Ověřování přesnosti podružných měřidel v IoT

Co jsou to podružná měřidla?

Nachází využití v různých oblastech ekonomiky, ať už v realitních službách (například určování spotřeby jednotlivých provozů v nákupním středisku), výrobě (měření spotřeby elektřiny v určitých částech technologického procesu), ale i v řadě dalších odvětví.

V kombinaci s moderními aplikacemi si nacházejí cestu k uživatelům ve formě aplikací IoT, kde dokáží poskytnout neocenitelná data, častokrát živě, v přehledné vizuální formě. Přímo v telefonu nebo na monitoru počítače, bez nutnosti složitých odpočtů a měření.

Na podružné měření se nevztahují metrologické požadavky na kalibraci a uvádění přesnosti měřidla. Na jedné straně to umožňuje jejich výrazně levnější produkci a nasazení v mnohem větších počtech než u klasických elektroměrů, tím pádem i vyšší rozčlenění dat. Na straně druhé to může vést k nepřesnostem při měření, tudíž i ke zkreslení reálně naměřených hodnot a jejich chybnému vyhodnocení.

První testovací setkání proběhlo v laboratorních podmínkách, druhé v reálně nainstalovaných systémech.

1. Laboratorní měření

Zapojení přístrojů a měření

Tyto hodnoty se následně porovnaly s hodnotami vygenerovanými na přístroji PTE a vypočítala se chyba měření.

Výsledná chyba se pohybovala v rozmezí –3,2% až +2,6%, což odpovídalo prvotním předpokladům.

2. Měření v terénu

Pro lepší vyhodnocení přesnosti měřidel v reálných podmínkách se druhé měření uskutečnilo na nainstalovaných zařízeních u různých klientů. K měření se použil přístroj Working Standard WS2320A, je to referenční etalon s přesností 0,05%.

K měření velikosti proudu se v závislosti na podmínkách konkrétní instalace použily proudové kleště, resp. senzor FCP (Flexible Current Probe) od společnosti Applied Precision. Je to flexibilní proudový senzor založený na principu Rogowského cívky. K samostatnému měření proudu můžete využít i Fluke i2500.

Zapojení přístrojů s proudovými kleštěmi a zapojení s FCP

Měření se uskutečnilo stejnou metodou jako při předchozím měření, tedy přímým porovnáním hodnot naměřených pomocí WS a prostřednictvím aplikace MeriTO.

Následně se pomocí softwaru pro WS analyzovaly další naměřené parametry, které mohly mít vliv na přesnost měření.

Měření 1.

Při tomto měření, i vzhledem k poměrně stabilní křivce průběhu proudů a napětí v jednotlivých fázích, byly výsledky konzistentní, odpovídaly laboratorně naměřeným hodnotám.

Měření 2.

Toto měření bylo poznamenáno velkým zkreslením druhé fáze, kvůli čemuž byly naměřené hodnoty velmi nekonzistentní, i když výsledná chyba měření byla také v rozsahu naměřeném v laboratoři.

K měření použila společnost Applied Precision své produkty Portable Test Equipment a Working Standard. V případě zájmu o analyzátory sítě můžete sáhnout i po jiných, např. od společnosti Fluke.

Shrnutí

Dva testovací dny prokázaly důležitost kontroly přesnosti měřidel použitých v aplikacích na bázi IoT. Současně je nutno dodat, že dva testovací dny jsou velmi krátká doba na definitivní stanovení vlastností jednotlivých měřidel. Zlepšování přesnosti je kontinuální vývojový proces.

Laboratorní měření potvrdila jednoznačnou potřebu kalibrace podružných měřidel jejich výrobci nebo systém integrátory. Ke kalibraci je třeba použít etalony s minimálně o jednu řadu vyšší přesností než je předpokládaná (specifikovaná) přesnost podružných měřidel. Z pohledu uživatele podružných měřidel nebo IoT řešení na jejich bázi je nutná shodná přesnost měření jakou mají určená měřidla (elektroměry) použitá k fakturaci, aby bylo srovnání podružného měření a fakturačního měření relevantní.

Měření v terénu prokázala větší nároky na měření různých přechodových jevů (zapnutí / vypnutí spotřebičů, větší zkreslení), odolnost měřidel na možné elektromagnetické rušení. Z toho také vyplývá potřeba dostatečného testování IoT řešení, ať už při jejich výrobě nebo periodicky na místě jejich aplikace.

Pokud vás téma zaujalo a rádi byste se dozvěděli více, poradíme vám na adrese info@soselectronic.cz.