<<<<   Index

Ombouw van een energiemeter voor een hogere meetnauwkeurigheid.

Met de energiemeter PM230 van het merk Brennenstuhl kan het energiegebruik van een aangesloten apparaat worden gemeten.
Het meetbereik loopt van 5 tot 3500 Watt, de meter meet in stapjes van 10 mA, wat bij 230 V spanning overeenkomt met een vermogen van 2,3 Watt (bij een Ohmse belasting).
Als het gebruik lager is dan 5 Watt geeft de meter "nul" aan.
Nu wilde ik de meter gebruiken voor lage vermogens ook onder de 5 Watt, en daarbij ook een hogere nauwkeurigheid van de meting.
Om dat te bereiken heb ik de meter als volgt omgebouwd:

In de meter bevind zich een meetweerstand, hier loopt de stroom van de gebruiker doorheen.
De spanning over de weerstand is evenredig met de stroom door de meetweerstand.
Door de meetweerstand 10 maal in waarde te herhogen, zal de uitlezing van de meter 10 maal zo hoog worden.
De meter meet dan al vanaf 0,5 Watt met een nauwkeurigheid van 0,23 Watt.
Je moet wel zelf de weergegeven waarde van vermogen of stroom door 10 delen om de werkelijke waarde te krijgen.
Een nadeel is, dat de meter na ombouw niet meer geschikt is voor hoge vermogens.

De originele meetweerstand is op deze foto aangegeven met een pijltje, en heeft de vorm van een draadbrug.
De weerstandwaarde is 0,0033 Ω.
Met een gewone multimeter is zo'n lage weerstandwaarde niet direct te meten.
Om de weerstandwaarde te bepalen heb ik met een regelbare voeding een gelijkstroom van precies 1 A door de weerstand laten lopen.
En vervolgens de spanning over de draadbrug gemeten, deze was 3,3 mV, waaruit volgt dat de weerstand 3,3 mΩ is.

De draadbrug heb ik verwijderd, dat gaat het makkelijkst door hem eerst doormidden te knippen, en de twee helften er uit te solderen.

Daarna heb ik drie weerstanden van 0,1 Ω ( 1Watt) parallel gezet en op de plek van de draadbrug gesoldeerd.
De drie weerstanden parallel hebben een waarde van 0,033 Ω, dus 10 keer zo hoog als de originele draadbrug.
Om te voorkomen dat de weerstanden en de meter overbelast worden als er te grote vermogens worden aangesloten, heb ik een zekering (1,2 A) in één van de stroomdraden opgenomen.
Daarna de meter weer dichtgeschroefd, en klaar is de nauwkeurige energiemeter.
 

De meter in actie. Het weergegeven vermogen moeten we door 10 delen, dus in dit geval wordt er ongeveer 1,676 Watt gebruikt.

Deze omgebouwde meter is niet geschikt voor het meten van stromen hoger dan 1,2 A.
Ook apparaten welke een hoge inschakelstroom vragen (tv's , koelkasten, elektromotoren, enz.) moeten er niet op worden aangesloten.
Voor het meten van grotere vermogens heb ik nog zo'n meter, maar dan in originele staat.
 

Het meten van de cosinus φ

Het vermogen (P) dat een apparaat gebruikt is gelijk aan:

P= U x I x cosinus φ

Waarbij:
P = Vermogen in Watt
U = Spanning in Volt
I = Stroom in Ampère
φ (phi) = De fasehoek tussen spanning en stroom

De waarde van cosinus φ kan variëren tussen:
"1" , als spanning en stroom in fase zijn.
en
"0" , als spanning en stroom 90° van elkaar verschoven zijn.

De energiemeter PM230 heeft een bepaalde minimum stroom nodig om de fase tussen spanning en stroom goed te kunnen meten.
Als het aangesloten apparaat te weinig stroom gebruikt, wordt voor de cosinus φ de waarde "1" genomen, terwijl deze waarde in het echt misschien lager is.
Hierdoor kan de meter bij lage vermogens een te groot vermogen weergeven.

Om te bepalen wanneer de cosinus φ verkeerd wordt gemeten, heb ik de energiemeters (zowel de omgebouwde als de originele) belast met diverse condensators.
Een condensator heeft een cosinus φ van (bijna) nul.

De volgende tabel geeft de uitkomsten van de metingen:
Een cosinus φ van 1 geeft dus aan dat er een meetfout is.

De omgebouwde meter is in staat om bij veel lagere stromen de fasehoek goed te meten.

<<<<   Index