시중의 전력계는 대부분 같은 몇 가지 양을 측정하기 때문에 사양 비교로는 좀처럼 갈리지 않습니다. 실제로 차이를 만드는 것은 측정 범위 양끝에서의 동작과, 데이터시트의 정확도 수치가 지금 하려는 측정에도 적용되는지입니다.
아래 순서는, 시험 보고서가 요구하는 수치를 빼고 나머지는 모두 측정하는 계기를 사버리는 흔한 결과를 막아 줍니다.
1. 계기를 고르기 전에 측정 항목 정의
시험 보고서에 반드시 들어가야 하는 물리량을 적어 두십시오. 전기 파라미터 시험에서는 통상 전압, 전류, 와트 단위의 유효 전력, 역률, 주파수를 확인하고, 부하가 순수 저항성이 아니면 피상 전력과 무효 전력을 추가합니다. 한 사이클에 걸친 소비량이 시험 대상이면 에너지 적산과 경과 시간도 필요합니다.
이 목록이 중요한 이유는, 순간 전력을 표시하는 계기가 에너지까지 적산하는 것은 아니기 때문입니다. 보고서에 킬로와트시 수치가 필요하면 적산 기능은 가정하는 대신 확인해야 합니다.
- 전압과 전류 - 다른 모든 수치가 여기서 파생되는 두 기본량입니다.
- 와트 단위의 유효 전력, 그리고 부하가 비저항성일 때의 피상 전력과 무효 전력.
- 역률 - 부하가 단위 역률에서 얼마나 벗어나 있는지를 나타내는 비율.
- 주파수, 그리고 소비량을 측정하는 경우의 에너지 적산과 경과 시간.
- 입돌이 전류나 피크 동작이 시험 항목에 들어가면 최댓값 또는 홀드 기능.
2. 정확도 등급 확정과 그 기준이 무엇인지 확인
정확도 수치는 뒤에서 참조하는 규격과 그 수치가 성립하는 조건이 없으면 의미가 없습니다. 정확도 등급 0.2으로 기재한 계기와 ±0.2 %로 기재한 계기는 자동으로 같은 주장이 되지 않습니다. 전자는 규격에서 정의한 등급을 가리키고, 후자는 오차의 한계로서, 그 기준이 표시값인지 풀 스케일인지 스팬인지 밝혀야 하기 때문입니다.
공차를 판정할 때는 측정 계기가 공차 자체보다 몇 배 더 정확해야 한다는 것이 실무 기준입니다. 5 % 공치의 제품을 1 % 오차의 계기로 시험하면, 계기의 불확도를 보고서 결과에까지 포함해 따졌을 때 남는 여유는 거의 없습니다.
3. 최댓값이 아니라 하한을 확인
최대 측정 범위가 넓은 것은 마케팅상의 이점인 동시에 기술적 부담입니다. 아주 큰 배율에 걸친 측정을 하는 계기는 대개 측정 범위 하단의 해상도를 낮춰 그것을 달성하며, 요즘의 시험 작업은 바로 그 하단에서 이뤄집니다. 대기 소비량, 무부하 손실, 정지 전류는 모두 계기 최댓값의 극히 일부 수준에서 측정되는 항목입니다.
전원 시험에서는 특히 대기 값과 만부하 값을 통상 같은 시험 구성에서 함께 보고합니다. 그러면 한 대의 계기에 서로 상충하는 두 가지 요구가 실리게 되므로, 측정 가능한 최소 전류가 최대 전류만큼이나 주의를 요구합니다.
- 계기가 기재된 정확도를 유지하면서 분리해 낼 수 있는 최소 전류를 확인하십시오.
- 측정 범위를 자동으로 전환하는지, 범위 전환 때 표시값이 어떻게 움직이는지 확인하십시오.
- 어댑터의 DC 출력을 측정하는 경우에는 계기가 AC 입력과 함께 DC 입력도 받는지 확인하십시오.
4. 측정 원리가 파형에 맞는지 확인
스위칭 전원 장치와 위상 제어 부하의 전압·전류는 정현파가 아닙니다. 진정한 RMS 계기는 파형의 실제 발열 효과를 반영하고, 평균값 감지형 계기는 정현파 기준으로 교정되어 있으므로 왜형된 신호에서는 값을 낮게 표시합니다.
부하가 가변 주파수 드라이브라면 사양을 좌우하는 항목은 대역폭입니다. 드라이브 스위칭 주기보다 긴 시간에 걸쳐 적분하는 계기는 안정적이면서도 체계적으로 잘못된 표시값을 내놓고, 출력이 왜형될수록 오차는 커집니다.
5. 결과를 쓰는 방식에 맞춘 인터페이스 선정
손으로 옮겨 적어야 하는 표시값은 결국 잘못 적히게 됩니다. 결과가 시험 보고서, 품질 기록, 생산 데이터베이스에 들어간다면 통신 인터페이스는 선택 사양이 아니라 요구 조건입니다.
| 인터페이스 | 적용 분야 |
|---|---|
| RS232 | PC 또는 시험 컨트롤러와의 점 대 점 연결. 벤치형 전력계에서 표준 인터페이스로 흔합니다. |
| RS485 | 다중 접속 직렬 버스 - 여러 계기가 케이블 배선 하나를 공유하거나 거리가 긴 곳에 적합합니다. |
| MODBUS RTU | RS232 또는 RS485로 전달할 수 있는 직렬 프로토콜로, 호스트 시스템이 계기에 주소를 지정해 값을 읽을 수 있게 합니다. |
| 릴레이 또는 알람 출력 | 한계값으로 동작하는 스위칭 접점 - 소프트웨어 없이 합격 또는 불합격을 알리는 데 씁니다. |
6. 기계 조건과 설치 조건 확정
벤치형 계기와 패널 설치형 계기는 전자 회로가 같아도 다른 제품입니다. 치수, 제어반에 장착하는 경우의 패널 절개구 치수, 시험 스테이션에서 실제로 쓸 수 있는 전원 전압, 그리고 계기를 벤치에서 운용하는지 장비에 고정하는지 확인하십시오.
계기가 시험 구성에 어떻게 배선되는지도 확인할 가치가 있습니다. 부하와 전원을 각각 별도의 단자 쌍으로 측정하는 계기는 부하 전류를 계기 자체로 통과시키는 계기와 쓰는 방식이 다르므로, 배선도는 시험 벤치를 만든 뒤가 아니라 만들기 전에 이해해 두어야 합니다.