Таймер - электросчётчик мобильный портативный

Полезная модель относится к электронно-измерительной технике, в частности к области контроля режимов работы оборудования и предназначена для мобильного измерения времени работы электроприёмника (или участка сети) и оценки потреблённого им количества электроэнергии без нарушения изоляции питающего провода.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство контроля работоспособности электроэнергетического оборудования и учета его рабочего ресурса, включающее в себя микроконтроллер, блок индикации и сигнализации, блок управления, схему часов реального времени, блок питания, датчики тока со схемами интерфейса, радио модем с блоком сопряжения, три датчика напряжения, датчик температуры и флеш память, при этом выход блока питания, выход блока управления, выход схемы часов реального времени, и датчики тока через схемы интерфейса, непосредственно подключенные к входам микроконтроллера, выходы которого подключены к во входу блока индикации и сигнализации, и через блок сопряжения с радиомодемом, причем входы датчиков тока подключены к трем входам устройства, к двум из которых подключены входы блока питания, а три выхода датчиков тока соединены с соответствующими выходами устройства, входы трех датчиков напряжения подключены к трем входам устройства, выходы датчиков напряжения и датчика температуры подключены непосредственно к входам микроконтроллера, а флеш память подключена к выходу микроконтроллера (патент РФ № 2534704, МПК G01R19/00, опубл. 10.12.2014, Бюл. № 34).
Недостатком известного устройства является его ограниченная область применения, так как для выполнения измерений необходимо вмешательство в электрическую цепь, что влечет за собой недоотпуск электроэнергии потребителям, а также нарушается изоляционный слой проводников. Также известное устройство не способно вести фиксацию потреблённого электрооборудованием или участком цепи количества электроэнергии, фиксацию максимальных значений мощности и тока.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение функциональных возможностей измерения временных и энергетических характеристик режимов работы электрооборудования или участка цепи без нарушения изоляции питающего провода.
В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность фиксировать текущие и максимальные значения мощности и тока, зафиксированные в момент измерения, вести фиксацию потреблённого электрооборудованием или участком цепи количества электроэнергии без нарушения изоляции питающего провода за счет того, что таймер–электросчётчик снабжен съемным датчиком тока с преобразователем тока в напряжение.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемый таймер–электросчётчик мобильный портативный, содержащий микроконтроллер и блок индикации и сигнализации, согласно полезной модели, снабжен съемным датчиком тока с преобразователем тока в напряжение, состоящим из магнитопровода с зазором, компенсационной обмотки, двух резисторов, шунтирующего резистора и конденсатора, при этом выходы датчика тока соединены через схемы интерфейса непосредственно к входам микроконтроллера, выходы которого подключены к входу блока индикации и сигнализации, причем один выход компенсационной обмотки непосредственно подключен к входу микроконтроллера, а второй выход к входам резисторов, выход первого резистора соединен с заземлением, а выход второго со вторым входом микроконтроллера, при этом конденсатор подключен к входу и выходу первого резистора, а выходы шунтирующего резистора соединены с выходами компенсационной обмотки.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема таймера-электросчётчика мобильного портативного, на фиг. 2 показан преобразователь тока в напряжение для датчика тока.
Таймер-электросчётчик мобильный портативный (ТЭМП) для измерения параметров электрической сети содержит датчик тока с преобразователем тока в напряжение 1, проводник 2, микроконтроллер 3, блок индикации и сигнализации 4. Преобразователь тока в напряжение для датчика тока содержит магнитопровод с зазором 5, компенсационную обмотку 6, шунтирующий резистор 7, два резистора первый 9 и второй 8, конденсатор 10.
Выходы датчика тока 1 соединены через схемы интерфейса непосредственно к входам микроконтроллера 3. Выходы микроконтроллера 3 подключены к входу блока индикации и сигнализации 4. Один выход компенсационной обмотки 6 непосредственно подключен к входу микроконтроллера 3, а второй выход к входам двух резисторов 8 и 9. Выход первого резистора 9 соединен с заземлением, а выход второго 8 со вторым входом микроконтроллера 3. Конденсатор 10 подключен к входу и выходу первого резистора 9, а выходы шунтирующего резистора 7 соединены с выходами компенсационной обмотки 6.
Работает таймер–электросчётчик мобильный портативный следующим образом.
Датчик тока 1 одевается на один из проводов 2 (фазу или нулевой провод) и при протекании переменного тока по проводу 2  передает сигнал в виде напряжения на микроконтроллер 3. Микроконтроллер 3, выполненный на базе ATmega328P, обрабатывает этот сигнал и выполняет необходимые расчеты, передающиеся на блок индикации и сигнализации 4. Датчик тока с преобразователем тока в напряжение 1 предназначен для определения силы переменного или постоянного тока в электрических цепях и состоит из магнитопровода с зазором 5 и компенсационной обмотки 6 и шунтирующего резистора 7, резисторов 8 и 9 и конденсатора 10. При протекании переменного тока по проводу 2, в магнитопроводе с зазором 5 возникнет ЭДС, который снимается компенсационной обмоткой 6. Ток на выходе компенсационной обмотки 6 пропорционален измеряемому. Коэффициент пропорциональности зависит от числа витков обмотки. Так как аналоговые входы микроконтроллера измеряют напряжение, а выходной сигнал с компенсационной обмотки 6 токовый, необходимо его преобразовать в напряжение. Для преобразования тока на выходе компенсационной обмотки в напряжение служит шунтирующий резистор 7. Резисторы 8 и 9 необходимы для смещения напряжения в допустимый для микроконтроллера диапазон. Конденсатор 10 с низким реактивным сопротивлением обеспечивает путь для переменного тока в обход резистора. Таким образом, преобразованный аналоговый сигнал с датчика тока, обрабатывается микроконтроллером ATmega328P с помощью разработанного программного обеспечения.
Предлагаемая полезная модель позволяет осуществить мобильное измерение времени работы электроприёмника (или участка сети) и оценить потреблённое им количество электроэнергии без нарушения изоляции питающего провода, а также позволяет выявлять хищения электроэнергии при обходах потребителей; составлять энергобаланс объектов при проведении энергоаудита; определять коэффициенты, характеризующие время использования оборудования, режимов его работы (ПН, ПК и т.п.); уточнять правильность выбора проводов и кабелей; исследовать суточные графики нагрузки, что приведет к уменьшению недоотпуска электроэнергии потребителям, повышению надежности и эффективности систем электроснабжения потребителей и фиксации реальных режимов работы сети.