Mäta ström(-förbrukning), hur?

[Borre]

Prototypen, den här menar han: http://www.clasohlson.se/Product/Produc ... =156008522

Den där trådlösa är inte bättre än andra billiga mätare man sätter i väggen. Den mäter inte heller spänningen (såklart) utan den ställer man in ett fast värde på i steg om 5V (225, 230, 235 osv). Resistiva laster fungerar det säkert bra, inte andra laster.

I nån tråd för ganska länge sen så var det någon som öppnade en sån där billig mätare och fotade lite, lär inte var omöjlig att hitta med sökfunktionen.

[Paxmax]

...trefas-effektmätaren Efergy Elite

Har testat en liknande fast den heter OWL istället.
Som provobjekt har jag en Luft/luft värmepump, OWL visade +8,6% vid 530W last (PF 0,98) , +11,89% vid 570W last (PF 0,99) varav 1% var pga spänningsdifferens.

IOM att den inte mäter spänningen har den ingen aning of effektfaktorn och övertoner. Märk väl att effektfaktorn i detta mätfall faktiskt var riktigt bra, trots det blir avvikelserna stora.

En av riskerna är att om du byter ut glödljus till lågenergilampor så kan besparingen FÖRSVINNA pga att övertoner i lågenergilampan riskeras att "felregistreras".

Har själv deltagit i konstruktion och tester av energimätare och kan säga att vare sig konstruktion och/eller programmeringen inte är helt trivial. Utan stabila ström och spänningsreferenser under mjukvarutvecklingen är man dessutom helt chanslös.
Det går dessvärre inte att bara klappa ihop komponenter, trycka in en programvara och köra, mätaren måste kalibreras.
Varje strömtransformator är en egen individ med en hel del egenheter. Spänningsmätningen genom resistansdelning är mer rättfram.
Varje mätare (i den process jag deltar i) som når kalibrering efter montering har en typiskt ca +-4% precision på cosFi 1,0. på CosFi 0,5 är avvikelsen betydligt större innan kalibrering.

Även Clasohlsons (och andra kloner av) PM-300 som mäter spänning och ström är ändå rätt tokiga i mätningen.
Den har förmodligen väldigt få mätpunkter i sinusvågen eller helt olämplig mätmetod eftersom även den registrerar ibland ca +13% på en luft/luft värmepump, MEN, matar du den med perfekt sinus på ström och spänning så mäter den helt ok (+- 1-3%)

Enklaste är nog att köpa ordentliga mätare och samla upp S0 pulser eller led-pulser med microcontroller och koppla den i sin tur till någon kommunikationsmodul till din "uppsamlingspunkt".

[prototypen]

Den CO mojen skulle faktiskt vara användbar för att visa belastningen på olika faser men att "omvandla" det till kostnad för strömmen .... nej.

Skulle vara användbar då lödmaskinen troligen drar uppåt 20 A när alla värmeplattorna går igång och de är det inte så mycket kvar av en 25 A säkring till 2 hushåll.

Protte

[jesse]

Spänningen kan du ju mäta på de tre faserna direkt i vägguttagen, så slipper du gå in och pilla på installationen. Har du trefasuttag får du allt samlat på ett ställe, annars är risken att du måste koppla in dig på olika platser. Där kopplar du in dig med en spänningsdelare och något som omvandlar spänning till t.ex. pulsbredd eller frekvens - för att sedan skicka vidare informationen via digitala optokopplare.

Strömmen går antagligen bra att mäta med sån där kontaktlös grej, bara du lyckas komma åt / få plats att sätta dem på de tre faserna.

Mätningens noggrannhet beror på antalet mätningar per sekund. Vi kan ta tre exempel:

en resistiv last.
en dimmer.
en induktiv last.

Med den resistiva lasten vet du att spänning och ström alltid ligger i proportion till varandra, eftersom I = U/R. DÅ behöver du bara mäta (eller känna till) medelvärdet på spänningen för att kunna beräkna effekt P = U*I.

Men vid de övriga fallen blir det svårare:

sinus1.jpg

Här är inte U=R*I... Alltså duger inte medelvärdet på U, man behöver fasförskjutningsvinkeln för att beräkna effekten.

sinus2.jpg

Vid första mätningen (svart lodrätt streck) är strömmen noll. När dimmern slår på blir plötsligt strömmen I = U*R. Effekten går att beräkna om man känner till vid vilken tidpunkt dimmern slår till.

