Назначение
Ваттметры цифровые СР3010 (далее - ваттметры СР3010) предназначены для измерений активной мощности в цепях постоянного тока и в однофазных цепях переменного тока.
Описание
Ваттметры СР3010 выпускаются в 6-ти исполнениях, обозначение которых и краткие характеристики приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Исполнения ваттметров СР3010
| Обозначение | Краткие характеристики |
| СР3010/1-000 | Ваттметр с пределами измерения по напряжению 30-75-150-300-450-600 В и пределами измерения по току 50-100-200-500 мА, без интерфейса |
| СР3010/1-232 | Ваттметр с пределами измерения по напряжению 30-75-150-300-450-600 В и пределами измерения по току 50-100-200-500 мА, с интерфейсом RS232. |
| СР3010/1-485 | Ваттметр с пределами измерения по напряжению 30-75-150-300-450-600 В и пределами измерения по току 50-100-200-500 мА, с интерфейсом RS485. |
| СР3010/2-000 | Ваттметр с пределами измерения по напряжению 30-75-150-300-450-600 В и пределами измерения по току 1-2,5-5-10 А, без интерфейса |
| СР3010/2-232 | Ваттметр с пределами измерения по напряжению 30-75-150-300-450-600 В и пределами измерения по току 1-2,5-5-10 А, с интерфейсом RS232. |
| СР3010/2-485 | Ваттметр с пределами измерения по напряжению 30-75-150-300-450-600 В и пределами измерения по току 1-2,5-5-10 А, с интерфейсом RS485. |
Ваттметры СР3010 имеют возможность установки пределов измерения по напряжению и току и режима измеряемой мощности (постоянного тока/переменного тока) и индицируют значение измеренной мощности, знак «+» или «-», значения выбранных пределов измерения напряжения и тока, режим измеряемой мощности (постоянного тока/переменного тока).
В зависимости от исполнения, ваттметры СР3010 могут передавать результаты измерений по гальванически развязанному интерфейсу RS232 или RS485.
Количество значащих цифр при индикации измеренных значений мощности - пять десятичных разрядов. Ваттметры СР3010 модификаций СР3010/Х-232 обеспечивают передачу измеренных значений тока или напряжения по интерфейсу RS232, модификаций СР3010/Х-485 - по интерфейсу RS485.
В ваттметрах СР3010 используется специальный алгоритм цифровой обработки сигналов, реализованный на основе цифрового фильтра, ориентированный на измерения постоянной и переменной составляющих сигналов произвольной формы, не критичный к их форме, частоте и обеспечивающий требуемую точность измерения. Частота дискретизации входного сигнала - 4000 Гц.
Измерение постоянной составляющей мощности измеряемого сигнала выполняется по формуле:
Р= = U= х I= , где Р= - постоянная составляющей мощности измеряемого сигнала;
U=, I= - вычисленные значения постоянных составляющих значений напряжения и тока измеряемого сигнала.
Измерение переменной составляющей мощности измеряемого сигнала выполняется по формуле:
P~ = — У U xI - Р=, N^
где Р= - постоянная составляющей мощности измеряемого сигнала;
P~ - переменная составляющей мощности измеряемого сигнала;
U=, I= - вычисленные значения постоянных составляющих значений напряжения и тока измеряемого сигнала;
U, I - мгновенные значения тока и напряжения.
Оба этих преобразования выполняются одновременно, а на индикатор выводится постоянная составляющая или действующее значение измеряемого сигнала в зависимости от режима работы.
В основе алгоритма измерения действующего значения лежит реализация цифрового фильтра, на вход которого подаются квадраты мгновенных значений выборок измеряемого сигнала с частотой дискретизации 4000 Гц, а на выходе осуществляется извлечение квадратного корня из суммы квадратов мгновенных значений.
Измеряемый сигнал через входную цепь, представляющую собой делитель для канала измерения напряжения или шунт для канала измерения тока, поступает на вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Переключение пределов измерения происходит за счет изменения коэффициента усиления регулируемого усилителя, входные цепи остаются неизменными. С выхода усилителя нормируемый сигнал поступает на вход АЦП, где преобразуется в цифровой код. Каналы измерения напряжения и тока гальванически развязаны между собой, а также от интерфейса и напряжения питания.
С выходов АЦП мгновенные выборки входного сигнала поступают на вход микроконтроллера, выполненного на базе процессора MSP430.
Микроконтроллер осуществляет обработку сигналов, вывод на светодиодный индикатор, обслуживание клавиатуры и интерфейса. Микроконтроллер имеет энергонезависимую память для хранения калибровочных констант.
Конструктивно ваттметры СР3010 выполнены в литом корпусе из термопрочной пластмассы , в котором располагается электронный блок, состоящий из платы процессорной и платы индикации.
Общий вид ваттметров СР3010 представлен на рисунке 1. Место нанесения повери-тельного клейма указано на рисунке 2.
