Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Provozní zkušenosti s multimetry LOVATO DMK 32

číslo 11/2005

Provozní zkušenosti s multimetry LOVATO DMK 32

Ing. Vladimír Houdek, CSc., Lovato s. r. o., Ing. Bohumil Skala, Ph.D.,
katedra elektromechaniky a výkonové elektroniky, Západočeská univerzita v Plzni

Koncem srpna 2004 se Fakulta elektrotechnická Západočeské univerzity v Plzni konečně dočkala moderního zázemí v podobě nové budovy v univerzitním areálu. Již v průběhu projektových příprav specializovaných laboratoří se počítalo s použitím asi pěti multimetrů řady DMK (zejména DMK 32 a 62). Dnes již v nejrůznějších aplikacích pracuje více než deset těchto přístrojů, včetně nejnovější verze DMK 40 s vnitřní pamětí. Přenos a sběr naměřených údajů po počítačové síti a internetu je samozřejmostí. Nejvíce přístrojů (celkem šest) pracuje k plné spokojenosti učitelů i studentů na katedře elektromechaniky a výkonové elektroniky. Digitální multimetry řady DMK jsou špičkou ve své kategorii. Aby bylo možné lépe posoudit jejich výhody v provozu, byl jeden z nich, konkrétně DMK 32, použit k laboratorní porovnávací zkoušce. Měřilo se na synchronním stroji 8 kW a multimetr byl prověřen ve všech čtyřech kvadrantech, tj. v oblasti dodávky i odběru činné a jalové energie. Zároveň byla nadstandardně zkoumána přesnost měření v případě deformačního a pulsního výkonu.

Obr. 1. Obr. 1.

Obr. 1. Pohled na novou budovu FEL
Obr. 2. Fyzikální model přečerpávací elektrárny (8 kW) v laboratoři osazený třemi DMK 32

1. Schéma zapojení
Měřený předmět byl připojen na třífázovou čtyřvodičovou síť, kterou bylo možné považovat v jistých mezích za souměrnou a vyváženou. Jako porovnávací měřidlo (normál) byl použit cejchovaný analyzátor výkonu HIOKI 3166, se kterým byly naměřené hodnoty porovnávány a stanoveny i nejistoty měření. Normál byl zapojen duplicitně k DMK 32, který je na obr. 3 označen jako DMK 32 č. 4. Data z DMK 32 i normálu byla sbírána s využitím počítače, který je současně i zpracovával. Protože DMK 32 pracuje v přímém zapojení pouze do proudu 5 A, byly použity kalibrované transformátory proudu Metra Blansko, typ TL 20 v tř. p. (třída přesnosti) 0,05.

Obr. 3.

Obr. 3. Kompletní zapojení pro testování multimetrů DMK

2. Měřicí přístroje

Při měření byly použity tři kalibrované laboratorní transformátory proudu TL 20 v tř. p. 0,05, 5 V·A, 05/2 kV e. č. (evidenční číslo) 115937, 115938 a 115939, analyzátor výkonu HIOKI 3166 e. č. 20225, kalibrační protokol č. 2759/02/A a DMK 32 e. č. 149 984.

3. Charakteristika měřené energie

Měřená činná energie neměla pulsní charakter, byla však významněji obsažena 3., 5. a 7. harmonická složka proudu. Jejich obsah záležel na konkrétním režimu práce stroje. V jalové složce výkonu byly v jistých režimech pulsace měřeny vyšší harmonické nadstandardně, aby byl stanoven jejich vliv na přesnost měření. Výrobce tyto charakteristiky u DMK 32 neuvádí, nicméně v dnešní době je mnoho zařízení napájeno pomocí výkonové elektroniky a s pulsacemi je nutné počítat.

Obr. 4. Proud synchronního stroje a režimy jeho práce během testu
Obr. 5. Činný výkon a energie stanovená normálem
Obr. 6. Měření činného výkonu a energie přístrojem DMK 32

Obr. 4. Obr. 5. Obr. 6.

4. Průběh experimentu

Multimetr DMK byl testován dlouhodoběji – zde je uveden jako příklad pouze krátký výsek dat (asi 1,5 h). Byl zkoumán zejména vliv zatěžovacího proudu na přesnost měření. Chyba měření se zjišťuje jako rozdíl měřených proudů a napětí. To se následně projeví i v hodnotě výkonu počítané multimetrem. Tato případná odchylka je dále ještě zvýrazněna integrací, tj. projeví se zvlášť silně v práci elektrického proudu. Proto byl kladen důraz zejména na porovnání těchto veličin.

Obr. 7. Měření jalového výkonu a energie přístrojem DMK 32
Obr. 8. Porovnání naintegrované činné energie DMK 32 a normálu HIOKI
Obr. 9. Porovnání naintegrované jalové energie DMK 32 a normálu HIOKI

Obr. 7. Obr. 8. Obr. 9.

5. Zhodnocení, závěry a doporučení

Celkem byly na multimetru DMK 32 uskutečněny tři testy, které se liší svým zaměřením, přesností normálu a délkou trvání. V rámci dlouhodobého testu (zatím asi 60 týdnů, neboť test pokračuje) byla naměřená energie porovnávána s energií stanovenou cejchovaným elektroměrem ZMD 120 AS pro čtyřvodičové třífázové sítě, tř. p. 2, přímé připojení 3 × 220/380 až 240/415 V. Elektroměr registruje pouze činnou energii, včetně stejnosměrné složky. Má dva tarifní registry a impulsní výstup S0. Multimetr je zapojen v sekundárním okruhu svých MTP (měřicí transformátor proudu).

Obr. 10. Obr. 11.

Obr. 10. Detailní pohled na DMK 32
Obr. 11. Zobrazení měřených hodnot na obrazovce počítače

Během střednědobého testu (72 h) byl multimetr do obvodu zapojen přímo, tj. bez MTP, a přesnost s normálem byla téměř absolutní, tj. na zobrazovaných platných desetinných místech se neobjevoval žádný rozdíl hodnot.

Posledním testem byl krátkodobý test (7 h), jehož výsledky jsou zde prezentovány. V případě činné energie je přesnost měření lepší než 1 % (konkrétně 0,8 %). U jalové energie se přesnost pohybuje okolo 1 % (v nejhorším případě 0,97 %). Je však třeba poznamenat, že test byl zařazením pulsního výkonu velmi náročný. Multimetr umí výborně pracovat s deformačním výkonem. Slabší shoda výsledků je pravděpodobně způsobena pulsním (obr. 7) a skrytým výkonem, popř. nesouměrností odběru, tj. nesymetričností sítě.

Z provedené podrobné analýzy plyne, že právě v oblastech, kde docházelo ke kmitání jalového výkonu (dvě oblasti na obr. 7), se liší derivace naintegrovaného průběhu jalové energie (obr. 9) od normálu. V ostatních oblastech, kde nenastávalo kmitání, jsou směrnice průběhu shodné s normálem.

Závěrem lze konstatovat, že multimetr DMK 32 je ve své cenové kategorii špičkovým přístrojem – cena porovnávacího normálu totiž byla přibližně desetkrát vyšší.