Overovanie presnosti podružných meradiel v IoT

Určite ste sa už stretli s podružným meraním a možno práve takéto meranie vám ušetrilo nemalé náklady. Alebo naopak? Vaše meranie nebolo presné? Nakoľko sú teda podružné meradlá v IoT presné? Testovali a overili sme si to s firmou Applied Precision.

Čo sú to podružné meradlá?

Nachádzajú využitie v rôznych oblastiach ekonomiky, či v realitných službách (napríklad určovanie spotreby jednotlivých prevádzok v nákupnom stredisku), výrobe (meranie spotreby elektriny v určitých častiach technologického procesu), ale aj v  množstve ďalších odvetví.

V kombinácii s modernými aplikáciami si nachádzajú cestu k užívateľom vo forme aplikácií IoT, kde dokážu poskytnúť neoceniteľné dáta, častokrát naživo, v prehľadnej vizuálnej forme. Priamo v telefóne alebo na monitore počítača, bez potreby zložitých odpočtov a meraní.

Na podružné merania sa nevzťahujú metrologické požiadavky na kalibráciu a uvádzanie presnosti meradla. Na jednej strane to umožňuje ich výrazne lacnejšiu produkciu a nasadenie v omnoho väčších počtoch ako pri klasických elektromeroch, a tým pádom aj vyššiu granularitu dát. Na druhej strane môže viesť k nepresnostiam pri meraní, a teda aj ku skresleniu reálne nameraných hodnôt a ich chybnému vyhodnoteniu.

Prvé testovacie stretnutie prebehlo v laboratórnych podmienkach. Druhé testovanie prebiehalo v reálne nainštalovaných systémoch.

1. Laboratórne meranie

Na meranie sa použil prístroj PTE (Portable Test Equipment) – čo je prenosný zdroj prúdu a napätia kombinovaný s referenčným etalónom o presnosti 0,02%.


Zapojenie prístrojov a meranie

Senzor je pomocou prúdových svoriek a napäťových káblov pripojený k prístroju PTE.

Pomocou PTE boli generované presne definované prúdy a napätia, ktoré sme zároveň porovnávali s hodnotami nameranými senzorom.

Keďže použitý senzor nebol vybavený metrologickou LED kontrolkou nameraného výkonu, namerané hodnoty sa odčítali priamo z aplikácie.



Tieto hodnoty sa následne porovnali s hodnotami vygenerovanými na prístroji PTE a vypočítala sa chyba merania.


Výsledná chyba sa pohybovala v rozmedzí –3,2% až +2,6%, čo zodpovedalo prvotným predpokladom.


2. Meranie v teréne

Pre lepšie vyhodnotenie presnosti meradiel v reálnych podmienkach sa druhé meranie uskutočnilo na nainštalovaných zariadeniach u rôznych klientov. Na meranie sa použil prístroj Working Standard WS2320A, je to referenčný etalón s presnosťou 0,05%.

Na meranie veľkosti prúdu sa v závislosti na podmienkach konkrétnej inštalácie použili prúdové kliešte, resp. senzor FCP (Flexible Current Probe) od spoločnosti Applied Precision. Je to flexibilný prúdový senzor založený na princípe Rogowskeho cievky. Pre samostatné meranie prúdu môžete využiť aj Fluke i2500.

Zapojenie prístrojov s prúdovými kliešťami a zapojenie s FCP

Meranie sa uskutočnilo rovnakou metódou ako pri predchádzajúcom meraní, teda priamym porovnaním hodnôt nameraných pomocou WS a prostredníctvom aplikácie MeriTO.

Následne sa pomocou software pre WS analyzovali ďalšie namerané parametre, ktoré mohli mať vplyv na presnosť merania.


Meranie 1.

Pri tomto meraní, aj vzhľadom k pomerne stabilnej krivke priebehu prúdov a napätí v jednotlivých fázach, boli výsledky konzistentné a zodpovedali laboratórne nameraným hodnotám.


Meranie 2.

Toto meranie bolo poznačené veľkým skreslením druhej fázy, kvôli čomu boli namerané hodnoty veľmi nekonzistentné, aj keď výsledná chyba merania bola tiež v rozsahu nameranom v laboratóriu.

Na meranie použila spoločnosť Applied Precision svoje produkty Portable Test Equipment a Working Standard. V prípade záujmu o analyzátory siete môžete siahnuť aj po iných, napr. od spoločnosti Fluke.


Zhrnutie

Dva testovacie dni preukázali dôležitosť kontroly presnosti meradiel použitých v aplikáciách na báze IoT. Zároveň ale treba podotknúť, že dva testovacie dni sú veľmi krátka doba na definitívne stanovenie vlastností jednotlivých meradiel. Zlepšovanie presnosti je kontinuálny vývojový proces.

Laboratórne merania potvrdili jednoznačnú potrebu kalibrácie podružných meradiel ich výrobcami alebo systém integrátormi. Na kalibráciu je potrebné použiť etalóny s minimálne o jeden rad vyššou presnosťou ako je predpokladaná (špecifikovaná) presnosť podružných meradiel. Z pohľadu používateľa podružných meradiel alebo IoT riešení na ich báze je potrebná rovnaká presnosť merania akú majú určené meradlá (elektromery) použité na fakturáciu, aby bolo porovnanie podružného merania a fakturačného merania relevantné.

Merania v teréne preukázali väčšie nároky na meranie rôznych prechodových javov (zapnutie/vypnutie spotrebičov, väčšie skreslenia), odolnosť meradiel na možné elektromagnetické rušenia. Z toho tiež vyplýva potreba dostatočného testovania IoT riešení, či už pri ich výrobe alebo periodicky na mieste ich aplikácie.

Ak vás téma zaujala a radi by ste sa dozvedeli viac, poradíme vám na adrese info@soselectronic.sk.

Doplňujúce produkty

Fluke i2500-10 (3676410) FLUKE
Flexible Current Probes 250mm 2500A
Obj. číslo
132573
Výrobca
na sklade 1 ks
1 ks+ 130,00 €
Objednávam:
  • Vložiť do košíka
  • Vyžiadať cenu
  • Pridať k obľúbeným
  • Sledovať produkt
  • Pridať produkt do porovnávača
FLUKE 434-II FLUKE
Sieťový Analyzátor
Obj. číslo
155843
Výrobca
Na objednávku
Obvyklý dodací termín: 2 týždne
1 ks+ 4 470,00 €
Objednávam:
  • Vložiť do košíka
  • Vyžiadať cenu
  • Pridať k obľúbeným
  • Sledovať produkt
  • Pridať produkt do porovnávača
FLUKE 345 FLUKE
Sieťový Analyzátor
Obj. číslo
82464
Výrobca
Na objednávku
Obvyklý dodací termín: 2 týždne
1 ks+ 1 500,00 €
Objednávam:
  • Vložiť do košíka
  • Vyžiadať cenu
  • Pridať k obľúbeným
  • Sledovať produkt
  • Pridať produkt do porovnávača
FLUKE 435-II FLUKE
Sieťový Analyzátor s príslušenstvom
Obj. číslo
155844
Výrobca
Na objednávku
Obvyklý dodací termín: 2 týždne
1 ks+ 5 740,00 €
Objednávam:
  • Vložiť do košíka
  • Vyžiadať cenu
  • Pridať k obľúbeným
  • Sledovať produkt
  • Pridať produkt do porovnávača
Súbory cookie nám pomáhajú poskytovať služby. Používaním našich služieb vyjadrujete súhlas s používaním súborov cookie.
OK Viac info