Рисунок 1. Общий вид ваттметра СР3010
Рисунок 2. Место нанесения поверительного клейма
Технические характеристики
Основные технические характеристики ваттметров СР3010 представлены в таблице 2
Таблица 2 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Значения пределов измерений напряжения, Un, В: | 30-75-150-300-450-600 |
| Значения пределов измерений тока, 1П: - для СР3010/1-ХХХ, мА - для СР3010/2-ХХХ, А | 50-100-200-500; 1-2,5-5-10 |
| Конечные значения диапазонов измерения мощности, Вт | в соответствии с таблицей 3 |
| Диапазоны изменения напряжений | от 0,1 Un до Un |
| Диапазоны изменения токов | от 0,1 1п до 1п |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений, % от конечного значения диапазонов измерения мощности | ± 0,1 |
| Частотный диапазон измерения мощности, Гц | от 40 до 1000 |
| Номинальный коэффициент мощности (tos ф) | 1 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений мощности, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в рабочем диапазоне температур, % на каждые 10 оС изменения температуры | ± 0,1 |
| Максимальное падение напряжения на токовом входе ваттметров не более, мВ | 300 |
| Входное сопротивление входа напряжения ваттметров не менее, МОм | 1 |
| Входная емкость входа напряжения ваттметров не более, пФ | 100 |
| Питание: - постоянное напряжение, В - через адаптер сетевого питания | от 9 до 18; сеть переменного тока в соответствии с техническими характеристиками на адаптер |
| Потребляемая мощность, не более, Вт | 3 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, оС - относительная влажность, % | от + 5 до + 40; 90 (при температуре + 25 оС) |
| Г абаритные размеры не более, мм | 225x100x200 |
| Масса не более, кг | 1 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Наработка на отказ, ч | 40000 |
Конечные значения диапазонов измерения мощности ваттметров в ваттах указанны в таблице 3
Таблица 3 - Конечные значения диапазонов измерения мощности ваттметров в ваттах
| Модификация ваттметра | Пределы измерения тока | Пределы измерения напряжения, В |
| 30 | 75 | 150 | 300 | 450 | 600 |
| СР3010/1 | 50 мА | 1,5 | 3,75 | 7,5 | 15 | 22,5 | 30 |
| 100 мА | 3 | 7,5 | 15 | 30 | 45 | 60 |
| 200 мА | 6 | 15 | 30 | 60 | 90 | 120 |
| 500 мА | 15 | 37,5 | 75 | 150 | 225 | 300 |
| СР3010/2 | 1 А | 30 | 75 | 150 | 300 | 450 | 600 |
| 2,5 А | 75 | 187,5 | 375 | 750 | 1125 | 1500 |
| 5 А | 150 | 375 | 750 | 1500 | 2250 | 3000 |
| 10 А | 300 | 750 | 1500 | 3000 | 4500 | 6000 |
Знак утверждения типа
наносят методом офсетной печати на маркировочный ярлык, расположенный на задней панели корпуса, и типографским способом на титульных листах руководства по эксплуатации и формуляра.
Комплектность
Комплект поставки ваттметров СР3010:
| 1) ваттметр СР3010/Х-ХХХ | - 1 шт.; |
| 2) адаптер сетевого питания | - 1 шт.; |
| 3) шнур низковольтного питания | - 1 шт.; |
| 4) комплект измерительных кабелей | - 2 комплекта; |
| 5) розетка DB-9F с корпусом DP-9C | |
| (для модификаций СР3010/Х-232, СР3010/Х-485) | -1 комплект; |
| 6) формуляр 3ИУСН.395.003 ФО | -1 экз.; |
| 7) руководство по эксплуатации 3ИУСН.395.003 РЭ | -1 экз.; |
| 8) диск с программой «SER3010.EXE» | - 1 шт. |
Поверка
осуществляется по методике, изложенной в разделе 8 «Поверка ваттметров СР3010» руководства по эксплуатации 3ИУСН.395.003 РЭ «Ваттметры цифровые СР3010. Руководство по эксплуатации» согласованной ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 25.06.2005 г.
Основные средства поверки:
Калибраторы программируемые П320 (Госреестр №7493-79);
Калибраторы тока программируемые П321 (Госреестр №8868-82)
Сведения о методах измерений
Методика измерения активной мощности в цепях постоянного тока и в однофазных цепях переменного тока описана в разделе 4 «Описание ваттметров СР3010 и принцип их работы» документа 3ИУСН.395.003 РЭ «Ваттметры цифровые СР3010. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 14014-91 «Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний».
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
ГОСТ Р 8.562-07 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений мощности и напряжения переменного тока синусоидальных электромагнитных колебаний».
ГОСТ 12.2.091-2012 «Безопасность электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного применения. Часть 1. Общие требования».
ТУ 4221-017-16851585-2005 «Ваттметры цифровые СР3010. Технические условия».
Рекомендации к применению
- при выполнении работ и (или) оказании услуг по обеспечению единства измерений;
- при выполнении работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.
22608-02
