Berezka7km.ru

Березка 7км
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает электросчетчик

Как работает электросчетчик

Современный рынок устройств учета потребляемой электроэнергии предлагает широкий ассортимент электронных счетчиков отечественных и зарубежных производителей. И, часто, простому человеку сложно разобраться в преимуществах и недостатках той или иной модели, ее технических характеристиках, возможностях и принципе работы.

А ведь именно от того, каким образом происходит фиксация потребляемого электричества и зависит, в конечном итоге, сумма, которую выкладывает потребитель «за свет».

Как работает электросчетчик

Каким же образом работает электросчетчик?

История гласит, что более века назад на свет появились индукционные или электромеханические счетчики, а спустя 85 лет после этого — статистические или электронные средства учета.

При этом и в тех и в других для определения потребляемой мощности используют приспособления, что измеряют сиюминутные величины тока и напряжения.

Как работает электросчетчик

В электромеханических приборах их роль выполняют:
  • — токовая катушка, что пропускает сквозь себя ток;
  • — катушка напряжения, которая располагает разностью сетевых потенциалов.

На сегодняшний день статические счетчики имеют:

  • — токовый шунт, который включен поочередно с током нагрузки;
  • — резистивный делитель напряжения, который пропорционально выделяет часть входящего сигнала.

Стоит заметить, что новые статические устройства работают на основе технологии цифровых схем, её основой считается полупроводниковая база, которую еще называют элементом с твердой основой.

Полупроводниковая база обуславливает функционирование:
  1. Преобразователя, который изменяет аналоговые величины в цифровые сигналы, пропорционально мощности, что он потребляет.
  2. Микроконтроллера. Эта деталь обрабатывает полученный материал (сигналы) и выводит информацию на выходные устройства.

Ток и напряжение с шунта и делителя можно измерить с помощью специальных приборов, которые оцифровывают полученную информацию, а затем просчитывают все показатели с помощью заранее продуманного алгоритма. После мгновенного вычисления, все показатели фиксируются устройством, а потом отображаются на информационном табло для дальнейшего считывания информации.

Все конструкции счетчиков разработаны таким образом, что показатели тока и напряжения подводятся на информационное табло устройства с определенной полярностью. При изменении показателей векторов полярности, показатели, выведенные на информационное окно, будут не точными. Стоит заметить, что изменить полярность счетчика можно с помощью магнита. В этом случае при поверке счетчика можно легко заметить изменение показателей, а также в случае необходимости осуществить замену устройства.

Для того, чтобы измерить мощности нагрузок выпускаются счетчики двух видов:
  1. — однофазные. Для их функционирования будет достаточно подключить нулевой и фазный провод и нагрузку потребления. Выведение показателей тока и напряжения в таком приборе осуществляется за счет соединений, что находятся внутри прибора;
  2. — трехфазные. Устройство таких счетчиков немного иначе, они имеют отдельные клеммники тока и напряжения каждой из фаз, которые подключаются к определенному каналу обработки сигнала.

На сегодняшний день благодаря возможностям автоматизации цифровых схем и полупроводниковым технологиям множество производителей имеют возможность выпускать большой ассортимент статистических приборов.

Такие устройства могут отличаться:
  • — конструкцией и формой корпуса;
  • — компонентами, которые составляют полупроводниковую базу;
  • — алгоритмом обработки сигналов;
  • — техническими характеристиками устройства и т. д.
Статические приборы на сегодняшний день могут выполнять множество функций, например:
  1. — автоматически и дистанционно снимать показатели счетчиков;
  2. — защищать систему от кражи электричества;
  3. — вести архивы потребления электроэнергии за определенный период, например, сутки, неделю, месяц или год;
  4. — вести журнал, в котором через определенный период можно посмотреть или сравнить потребление электроэнергии;
  5. — измерять параметры сети, например, мощность, напряжение и частота.
Читайте так же:
Счетчики электроэнергии цэ 2726а

Стоит заметить, что современные статические приборы также просты в установки и дальнейшей эксплуатации.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Счётчик (электроника)

Счётчик числа импульсов — устройство, на выходах которого получается двоичный или двоично-десятичный , определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах.

