Historikk til strømmåleren

1800- og 1900-tallet viste seg å være uvanlig sjenerøse i vitenskapelige oppdagelser, spesielt innen elektromagnetisme. Den "lave starten" på vitenskapelig og teknisk fremgang for de neste 150 årene ble gitt på 1920-tallet. oppdagelsen av samspillet mellom elektriske strømmer av Andre Marie Ampere… Georg Simon Ohm slo seg ned etter ham i 1827 forhold mellom strøm og spenning i ledninger... Til slutt, i 1831, oppdaget Michael Faraday lov om elektromagnetisk induksjon, som ligger til grunn for prinsippene for drift av følgende nøkkeloppfinnelser - generator, transformator, elektrisk motor.

Elektrisitet ble en vare, som det er kjent, takket være dynamoen, oppfunnet uavhengig av den ungarske fysikeren Anzós Jedlik og den tyske elektriske oppfinneren Werner von Siemens i henholdsvis 1861 og 1867. Siden den gang har kraftproduksjon blitt godt etablert på en kommersiell bane.

Det skal sies at på den tiden "ventet" oppfinnelser og funn på hver eneste sving.Ideene om elektrisk lampe, dynamo, elektrisk motor, transformator krystalliserte som av seg selv på motsatte deler av planeten.

Noe lignende skjedde med telleren, som senere ble tilbakekalt av "forfatteren" av induksjonstelleren (og samtidig medoppfinneren transformator) Ungarsk elektroingeniør Otto Titus Blaty: «Vitenskapen var som en regnskog. Alt han trengte var en god øks og uansett hvor du traff kunne du hogge ned et stort tre. «

Det første patentet for en elektrisk måler ble utstedt i 1872 til den amerikanske oppfinneren Samuel Gardiner. Enheten hans måler tiden det tar for elektrisitet å nå ladepunktet. Den eneste betingelsen (dette er også en ulempe med enheten) er at alle kontrollerte lamper må kobles til en bryter.

Opprettelsen av nye prinsipper for drift av strømmålere er direkte knyttet til forbedring og optimalisering av strømdistribusjonssystemet. Men siden dette systemet fortsatt ble dannet på den tiden, var det umulig å si sikkert hvilket prinsipp som ville være optimalt. Derfor ble flere alternative versjoner testet i praksis samtidig.

Hvor mye veier en kilowatt?

For eksempel, hvis dynamoen gjorde det mulig å produsere elektrisitet i betydelige volumer, bidro Thomas Edison-lyspæren til etableringen av et omfattende belysningsnettverk. Som et resultat mistet Gardiner-telleren sin relevans og ble erstattet av en elektrolytteller.

I det tidligste stadiet av den utbredte bruken av strømmålere ble elektrisitet bokstavelig talt «vektet». Elektrolytmåleren, oppfunnet av den samme Thomas Alva Edison, fungerer etter dette prinsippet.Faktisk var målertelleren elektrolytisk, hvor en svært nøyaktig veid (så langt det var mulig på den tiden) kobberplate ble plassert i begynnelsen av telleperioden.

Som et resultat av at strømmen går gjennom elektrolytten, avsettes kobber. Ved slutten av rapporteringsperioden ble platen veid igjen og strømforbruket belastet ut fra forskjellen i vekt. Dette prinsippet ble først brukt i 1881 og ble brukt med hell frem til slutten av 1800-tallet.

Det er bemerkelsesverdig at denne avgiften beregnes i kubikkfot gass som ble brukt til å generere forbrukt elektrisitet. Slik ble en Edison-elektrolysator kalibrert. Så utstyrte Edison for enkelhets skyld enheten sin med en tellemekanisme - ellers så det ut til å ta avlesninger fra en måleenhet som en prosess som var ekstremt vanskelig for kraftselskapene og helt umulig for forbrukeren. Imidlertid tilførte bekvemmeligheten lite.

I tillegg hadde elektrolytiske målere (på den tiden Siemens Shuckert produserte en vannmåler og Schott & Gen en kvikksølvmåler) en annen betydelig felles ulempe. De kan bare registrere amperetimer og forblir ufølsomme for spenningssvingninger.

Parallelt med elektrolysetelleren dukket det opp en pendelteller. For første gang ble prinsippet for dets handling beskrevet av amerikanerne William Edward Ayrton og John Perry samme år 1881. Men siden da, som allerede nevnt, ideer svevde i luften, er det ikke overraskende at tre år senere nøyaktig samme disk ble bygget i Tyskland av Hermann Aron.

I en forbedret form er måleren utstyrt med to pendler med spoler koblet til en strømkilde. Ytterligere to spoler med motsatte viklinger ble plassert under pendelen.En pendel, som et resultat av samspillet mellom spolene under en elektrisk belastning, beveget seg raskere enn uten den.

Den andre beveget seg derimot saktere. Samtidig endret pendelene funksjoner hvert minutt for å kompensere for forskjellen i den opprinnelige svingningsfrekvensen. Forskjellen i reise er gjort rede for i tellemekanismen. Ved oppstart ble klokken startet.

Forandringens vind

Pendeltellere var ingen billig «fornøyelse» da de inneholdt to hele klokker. Samtidig gjorde de det mulig å fikse ampere-timer eller watt-timer, noe som gjorde dem uegnet for AC-drift.

En revolusjonerende oppdagelse på sin egen måte vekselstrøm, laget (selvfølgelig uavhengig av hverandre) av italieneren Galileo Ferraris (1885) og Nikola Tesla (1888), fungerte som en stimulans for neste trinn i forbedringen av måleapparater.

I 1889 ble en motorteller utviklet. Den ble designet for General Electric av den amerikanske ingeniøren Elihu Thomson.

