True RMS напряжение

[Михайло]

Хотел померять напряжение и ток на нагревателе, который управляется тиристорным регулятором с фазовым методом управления. Применяются TrueRMS-датчик тока и TrueRMS-преобразователь напряжения.
Вычисляю сопротивление нагревателя путем деления напряжения на ток. Однако это сопротивление непостоянно, как ожидалось, и отклоняется от "идеала", полученного мультиметром.
Подозреваю, плохо измеряется именно напряжение. Измеритель Контравт НПСИ-ДНТВ. Чем больше угол открывания симистора, тем ниже вычисленное сопротивление.

Кто-нибудь делал такие проекты?

[Jackson]

Всё верно, здравствуй гармоники. :)

Вычисляю сопротивление нагревателя путем деления напряжения на ток.

А зачем его вычислять? Только для проверки? Это ошибочно.

Однако это сопротивление непостоянно, как ожидалось, и отклоняется от "идеала", полученного мультиметром.

Перемножив измеренные ток и напряжение, Вы получаете полное сопротивление Z = SQRT(R^2 + X^2), причём полное для всей цепи включая источник (Ваш тиристорный блок управления), а измерив сопротивление нагревателя в выключенном состоянии мультиметром, Вы получаете только R нагревателя. Естественно при изменении скважности будет меняться X и соответственно и Z. Всё закономерно.

В чём вопрос-то? Хотите убедиться в точности измерения? Нужен эталонный преобразователь (или преобразователи) и сравнить с ним. Больше никак.

Когда пишут "ThrueRMS" то должны ещё писать, до какой гармоники они мерят. Если в одном преобразователе до 16, а в другом, к примеру, до 33, то естественно между ними будет разница и значительная. Чем больше гармоник - тем точнее.

[Ryzhij]

Подозреваю, плохо измеряется именно напряжение. Измеритель Контравт НПСИ-ДНТВ. Чем больше угол открывания симистора, тем ниже вычисленное сопротивление

Всё верно. Чем холоднее ТЭН, тем ниже его сопротивление. А ТЭН будет холодным именно на больших углах открытия.
Может быть всё дело в Вашем понимании термина "угол открытия"? Эта величина отражает начало момента открытия тиристора, а не длительность открытого состояния. Момент закрытия (угол отключения) тиристора всегда известен - это момент перехода тока через ноль.
Для активной нагрузки, поскольку фазы тока и напряжения практически совпадают, закрытие всегда будет при 180 и 360 гр.
А угол открытия будет гулять от 0 до 180 гр. (и от 180 до 360, соответственно)
Чем больше угол открытия, тем меньше время открытого состояния тиристора, тем холоднее ТЭН и ниже его сопротивление.

[Михайло]

У меня лента нагревательная с отрицательным ТКС специально для измерения температуры в процессе нагрева. Я вижу как при прогреве ленты сопротивление падает. Однако из-за кривого измерения напряжения не могу рассчитать эту температуру по формуле...

[Jackson]

Однако из-за кривого измерения напряжения не могу рассчитать эту температуру по формуле...

А датчика температуры, соответственно, нет....
И с чего Вы решили что напряжение криво измеряется? Вы же RMS мерите, меняется скважность (угол открытия) - изменится и действующее значение напряжения.

[olexsa]

Применяются TrueRMS-датчик тока и TrueRMS-преобразователь напряжения.

какие?

лента нагревательная с отрицательным ТКС специально для измерения температуры в процессе нагрева

какая?

[Jackson]

какие?

Он же написал: НПСИ-ДНТВ

[Михайло]

Датчик тока Seneca T201DCH100, датчик Холла.
Лента made in Germany, материал предположительно Alloy-20.

[Jackson]

Задачу с конца опять раскручиваем (как всегда).
Имеем нагреватель из нагревательной ленты. Питается через тиристорный БП. Регулировка - углом открытия тиристора. Не имеем датчика температуры. Но имеем известную зависимость R ленты от температуры (то есть знаем ТКС).

Так вот не получится вычислить температуру по сопротивлению, потому что сопротивление R не вычислить по измеренным U и I, я выше написал почему (получится вычислить Z, но не R). Раз у нас тиристорный БП, то реактивная составляющая X уже достаточно велика. Тут другой метод нужен.

[Ryzhij]

Вот правда, не вижу смысла в таком косвенном методе измерения температуры.
Нагреватель - эксклюзив. Причём, неясно как меняется его явно ненормированная температурная характеристика с течением времени.
Нормирующих пребразователей два - на ток и напряжение. И они не из дешевых.
Неужели система со стандартным датчиком температуры и стандартным нагревателем (ладно, пусть с той же лентой) была бы дороже?

[Jackson]

Точнее при малых углах открытия (большой скважности - когда тиристор всегда открыт) величина X незначительна, но по мере увеличения угла открытия (уменьшения скважности) X растёт и даже может превысить R.

[Ryzhij]

Точнее при малых углах открытия (большой скважности - когда тиристор всегда открыт) величина X незначительна, но по мере увеличения угла открытия (уменьшения скважности) X растёт и даже может превысить R.