Основной параметр счётчика — модуль счёта — максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).

Содержание

Классификация [ | ]

  • по числу устойчивых состояний триггеров
    • на двоичных триггерах
    • на троичных триггерах [1]
    • на n-ичных триггерах
    • двоично-десятичные (декада);
    • двоичные;
    • с произвольным постоянным модулем счёта;
    • с переменным модулем счёта;
    • суммирующие;
    • вычитающие;
    • реверсивные;
    • с последовательным переносом;
    • с ускоренным переносом;
      • с параллельным ускоренным переносом;
      • со сквозным ускоренным переносом;
      • синхронные;
      • асинхронные;

      Двоичные счётчики [ | ]

      Известно, что счётный триггер делит частоту входных импульсов на два. Сопоставив этот факт с указанной выше закономерностью, видим, что счётчик может быть построен в виде цепочки последовательно включённых счётных триггеров. Заметим, кстати, что согласно ГОСТу входы элементов изображаются слева, а выходы справа. Соблюдение этого правила ведёт к тому, что в числе, содержащемся в счётчике, младшие разряды расположены левее старших.

      Двоичные счётчики с параллельным переносом и соседним ированием [ | ]

      Выше рассмотрены схемы двоичных последовательных счётчиков, то есть таких счётчиков, в которых при изменении состояния определённого триггера возбуждается последующий триггер, причём триггеры меняют свои состояния не одновременно, а последовательно. Если в данной ситуации должны изменить свои состояния n триггеров, то для завершения этого процесса потребуется n интервалов времени, соответствующих времени изменения состояния каждого из триггеров. Такой последовательный характер работы является причиной двух недостатков последовательного счётчика: меньшая скорость счёта по сравнению с параллельными счётчиками и возможность появления ложных сигналов на выходе схемы. В параллельных счётчиках синхронизирующие сигналы поступают на все триггеры одновременно.

      Последовательный характер переходов триггеров счётчика является источником ложных сигналов на его выходах. Например, в четырёхразрядном счётчике, ведущем счёт в обычном четырёхразрядном двоичном е с «весами» разрядов 8-4-2-1, при переходе от состояния 7 10 = 0111 2 =0111_<2>> к состоянию 8 10 = 1000 2 =1000_<2>> на выходе появится следующая последовательность состояний:

      Это означает, что при переходе из состояния 7 в состояние 8 на входах счётчика на короткое время появятся ы, соответствующие состояниям 6; 4; 0. Смена этих промежуточных состояний может вызвать ложную работу других логических схем, например, если к такому счётчику подключён дешифратор, то на его выходах 0, 4, 6 могут кратковременно возникнуть активные состояния, которые могут ложно изменить состояния подключённых к ним по входам других триггеров — это нежелательное явление называют логическими «гонками» или «гонками сигналов». Исключить гонки можно, применяя счётчики с соседним или противогоночным ированием состояний, например, считающие в рефлексивном е Грея.

      С целью уменьшения времени протекания переходных процессов можно реализовать счётчик в варианте с подачей входных счётных импульсов одновременно на все триггеры. В этом случае получим счётчик с параллельным переносом.

      По схемам счётчиков с параллельным переносом строятся счётчики, задержка переключения одного триггера у которых соизмерима с периодом считаемых импульсов.

      Пример. Если задержка переключения одного триггера 30 нс, то при построении счётчика по схеме с последовательным переносом более чем четырёхразрядного, работающего в обычном двоичном е, при периоде счётных импульсов 120 нс и ниже начнутся сбои счёта, перенос не успевает распространиться по цепочке триггеров до прихода очередного счётного импульса.

      В счётчиках с параллельным переносом на информационные входы триггеров подаются сигналы, являющиеся логической функцией состояния счётчика и определяющие конкретные триггеры, которые должны изменить своё состояние при данном входном импульсе. Принцип стробирования сводится к следующему: триггер меняет своё состояние при пропускании очередного импульса синхронизации, если все предыдущие триггеры находились в состоянии логической единицы.