Enheten var en armaturmotor uten metallkjerne. Spenningen over kollektoren fordeles over spolen og motstanden. Strøm driver statoren, noe som resulterer i dreiemoment proporsjonalt med produktet av spenning og strøm. En permanent elektromagnet som virker på en aluminiumskive festet til ankeret gir et bremsemoment. Den viktigste ulempen med strømmåleren er samleren.

Som du vet, på den tiden var det ingen konsensus i det vitenskapelige miljøet om hvilke av systemene— basert på likestrøm eller vekselstrøm — vil være mest lovende… Måleren beskrevet av Thomson er først og fremst designet for likestrøm.

I mellomtiden vokser argumentene for vekselstrøm, siden bruken av likestrøm ikke tillater spenningsendringer og som et resultat opprettelsen av større systemer. Vekselstrøm fant mer og mer utbredt bruk, og på begynnelsen av 1900-tallet begynte vekselstrømsystemer gradvis å erstatte likestrøm i elektroteknikkpraksis.

Dette settet for George Westinghouse (som skaffet Teslas patenter for bruk av vekselstrøm) oppgaven med å regnskapsføre elektrisitet og dette regnskapet måtte være så nøyaktig som mulig. I løpet av denne perioden (også assosiert med oppfinnelsen av transformatoren) ble enheten patentert, som faktisk var prototypen moderne AC-måler… Historien har også flere "oppfinnerfedre" av induksjonstelleren.

Den første induksjonsmåleren kalles «Ferraris-måleren», selv om han ikke satte den sammen i det hele tatt. Til Ferraris kreditt er følgende oppdagelse: To roterende felt, som er ute av fase med vekselstrømmen, forårsaker rotasjon av en solid rotor - en skive eller sylinder. Tellere basert på induksjonsprinsippet produseres fortsatt i dag.

Den ungarske ingeniøren Otto Titus Blaty, også kjent som oppfinneren av transformatoren, foreslo sin versjon av induksjonsmåleren. I 1889 mottok han to patenter samtidig, tysk nummer 52 793 og amerikansk nummer 423 210, for en oppfinnelse offisielt utpekt som "Alternating Current Electric Counter."

Forfatteren ga følgende beskrivelse av enheten: «Denne telleren består i hovedsak av et metallisk roterende legeme, for eksempel en skive eller sylinder, som påvirkes av to magnetiske felt som er ute av fase med hverandre.

Denne faseforskyvningen skyldes at det ene feltet genereres av hovedstrømmen, mens det andre feltet genereres av en høy selvinduktansspole som shunter punktene i kretsen som strømforbruket måles mellom.

Magnetfeltene skjærer seg imidlertid ikke i et revolusjonslegeme, som i den velkjente Ferrari-mekanismen, men passerer gjennom forskjellige deler av den uavhengig av hverandre. » De første benkeplatene produsert av Ganz, der Blatti jobbet, ble festet på en trebunn og veide 23 kg.

Selvfølgelig, samtidig ble den samme egenskapen til begge feltene oppdaget av en annen pioner innen elektroteknikk, Oliver Blackburn Shellenberger. Og i 1894 utviklet han en strømmåler for AC-systemer. Skruemekanismen ga moment.

Denne måleren er imidlertid ikke egnet for arbeid med elektriske motorer, da den ikke gir spenningselementet som kreves for måling maktfaktor.

Denne telleren var litt mindre enn Blati-enheten, men også ganske klumpete og ganske tung - den veide 41 kilo, det vil si mer enn 16 kg. Først i 1914 ble vekten av enheten redusert til 2,6 kg.

Det er ingen grense for perfeksjon

Dermed kan det slås fast at på begynnelsen av 1900-tallet ble telleren en del av hverdagens praksis. Dette bekreftes også av utseendet til den første målestandarden. Den ble utstedt av American National Standards Institute (ANSI) i 1910.

Karakteristisk er det at standarden i tillegg til å anerkjenne viktigheten av den vitenskapelige betydningen av måleutstyr, også understreker viktigheten av den kommersielle komponenten. Den første kjente målestandarden fra International Electrotechnical Commission (IEC) dateres tilbake til 1931.

Ved begynnelsen av 1900-tallet hadde enhetene gjennomgått en rekke endringer, uten å ta hensyn til reduksjonen i vekt og dimensjoner: utvidelse av lastområdet, kompensasjon for endringer i lastfaktor, spenning og temperatur, utseendet til ballen lagre og magnetiske lagre (som reduserte friksjonen betydelig). Kvalitetsegenskapene til bremseelektromagnetene og fjerning av olje fra støtten og tellemekanismen ble forbedret, noe som økte levetiden.

Samtidig dukket det opp nye typer målere - multitariffmåler, topplastmåler, forhåndsbetalt energimåler, samt trefase induksjonsmålere. Sistnevnte bruker to eller tre målesystemer montert på en, to eller tre skiver. I 1934 dukket det opp en aktiv og reaktiv energimåler utviklet av Landis & Gyr.

Det videre forløpet av vitenskapelig og teknisk fremgang, samt utviklingen av markedsrelasjoner, kom til uttrykk i produksjonen av måleapparater. Utviklingen av elektronikk hadde en alvorlig innvirkning - på 1970-tallet, sammen med induksjonsmåleenheter, dukket det opp elektroniske måleenheter. Naturligvis utvidet dette funksjonaliteten til enhetene kraftig. For det første er det det automatiserte regnskapssystemer (ASKUE), multitariffmodus.

Deretter utvidet målerens funksjoner ytterligere og gikk utover grensene for kun energi- og ressursrapportering.Dette inkluderer beskyttelse mot synlige brudd, forhåndsbetaling, lastbalanseringskontroll og en rekke andre funksjoner.Avlesninger leses fra elektriske nettverk, telefonlinjer eller trådløse dataoverføringskanaler.