电表的历史

事实证明，19 世纪和 20 世纪在科学发现方面异常慷慨，尤其是在电磁学领域。 1920年代给出了未来150年科技进步的“低起点”。 安德烈·玛丽·安培 (Andre Marie Ampere) 发现电流的相互作用……乔治·西蒙·欧姆 (Georg Simon Ohm) 于 1827 年在他之后定居 电线中电流与电压的关系……最后，在 1831 年，迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 发现了 电磁感应定律，它构成了以下关键发明的运行原理——发电机、变压器、电动机。

众所周知，由于发电机，电力成为一种商品，发电机分别由匈牙利物理学家 Anzós Jedlik 和德国电气发明家 Werner von Siemens 分别于 1861 年和 1867 年独立发明。从那时起，发电就坚定地走上了商业化道路。

不得不说，当时的发明和发现动不动就在“等待”。电灯、发电机、电动机、变压器的概念仿佛在地球的相反部分自行结晶。

计数器也发生了类似的事情，后来被感应计数器的“作者”（同时也是共同发明人）召回 变压器) 匈牙利电气工程师 Otto Titus Blaty：“科学就像一片雨林。他所需要的只是一把好斧头，随便砍哪里都能砍倒一棵大树。 «

1872 年，美国发明家塞缪尔·加德纳 (Samuel Gardiner) 获得了电表的第一项专利。他的设备测量电力到达充电点所需的时间。唯一的条件（这也是该设备的缺点）是所有受控灯必须连接到一个开关。

电表运行新原理的创立直接关系到配电系统的改进和优化。但由于当时这个制度还在形成之中，所以不能肯定地说哪个原则是最优的。因此，在实践中同时测试了几个替代版本。

一千瓦有多重？

例如，如果说发电机使大量发电成为可能，那么托马斯·爱迪生的灯泡就有助于建立广泛的照明网络。结果，Gardiner 计数器失去了相关性，被电解计数器所取代。

在广泛使用电表的最早阶段，电是字面上的“计重”。由同一位托马斯·阿尔瓦·爱迪生 (Thomas Alva Edison) 发明的电解电表就是基于此原理工作的。事实上，计米器是电解式的，在计数开始时放置了一个非常精确称重（当时尽可能）的铜板。

由于电流通过电解质，铜被沉积。报告期末再次对板材称重，按重量差收取电费。这一原理于 1881 年首次应用，并成功地使用到 19 世纪末。

值得注意的是，这笔费用是以用于产生所消耗电力的立方英尺天然气计算的。这就是爱迪生电解槽的校准方式。然后，为了方便起见，爱迪生为其设备配备了计数机制 - 否则，从测量设备读取读数对于电力公司来说似乎是一个极其困难的过程，而对于消费者来说则完全不可能。然而，这种便利并没有增加多少。

此外，电解水表（当时 Siemens Shuckert 生产水表，Schott & Gen 生产水银表）还有另一个明显的共同缺点。它们只能记录安培小时数并且对电压波动不敏感。

与电解计数器平行，摆锤式计数器出现。美国人威廉·爱德华·艾顿和约翰·佩里在 1881 年的同一年首次描述了其作用原理。但是从那时起，正如已经提到的那样，想法在空中飘荡，三年后也就不足为奇了赫尔曼·阿隆 (Hermann Aron) 在德国制造了完全相同的柜台。

在改进的形式中，仪表配备了两个带有连接到电流源的线圈的摆锤。另外两个绕组相反的线圈被放置在摆锤下方。由于线圈在电负载下的相互作用，钟摆比没有电负载时移动得更快。

另一方面，另一个移动得更慢。与此同时，钟摆每分钟都会改变它们的功能，以补偿初始摆动频率的差异。行程的差异在计数机制中被考虑在内。上电时，时钟启动。

风云变幻

钟摆计数器不是一种廉价的“乐趣”，因为它们包含两个完整的时钟。同时，它们使得固定安培小时或瓦特小时成为可能，这使得它们不适合交流操作。

以自己的方式革命性的发现 交流电，由意大利伽利略法拉利（1885 年）和尼古拉特斯拉（1888 年）制造（当然，彼此独立），刺激了下一阶段测量设备的改进。

1889年，开发了电机计数器。它是由美国工程师 Elihu Thomson 为通用电气设计的。

该设备是一个没有金属芯的电枢电机。集电极两端的电压分布在线圈和电阻器上。电流驱动定子，产生与电压和电流的乘积成正比的转矩。作用在连接到电枢上的铝盘上的永久电磁铁提供制动力矩。电表最大的缺点是集电器。