      Параллельные счётчики имеют более высокое быстродействие по сравнению с последовательными, поскольку логическая функция от текущего состояния счётчика и счётного импульса поступают на переключающие входы всех триггеров одновременно.

      Максимальным быстродействием обладают синхронные счётчики с параллельным переносом, структуру которых найдем эвристически, рассмотрев процессы прибавления единицы к двоичным числам и вычитания её из них.

      Счётчики с последовательно-параллельным переносом [ | ]

      В связи с ограничениями на построение счётчиков с параллельным переносом большой разрядности широкое распространение получили счётчики с групповой структурой, или счётчики с последовательно-параллельным переносом. Разряды таких счётчиков разбиваются на группы, внутри которых организуется принцип параллельного переноса. Сами же группы соединяются последовательно с использованием конъюнкторов, формирующих перенос в следующую группу при единичном состоянии всех триггеров предыдущих. При единичном состоянии всех триггеров группы приход очередного входного сигнала создаст перенос из этой группы. Эта ситуация подготавливает межгрупповой конъюнктор к прямому пропусканию входного сигнала на следующую группу.

      В наихудшем для быстродействия случае, когда перенос проходит через все группы и поступает на вход последней,

      где ĺ — число групп, tГР — время установления а в группе.

      В развитых сериях ИС обычно имеется по 5…10 вариантов двоичных счётчиков, выполненных в виде четырёхразрядных групп (секций). Каскадирование секций может выполняться путём их последовательного включения по цепям переноса, организации параллельно-последовательных переносов или для более сложных счётчиков с двумя дополнительными управляющими входами разрешения счета и разрешения переноса путём организации параллельных переносов и в группах, и между ними.

      Особенностью двоичных счётчиков синхронного типа является наличие ситуаций с одновременным переключением всех его разрядов (например, для суммирующего счётчика при переходе от овой комбинации 11…1 к комбинации 00…0 при переполнении счётчика и выработке сигнала переноса). Одновременное переключение многих триггеров создаёт значительный токовый импульс в цепях питания ЦУ и может привести к сбою в их работе. Поэтому в руководящих материалах по использованию некоторых БИС/СБИС программируемой логики, в частности, имеется ограничение на разрядность двоичных счётчиков заданной величиной k (например, 16). При необходимости применения счётчика большей разрядности рекомендуется переходить к у Грея, для которого переходы от одной овой комбинации к другой сопровождаются переключением всего одного разряда. Правда, для получения результата счета в двоичном е придётся использовать дополнительно преобразователь а, но это является платой за избавление от токовых импульсов большой интенсивности в цепях питания.

      Счётчик (электроника)

      Счётчик числа импульсов — устройство, на выходах которого получается двоичный или двоично-десятичный код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах.

      Основной параметр счётчика — модуль счёта — максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).

      Содержание

      Классификация [ править | править код ]

      • по числу устойчивых состояний триггеров
        • на двоичных триггерах
        • на троичных триггерах [1]
        • на n-ичных триггерах
        • двоично-десятичные (декада);
        • двоичные;
        • с произвольным постоянным модулем счёта;
        • с переменным модулем счёта;
        • суммирующие;
        • вычитающие;
        • реверсивные;
        • с последовательным переносом;
        • с ускоренным переносом;
          • с параллельным ускоренным переносом;
          • со сквозным ускоренным переносом;
          • синхронные;
          • асинхронные;

          Двоичные счётчики [ править | править код ]

          Известно, что счётный триггер делит частоту входных импульсов на два. Сопоставив этот факт с указанной выше закономерностью, видим, что счётчик может быть построен в виде цепочки последовательно включённых счётных триггеров. Заметим, кстати, что согласно ГОСТу входы элементов изображаются слева, а выходы справа. Соблюдение этого правила ведёт к тому, что в числе, содержащемся в счётчике, младшие разряды расположены левее старших.