При индуктивном характере нагрузки.
А при ёмкостном - наоборот, снижается.

Регулировать мощность целым числом периодов, с коммутацией при переходе через ноль, никак?
Всяко геморра с гармониками меньше было бы...

[Jackson]

Есть метод измерения. Нужно установить угол открытия = 0 (чтобы тиристор был всегда открыт), в этот момент замерить U и I и тогда получите чисто активный ток (ну почти), полное U, и значит можно вычислить R (индуктивность ленты, намотанной на что-то, тоже есть, но будем надеяться что она небольшая и пренебрежём). После измерения вернуть угол открытия на требуемый. Делать так периодически.

Такой метод измерения (как Вы попытались реализовать) годится только для нагревателей, работающих в режиме "вкл/выкл" от термостата, без тиристорных преобразователей. Иначе - лучше прямого датчика ничего нет, ну или пирометра если надо на расстоянии и провод к датчику не протянуть.

Отправлено спустя 1 минуту 17 секунд:

При индуктивном характере нагрузки.
А при ёмкостном - наоборот, снижается.

Да. А какой он там будет - а фиг его знает. Но я предполагаю что лента на что-то намотана, а это катушка, значит индуктивность. Но и емкость тоже присутствует.

[Михайло]

Лента прямая

[Jackson]

Лента прямая

Значит емкостная составляющая уже может быть. Ryzhij прав. А как на самом деле - никто не знает, от многого зависит.

В общем, я свои сомнения написал, Ryzhij предложил метод ещё проще.

Отправлено спустя 4 минуты 22 секунды:

Регулировать мощность целым числом периодов, с коммутацией при переходе через ноль, никак?

Только тогда нужно измерения синхронизировать - мерить в тот момент когда тиристоры открыты и, получается, преобразователь должен интегрировать ток и напряжение только за один период, а не всякий преобразователь такое умеет (я думаю, тот что выбран - не умеет).

[olexsa]

Немного ознакомился с РЭ на Контравт НПСИ-ДНТВ. И возник вопрос - а в принципе правильность вычисления действующих значений тока и напряжения в случае применения фазоимпульсного сигнала. В РЭ сказано, что "Допускается измерять несинусоидальные сигналы (метод «True RMS») частотой 50 Гц, а также синусоидальные сигналы частотой до 500 Гц без потери точности", но не сказано о допустимом времени нарастания фронта несинусоидального сигнала.

[Ryzhij]

Можно взять что-то типа счётчика электроэнергии
https://aliexpress.ru/item/2044194398.html
https://stromzähler.eu/media/pdf/0e/ca/ ... Modbus.pdf

[Jackson]

Можно взять что-то типа счётчика электроэнергии

А как это поможет? По мощности вычислять сопротивление? Тоже по-моему не годится: мощность в два раза меньше - сопротивление в два раза больше.

Или как?

Отправлено спустя 1 минуту 42 секунды:

но не сказано о допустимом времени нарастания фронта несинусоидального сигнала.

Это никогда и не указывается. Это определяется количеством гармоник, которые способен разложить прибор.

[+]

есть даже две мощности: одна только по первой гармонике, вторая - по всем, и чем больше несинусоидальность - тем больше между ними разница.

[Михайло]

Когда говорят True RMS, то сразу показывают шумный полусинусоидальный сигнал. Ну какие там гармоники?...

[alex45]

Я думаю проблема в датчике тока Seneca T201DCH100. Это же по сути трансформатор тока с каким-то преобразователем. А трансформатор тока нормально трансформировать может только синусоиду. В случае автора темы фронты, которые получаются при открытии тиристора, дают кучу паразитных гармоник, которые и искажают все измерения.

[Jackson]

Ну какие там гармоники?

Это математический инструмент, на котором основывается работа измерителей.

Отправлено спустя 33 секунды:

Я думаю проблема в датчике тока Seneca T201DCH100. Это же по сути трансформатор тока с каким-то преобразователем.

Нет. Это датчик Холла с преобразователем. Не трансформатор.

[Михайло]

Может у меня датчик тока наелся? Я по ошибке пропустил через отверстие слишком большой ток, выше номинала ~в 1,5 раза.

[Jackson]

Может у меня датчик тока наелся? Я по ошибке пропустил через отверстие слишком большой ток, выше номинала ~в 1,5 раза.

У каждого датчика тока (Холла или трансформатора) есть перегрузочная способность, смотрите даташит. Тут как раз всё просто.

[alex45]

Нет. Это датчик Холла с преобразователем. Не трансформатор.

Судя по схеме подключения https://ftp.totalkip.ru/report.local/pa ... a_6387.pdf
там сначала трансформатор тока, а потом во вторичной обмотке этого трансформатора стоит датчик Холла.

[Jackson]

Судя по схеме подключения https://ftp.totalkip.ru/report.local/pa ... a_6387.pdf
там сначала трансформатор тока

Нет. То что он выглядит как трансформатор - не значит что это трансформатор. Трансформатор тока - это магнитопровод, на котором намотана вторичная обмотка. В датчике Холла другой принцип измерения.