如您所知，当时科学界对于哪个系统—— 基于直流电或交流电——将是最有前途的… Thomson 描述的电表主要是为直流电设计的。

与此同时，支持交流电的争论越来越多，因为直流电的使用不允许电压变化，因此无法创建更大的系统。交流电的应用越来越广泛，20世纪初，交流电系统开始在电气工程实践中逐渐取代直流电。

这为乔治威斯汀豪斯（他获得了特斯拉使用交流电的专利）设定了电力核算的任务，并且这种核算必须尽可能准确。在此期间（也与变压器的发明有关）该设备获得了专利，这实际上是原型 现代交流电表…… 历史上也有几位感应计数器的“发明之父”。

第一个感应测量装置被称为“Ferraris meter”，尽管他根本没有组装它。法拉利的功劳在于以下发现：两个与交流电异相的旋转磁场导致实心转子（圆盘或圆柱体）旋转。基于感应原理的计数器至今仍在生产。

匈牙利工程师 Otto Titus Blaty，也被称为变压器的发明者，提出了他的感应计版本。 1889 年，他同时获得两项专利，德国专利号 52,793 和美国专利号 423,210，一项发明被正式指定为“交流电计数器”。

作者对该装置作了如下描述：“这个计数器基本上由一个金属旋转体组成，例如圆盘或圆柱体，它受到两个彼此异相的磁场的作用。

这种相移是由于一个场由主电流产生，而另一个场由高自感线圈产生，该线圈分流电路中测量功耗的点。

然而，磁场并不像著名的法拉利机械装置那样在旋转体中相交，而是相互独立地穿过旋转体的不同部分。 » 由 Blatti 工作的 Ganz 生产的第一台台面固定在一个木制底座上，重 23 公斤。

当然，与此同时，电气工程的另一位先驱 Oliver Blackburn Shellenberger 也发现了这两个领域的相同特征。 1894 年，他开发了用于交流系统的电表。螺杆机构提供扭矩。

但是，该仪表不适合与电动机一起使用，因为它不提供测量所需的电压元件 功率因数.

这个计数器比 Blati 装置略小，但也相当笨重——它重 41 公斤，即超过 16 公斤。仅在 1914 年，该设备的重量才减至 2.6 千克。

完美无止境

因此，可以说，在 20 世纪初，柜台已成为日常生活的一部分。第一个测量标准的出现也证实了这一点。它由美国国家标准协会 (ANSI) 于 1910 年发布。

其特点是，除了承认测量设备科学意义的重要性外，该标准还强调了商业成分的重要性。第一个已知的国际电工委员会 (IEC) 测量标准可以追溯到 1931 年。

到 20 世纪初，设备发生了一些变化，没有考虑到重量和尺寸的减少：负载范围的扩大，对负载系数、电压和温度变化的补偿，球的出现轴承和磁力轴承（可显着减少摩擦）。改进了制动电磁铁的质量特性以及支架和计数机构的除油性能，从而提高了使用寿命。

与此同时，出现了新型电表——复费率电表、高峰负荷电表、预付费电能表以及三相感应电表。后者使用安装在一个、两个或三个圆盘上的两个或三个测量系统。 1934年，出现了由Landis & Gyr开发的有功和无功电能表。

科学技术的进一步进步以及市场关系的发展在测量设备的生产中得到了体现。电子技术的发展产生了严重的影响——在 20 世纪 70 年代，随着感应测量设备的出现，电子测量设备也出现了。自然地，这极大地扩展了设备的功能。首先，它是 自动会计系统 (ASKUE)，多资费模式。

随后，电表的功能进一步扩展，超越了单纯的能源和资源报告的限制，包括防止可见违规、预付费、负载平衡控制和许多其他功能。读数是从电网、电话线或无线数据传输通道读取的。