          Двоичные счётчики с параллельным переносом и соседним кодированием [ править | править код ]

          Выше рассмотрены схемы двоичных последовательных счётчиков, то есть таких счётчиков, в которых при изменении состояния определённого триггера возбуждается последующий триггер, причём триггеры меняют свои состояния не одновременно, а последовательно. Если в данной ситуации должны изменить свои состояния n триггеров, то для завершения этого процесса потребуется n интервалов времени, соответствующих времени изменения состояния каждого из триггеров. Такой последовательный характер работы является причиной двух недостатков последовательного счётчика: меньшая скорость счёта по сравнению с параллельными счётчиками и возможность появления ложных сигналов на выходе схемы. В параллельных счётчиках синхронизирующие сигналы поступают на все триггеры одновременно.

          Последовательный характер переходов триггеров счётчика является источником ложных сигналов на его выходах. Например, в четырёхразрядном счётчике, ведущем счёт в обычном четырёхразрядном двоичном коде с «весами» разрядов 8-4-2-1, при переходе от состояния 7 10 = 0111 2 =0111_<2>> к состоянию 8 10 = 1000 2 =1000_<2>> на выходе появится следующая последовательность состояний:

          Это означает, что при переходе из состояния 7 в состояние 8 на входах счётчика на короткое время появятся коды, соответствующие состояниям 6; 4; 0. Смена этих промежуточных состояний может вызвать ложную работу других логических схем, например, если к такому счётчику подключён дешифратор, то на его выходах 0, 4, 6 могут кратковременно возникнуть активные состояния, которые могут ложно изменить состояния подключённых к ним по входам других триггеров — это нежелательное явление называют логическими «гонками» или «гонками сигналов». Исключить гонки можно, применяя счётчики с соседним или противогоночным кодированием состояний, например, считающие в рефлексивном коде Грея.

          С целью уменьшения времени протекания переходных процессов можно реализовать счётчик в варианте с подачей входных счётных импульсов одновременно на все триггеры. В этом случае получим счётчик с параллельным переносом.

          По схемам счётчиков с параллельным переносом строятся счётчики, задержка переключения одного триггера у которых соизмерима с периодом считаемых импульсов.

          Пример. Если задержка переключения одного триггера 30 нс, то при построении счётчика по схеме с последовательным переносом более чем четырёхразрядного, работающего в обычном двоичном коде, при периоде счётных импульсов 120 нс и ниже начнутся сбои счёта, перенос не успевает распространиться по цепочке триггеров до прихода очередного счётного импульса.

          В счётчиках с параллельным переносом на информационные входы триггеров подаются сигналы, являющиеся логической функцией состояния счётчика и определяющие конкретные триггеры, которые должны изменить своё состояние при данном входном импульсе. Принцип стробирования сводится к следующему: триггер меняет своё состояние при пропускании очередного импульса синхронизации, если все предыдущие триггеры находились в состоянии логической единицы.

          Параллельные счётчики имеют более высокое быстродействие по сравнению с последовательными, поскольку логическая функция от текущего состояния счётчика и счётного импульса поступают на переключающие входы всех триггеров одновременно.

          Максимальным быстродействием обладают синхронные счётчики с параллельным переносом, структуру которых найдем эвристически, рассмотрев процессы прибавления единицы к двоичным числам и вычитания её из них.

          Счётчики с последовательно-параллельным переносом [ править | править код ]

          В связи с ограничениями на построение счётчиков с параллельным переносом большой разрядности широкое распространение получили счётчики с групповой структурой, или счётчики с последовательно-параллельным переносом. Разряды таких счётчиков разбиваются на группы, внутри которых организуется принцип параллельного переноса. Сами же группы соединяются последовательно с использованием конъюнкторов, формирующих перенос в следующую группу при единичном состоянии всех триггеров предыдущих. При единичном состоянии всех триггеров группы приход очередного входного сигнала создаст перенос из этой группы. Эта ситуация подготавливает межгрупповой конъюнктор к прямому пропусканию входного сигнала на следующую группу.

          В наихудшем для быстродействия случае, когда перенос проходит через все группы и поступает на вход последней,

          где ĺ — число групп, tГР — время установления кода в группе.

          В развитых сериях ИС обычно имеется по 5…10 вариантов двоичных счётчиков, выполненных в виде четырёхразрядных групп (секций). Каскадирование секций может выполняться путём их последовательного включения по цепям переноса, организации параллельно-последовательных переносов или для более сложных счётчиков с двумя дополнительными управляющими входами разрешения счета и разрешения переноса путём организации параллельных переносов и в группах, и между ними.

