Jste zde

Státní etalon elektrického výkonu a práce při průmyslových frekvencích

Název etalonu: Státní etalon elektrického výkonu a práce při průmyslových frekvencích

Kódové označení: ECM 220-1/03-025

Rok vyhlášení: 2003

Pracoviště: odd. 6011, ČMI OI Brno

Garant: RNDr. Karel Šefčík, CSc.

Počet zajišťovaných CMC řádků: 2

Veličina: Činný elektrický výkon a práce při kmitočtu v rozsahu 45 Hz až 65 Hz, napětí v rozsahu 50 V až 300 V, proudu v rozsahu 0,05 A až 100 A a cos ϕ v rozsahu 1 až 0,5 induktivním a kapacitním.

RozsahNejistota (k = 2)
2,5 W až 30000 W0,1 mW/VA

Význam měření spotřeby elektrické energie vzhledem k jejímu významu v národním hospodářství netřeba zdůrazňovat. Klíčovou pozici v návaznosti pracovních měřidel, tj. elektroměrů a wattmetrů, má státní etalon ECM 220-1/03-025, na který jsou všechna tato měřidla přes etalony nižších řádů navázána.

Koncepce státního etalonu byla založena v roce 1998, kdy byl zakoupen komerčně dostupný etalon K2005 od firmy Hamburger Elektronik GmbH, Německo. Během 5 let byl tento etalon několikrát kalibrován v PTB Braunschweig a NPL Teddington. Také se zúčastnil mezinárodního porovnání elektrického výkonu EUROMET EM-K5 s dobrým výsledkem. Od vyhlášení za státní etalon v roce 2003 se každoročně zúčastňuje dvoustranných porovnání s GUM Waršava, nebo se SMÚ Bratislava nebo s PTB Braunschweig. 

Kromě etalonu K2005 obsahuje státní etalon ještě zdroj elektrického výkonu EMH SPE100.3, který je schopen generovat výkon v rozsazích kmitočtů, napětí, proudů a cos ϕ specifikovaných pro státní etalon.

Princip etalonu K2005 je porovnání měřeného střídavého výkonu s výkonem stejnosměrného proudu. Proto je v literatuře nazýván AC/DC komparátor. Stejnosměrný výkon lze totiž mnohem snadněji generovat a přesněji měřit než střídavý výkon. V našem etalonu se porovnání obou výkonů realizuje na termoměničích: Pokud je zvýšená teplota termoměniče způsobená stejnosměrným i střídavým výkonem (každým zvlášť) stejná, pak i hodnoty obou výkonů jsou stejné.

V roce 2007 vznikla možnost rozšířit státní etalon o digitální vzorkovací wattmetr (DSWM), který byl do ČMI zakoupen z SP Borås, Švédsko. Tento experimentální přístroj měří výkon výpočtem z hodnot napětí na proudovém bočníku a na napěťovém děliči. V roce 2007 byly k dispozici pouze bočníky pro proudy 1 A a 5 A (bočníky jsou nejdražší součástí DSWM), proto byly později vyvíjeny v ČMI další bočníky pro celý proudový rozsah státního etalonu. Státní etalon zůstal prozatím nezměněn, dokud nebudou k dispozici všechny potřebné bočníky. V poslední době také probíhá v ČMI vývoj dokonalejšího matematického zpracování signálů z bočníků a napěťových děličů. Po jeho ukončení bude DSWM začleněn do státního etalonu.

Obrázková galerie: