Vermogensmeting van kleine vermogens

Waar kan het fout gaan en ontstaan de onnauwkeurigheden

Heel veel apparaten worden vandaag de dag elektronisch aan en uitgeschakeld wat tot gevolg heeft dat ze in de uitgeschakelde stand nog altijd een kleine hoeveelheid energie verbruiken. Daarnaast zijn er nog vele andere oorzaken waardoor apparaten, ook al doen ze niet veel, toch een kleine hoeveelheid energie opnemen. Op wereldschaal vormen al deze kleine beetjes bij elkaar een behoorlijk energieverbruik. Niet voor niets dat er een beleid is om het stand-by-vermogen zo laag mogelijk te houden. Probleem is alleen het meten van dit vermogen. Dit is moeilijker dan het meten van grote vermogens.

Iedereen weet dat voor het bepalen van het vermogen tegelijkertijd de stroom en de spanning gemeten moet worden. Ook weten we allemaal dat daarbij de plaatsing van de instrumenten in de meetopstelling belangrijk is. In de schakeling uit figuur 1 wordt immers wel de correcte spanning gemeten, maar door de inwendige weerstand in de spanningsmeter wordt niet de juiste stroom door het testobject gemeten. Wordt de stroommeter na de spanningsmeter geplaatst, zoals in figuur 2, dan is de waarde van de stroom correct, maar klopt de spanning niet. Deze is immers te groot door de spanningsval over de stroommeter. Aangezien de stroom door het testobject heel klein is en de inwendige weerstand van de stroommeter laag is, is de afwijking in het gemeten vermogen ook relatief klein. Bij het meten van grote vermogens is de afwijking die ontstaat door de inwendige weerstanden van zowel de stroom- als spanningsmeter geen echt groot probleem. De hoge R_i van de voltmeter en de zeer lage R_i van de stroommeter leveren een vrij kleine onnauwkeurigheid op. Voor het meten van het stand-by-vermogen ligt dit echter anders. Hierbij zorgen de extra weerstanden in het circuit voor een onnauwkeurigheid die wel eens te hoog kan zijn voor een correcte meting.
Wanneer aan de schakelingen uit figuur 1 en 2 gerekend wordt, dan is te zien dat het vermogensverlies in de R_i van de voltmeter in figuur 1 53 mW bedraagt. In de schakeling in figuur 2 is het vermogensverlies in de stroommeter slechts 9,2 μW waarmee duidelijk is dat de meetopstelling in figuur 2 te prefereren is ten opzichte van die in figuur 1.

Bereik
Bij het meten van het stand-by-vermogen dient ook goed gekeken te worden naar de gebruikte instrumenten. Zeker wanneer ook het nominale vermogen met dezelfde meetopstelling gemeten moet worden, is de kans groot dat de meter overbelast wordt op het moment dat er overgeschakeld wordt. Het gebruik van een automatische schaal kan dan handig zijn. Er dient bij dit type meetinstrument wel rekening gehouden te worden met de omschakeltijd. Het kost de meter enige tijd om de juiste meetstand te vinden. Juist de overgang van het stand-by-vermogen naar het nominale vermogen wordt daardoor niet goed geregistreerd. Een instrument dat niet automatisch werkt, heeft dan de voorkeur. Helaas wordt dan het lage vermogen bij een groot verschil tussen stand-by en nominaal niet nauwkeurig meer gemeten. Meetinstrumenten hebben immers altijd een onnauwkeurigheid die gerelateerd is aan het gekozen bereik, hetgeen wil zeggen dat er op een zo laag mogelijk bereik gemeten moet worden.
Is het vermogen pulsvormig, dan moet er zeker goed gekeken worden naar het ingestelde bereik. Is de puls zo groot dat er overgeschakeld moet worden naar een ander bereik, dan zal de automatisch werkende meter zeer zeker niet het correcte vermogen meten. Ook bij een niet automatisch werkende meter moet er opgelet worden. De puls mag immers niet voorbij het maximum van het ingestelde bereik gaan. Vergeet daarbij niet dat als de amplitude 100 maal hoger is, dat deze voor een factor 10.000 meetelt in de RMS-berekening. Een deel van de puls missen, omdat deze boven het bereik uit komt, heeft daardoor grote invloeden op de gemeten waarde.

Meer informatie: www.arbenelux.com

Voor het complete artikel klikt u hier