Men oftast vet man inte hur lasten beter sig. Det kan vara kombinationer av ovanstående. Enda lösningen är att mäta så många gånger som möjligt (kanske 100.000 ggr/sekund) och ta ett värde på spänning och ström varje gång, multiplicera dessa och summera för att få förbrukad energi. Vill man få ut effekten får man vid olika tidsintervall (t.ex. 1 sekund) ta ett medelvärde.

[blueint]

Paxmax, Innebär det att även om man bygger ihop en anordning med spänningsdelare för att mäta spänningen. Och resistansshunt för att mäta strömmen. Samt samplar detta ~16000 ggr/sekund i 16 bitar så blir det ganska dålig precision? (>10%?)

[Paxmax]

Blueint: om du har en leverantör av microcontrollers med/eller A/D omvandlare samtliga utan absolut- & linjäritets-fel, överhörningsfri SAMT alla spänningsreferenser håller absolutvärde utan avikelser och du använder dig av motstånd på 0,1% tolerans, ideal kristall, dessutom designar ett kretskort fritt från överhörning så skulle du med kreativ programmering ev slippa kalibrering på en shuntmätare för ett begränsat (läs: lågt) strömområde.

Minst sagt, det finns massor av fallgropar.

Shuntmätarnas största akilleshäl är att mätsignalerna är väldigt små för annars blir det stor effektförlust i shunten om den skall klara 0-65A. Ett exempel är en shunt som förbrukar(värmeutveckling) 2Watt på 65A, mätsignalen oförstärkt är då ynka 31millivolt. De små strömmarnas(typ 100mA) genererade mätsignal i en 65A shunt måste oftast sållas ut ur ett ganska stort bakgrundsbrus när man är nere på några 10tal microvolt. Det ställer stora krav på op-ampar som skall förstärka signalen så att en A/D omvandlare ens skall kunna jobba på något. Vidare så får inte mätningen helt spåra ur när man sen introducerar påstrålad EM störning!!

Shuntmätare är å andra sidan absolut enklast att kalibrera, eftersom fasvinkelfelet är försumbart.

Strömtransformatormätare ger stora mätsignaler men drar med sig en mängd fasvinkelberoende fel. Dessa är oftast även temperaturberoende i högre utsträckning än shuntmätare. En del strömberoende fel kan förekomma närmare gränsen av transformatorns specificerade arbetsområde.
En av strömtransformatorns goda sidor är god åldersbeständighet som regel överträffar shuntmätare.

Jag erkänner att detta kan låta avskräckande, men jag tycker absolut att om man har tiden och en del utrustning så kan man laborera fram något dugligt, största problemet är och få den att mäta bra över ett stort spann. T.ex 20mA (4,6W vid 230V) till 25A är ju trots allt en mätspännvidd på en faktor på 1250ggr! Så en 10 bitars(1024steg) A/D är redan utesluten om man inte vill växla mellan olika mätområden on-the-fly.

[Paxmax]

..resistansshunt...samplar detta ~16000 ggr/sekund i 16 bitar ..dålig precision? (>10%?)

Om du iaf kan absolutvärdesjustera strömmätningen på shunten för att eliminera varierande grad av påverkan från inlödningen(eller annan termineringsmetod) så kan du säkert komma ner i +-2% för ett begränsat strömområde om du har ok A/D omvandlare och op-amp.
Samplingshastigheten är inte så kritisk, man brukar få med tillräckligt med övertoner redan vid 1000Hz sampling, man kan med kreativ programmering göra linjär approximation för att "fylla ut luckorna".

[jadler]

Prototypen, den här menar han: http://www.clasohlson.se/Product/Produc ... =156008522

Precis.

Länken till protokolltolkningen leder vidare till en länk till bilder också.

Jag är helt medveten om att jag inte får användbara absoluta värden med denna mätmetod, men i mitt fall får jag åtminstone en uppskattning av hur de tre faserna belastas, som jag önskar. Jag är inte ute efter en noggrannhet som låter mig överklaga elräkningen, mer att se hur de olika faserna belastas och vilken mer än vilken.

[danielr112]

Denna finns ju med om du vill ha 3 faser:
https://www.m.nu/ecoeye-mini-3fas-p-183 ... d90e0b824e

[jadler]

Visst, det är ett alternativ om man vill lägga ut tre gånger så mycket...

[danielr112]

[blueint]

Min fundering vart inom området 0-10 A , ev 0-16 A.
Mest för att mäta TV, "boxar", tvättmaskin, avfuktare, pc, laptop, stereo, kylskåp, spis, micro å annat.

För högre ström får man kanske ta till mer exotiska metoder.

Är strömtransformator felet beroende på fasvinkeln mellan spänning och ström, eller något annat?

[Paxmax]

blueint sa: "Är strömtransformator felet beroende på fasvinkeln mellan spänning och ström, eller något annat?"
Felet uppkommer av att strömtrafo'n är en induktans -mätsignalen är fasfördröjd mot uppmätt ström. Om jag inte minns fel så påverkar felet energinivå'n i högre grad ju mer fasskillnad det är på mätströmmen mot mätspänningen.
(programmering och matematik runt energimätning INTE min starka sida... heller)

Felet kan till stor delen kompenseras bort med en RC-filter. Dock så får rc-filter kontra strömtrafo viss påverkan av nogrann mätning av höga övertoner, det kan man oftast bortse ifrån i en enklare mätare (lågt energiinnehåll).

[xxargs]

Min fundering vart inom området 0-10 A , ev 0-16 A.
Mest för att mäta TV, "boxar", tvättmaskin, avfuktare, pc, laptop, stereo, kylskåp, spis, micro å annat.

För högre ström får man kanske ta till mer exotiska metoder.

Är strömtransformator felet beroende på fasvinkeln mellan spänning och ström, eller något annat?

heh - du blandar vilt mellan småförbrukare i området 10-100 mA till 10A+ högströmsförbrukare...

det är ju att hantera stort mätområde med noggrannhet på strömshunten som är den stora utmaningen i sådanahär applikationen.

en kyl och frys som starta samtidigt kanske vill ha 30-40 Ampere i startström och det bör mätaren kunna hantera utan att bottna eller att shunten/strömmätaren blir för varm.

har du laster med hög crestfaktor (läs switchade strömförsörjningar utan power correction-kretsar eller att man har många småapparater parallellt som en bunt energisparlampor/kompaktlysrör med elektronisk ballast ) så kan toppströmmen vara 5 ggr högre i extrema fall än toppen av medelströmmen på en resistiv last vid samma effekt som strömförsörjningen - även där så bör inte shunten med mätförstärkare bottna/klippa - mao. om lasten drar 10 ampere så bör shunten klara 70 ampere toppström utan att klippa eller distordera i mätförstärkaren samt att A/D-omvandlaren har dynamik för detta.

[Paxmax]

Mja, Är det definerade mätarområdet 0-10A och det kommer en 20A spik så bottnar mätarens signal, inget konstigt.
Enda man bör tänka på är att mätelektroniken och sensorn skall överleva.
Visst kanske det försvinner lite energi under en halvperiod men det är något man inte kan ta hänsyn till.

I t.ex. standards för energimätare skall en mätare som placeras för villa debitering klara 20ggr mätströmmen i en sekund utan att ta fysisk skada. Mätaren skall även kunna mäta upp till +15% på maxström konternuerligt utan att ta skada.

Det är rätt spännande och testa med t.ex 1600A på en 80A mätare... det blir så.... varmt!
"Light emitting meter" ...får man det så är det nog kört!!!!

Åxå rätt spännade med de fysiska elektromotoriska krafterna mellan kablarna vid 1600A(pja, vid höga strömmar generellt) tur och returkabeln vill inte ligga kvar bredvid varann!

Ännu mer spännade är test av kabelstegar. Man buntar(najar) fast feta tur och retur ledare på en kabelstege.
Sen simulerar man kortslutning 50kA och ser om kabelstegen håller! Det är inte helt ovanligt att cheeziga kabelstegar slits itu av krafterna. Inte roligt och stå bredvid när kabelstegen detonerar och åker som ett trubbigt svärd genom lokalen.