

これらのうち未確定の項目が残っても、分かっている内容をお送りください。用途の説明をもとに見積りを作成し、不足が埋まったあとで詰め直すことができます。

近似する代替機種

デジタル電力計 のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。

まず決めておく価値がある境界は測定モードです。用途のどこかに DC があればシリーズが決まり、AC のみの計器をその用途について見積もるべきではありません。

問い合わせに含める内容

お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。

1. 試験対象装置が供給される電源、そして測定が AC のみか AC と DC の両方か
2. 試験する最大の負荷電流、そして測定可能である必要がある最小の電流
3. 試験規格が要求する精度の数値と、その基準となっている規格
4. 待機時または無負荷時の消費が試験に含まれるか、そして適用される限度
5. 負荷側の波形。例えば抵抗ヒーターやスイッチング電源
6. コントローラまたは試験システムが計器を読むか、そしてどのインターフェース経由か
7. 運転サイクルにわたる電力量の積算を報告する必要があるか
8. 取付：試験台に置くのか、パネルに埋め込むのか、そしてパネルの取付穴寸法