Бесконтактное измерение сетевого напряжения

Я пытаюсь разработать бесконтактный монитор энергопотребления всего дома.

Я просмотрел проект jasonT , в котором для измерения текущего использования используются клещи переменного тока.

Однако, прочитав этот пост о том, как счетчики измеряют мощность, и этот пост о кажущейся и реальной мощности, кажется, что мне нужно иметь возможность измерять мгновенное напряжение , а также мгновенный ток, чтобы рассчитать точный «реальный» Потребление энергии. Из первого поста по ссылке:

Реальная мощность рассчитывается путем умножения напряжения и тока в любой момент времени (одна пара отсчетов). Полная мощность может быть рассчитана путем измерения амплитуд напряжения и тока в течение одного или нескольких циклов и умножения двух результатов вместе.

(Мне интересно, они получили это задом наперед! Реальная мощность = требует измерений в течение нескольких циклов, но полная мощность = одно мгновенное измерение ВА?)

У меня такой вопрос: как можно измерить мгновенное напряжение бесконтактным способом? Я понимаю, что ток можно измерить индуктивно с помощью зажима, который представляет собой простой трансформатор, который выдает напряжение, пропорциональное току, протекающему через проводник.

Если я не ошибаюсь, кажется, что использование емкостной методики измерения было бы правильным (как в пробнике-детекторе напряжения у электрика), но я не могу полностью уложить в голове, как будет выглядеть такая схема. Будет ли это просто простой провод, расположенный рядом с проводником сети, на фиксированном расстоянии, только одним концом подключенный к усилителю (например, подобно этой схеме )? Если да, то как такую ​​схему настроить на правильный пропорциональный выход?

Если бы кто-нибудь мог указать мне на какие-либо ресурсы или предложения, я был бы признателен.

Зачем нужно, чтобы это было бесконтактное измерение? Любая розетка в доме дает вам место для установления контакта (по крайней мере, для одной фазы).
Хотя, конечно, вы должны знать о последствиях для безопасности, если ваше устройство все же контактирует с сетью.
Используйте низковольтный трансформатор (с полностью изолированными первичной и вторичной обмотками, а также один с классом безопасности). Подсоедините первичную обмотку к линии переменного напряжения (или просто подключите ее к настенной розетке) и измерьте низкое напряжение на вторичных обмотках. Умножьте показания напряжения на коэффициент обмотки трансформатора, чтобы получить исходное значение напряжения переменного тока.
Я хочу бесконтакта из соображений безопасности, как вы сказали выше. Я бы предпочел не подключать трансформатор напрямую к сети. Также я хотел бы узнать больше о том, как работает бесконтактное определение напряжения. Спасибо.

Ответы (1)

Вы не хотите контакта с сетью. Итак, ваш проект будет работать от батареи?

Если вы покупаете низковольтную настенную розетку с выходом переменного тока, имеющую UL, CE, DIN и любую другую маркировку безопасности, о которой вы только можете подумать, вы можете считать ее выход как минимум таким же безопасным, как и любой другой прибор в вашем доме. Затем на выходе низкого напряжения у вас есть разумная копия формы сигнала сетевого напряжения. Точность ухудшится, если вы также исправите этот вывод для питания вашего проекта. Если важен последний 1% точности, то почему бы не купить два, один для справки и один для питания проекта, или один выход постоянного тока для питания проекта без дальнейших возни. Измерение тока уже связано с трансформатором, почему бы не подключить трансформатор для измерения напряжения?

Для подтверждения расчетов реальной и кажущейся мощности...

для реальной мощности многократно вычисляйте мгновенную мощность как произведение мгновенного напряжения и мгновенного тока много раз за цикл, затем усредняйте мощность

для полной мощности вычислите среднее напряжение путем усреднения и отдельно средний ток путем усреднения, затем возьмите произведение этих

... и здесь среднее значение означает либо а) среднее за долгое время, чем больше циклов, тем точнее, либо б) суммирование синхронно по целому числу целых циклов

Привет, спасибо за ваш вклад. Я понимаю, что я мог бы использовать трансформатор для подключения к сети. Но я хочу узнать о том, как измерить напряжение в сети бесконтактным способом. Это образовательный, а также функциональный проект. Таким образом, изучение новых вещей является частью проекта. Спасибо