          Особенностью двоичных счётчиков синхронного типа является наличие ситуаций с одновременным переключением всех его разрядов (например, для суммирующего счётчика при переходе от кодовой комбинации 11…1 к комбинации 00…0 при переполнении счётчика и выработке сигнала переноса). Одновременное переключение многих триггеров создаёт значительный токовый импульс в цепях питания ЦУ и может привести к сбою в их работе. Поэтому в руководящих материалах по использованию некоторых БИС/СБИС программируемой логики, в частности, имеется ограничение на разрядность двоичных счётчиков заданной величиной k (например, 16). При необходимости применения счётчика большей разрядности рекомендуется переходить к коду Грея, для которого переходы от одной кодовой комбинации к другой сопровождаются переключением всего одного разряда. Правда, для получения результата счета в двоичном коде придётся использовать дополнительно преобразователь кода, но это является платой за избавление от токовых импульсов большой интенсивности в цепях питания.

          Как работает отсчетное устройство на АЗС

          Выдача топлива и масел на автозаправочных станциях общего назначения осуществляется через топливораздаточные колонки (ТРК) различной конструкции. Основная функция ТРК – выдавать заданное количество нефтепродукта с максимально возможной точностью. Погрешность обычно не превышает +/-0,5 %. Колонки управляются дистанционно с помощью пультов ДУ или автоматизированных систем. Количество выдаваемого на АЗС продукта определяют измерители объема (ИО), связанные с отсчетными устройствами (ОУ), которые выдают цифровую информацию. В колонках перед выходом раздаточного рукава предусмотрен индикатор и прозрачное окно, посредством которого контролируют поток нефтепродукта и уровень его загазованности.

          Виды конструкций отсчетных устройств ТРК заправок

          Основные конструктивные типы отсчетных устройств:

          • механические со стрелками или роликами;
          • электронно-механические;
          • электронные.

          Отсчетное устройство на топливо-раздаточных колонках АЗС может отражать различную информацию:

          • только количество отпущенного продукта;
          • объем выданного нефтепродукта, цену за литр, общую стоимость;
          • механические устройства – количество топлива, выданного за один раз, и общий объем с начала эксплуатации ТРК.

          Особенности работы отсчетных устройств для АЗС разного конструктивного исполнения

          Механические модели отсчетных устройств располагаются на выходном валу ИО или имеют с ним другую механическую связь. Их настройка осуществляется посредством регулировочных болтов.

          Электронные и электромеханические модели не имеют прямой механической связи с ИО. В таких устройствах в конструкции предусмотрен дополнительный узел – датчик импульсов. Настройку производят формированием специальных команд.

          Принцип работы электронных и электромеханических моделей:

          • Датчик импульсов, смонтированный на выходном валу ИО, генерирует электроимпульсы электронному ОУ. Каждому обороту вала ИО, за который отпускается определенный объем нефтепродукта (0,5 л или 1 л), соответствует конкретное количество электроимпульсов.
          • На ОУ отображается количество отпущенного нефтепродукта в литрах.
          • Информация о количестве отпущенного топлива поступает на пульт ДУ. К контроллеру или компьютеру АСУ может подключаться контрольно-кассовый аппарат, печатающий чеки. Все данные поступают в бухгалтерию предприятия, что значительно облегчает процессы контроля и проведения отчетных мероприятий.

          ТРК с устройствами отсчета электронного типа обеспечивают расширенные возможности автоматизации функционирования ТРК АЗС, по сравнению с механическими моделями. Дополнительный важный плюс электронных устройств – невозможность (или высокая сложность) махинаций с количеством отпускаемого нефтепродукта.

          На современных автозаправочных станциях часто устанавливают ТРК с двумя независимо функционирующими насосно-измерительными системами. Они позволяют раздавать нефтепродукты двух сортов. Отсчетные устройства таких ТРК АЗС имеют либо двойную конструкцию, либо одинарную с блокировкой.

          голоса
          Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector