विद्युत-मापी: Difference between revisions
(→ऑपरेशन) |
|||
| Line 1: | Line 1: | ||
{{Short description|Device used to measure electricity use}} | {{Short description|Device used to measure electricity use}} | ||
{{Redirect| | {{Redirect|ऊर्जा मीटर|वीडियो गेम में ऊर्जा को इंगित करने वाला गेम|ऊर्जा (वीडियो गेमिंग)}} | ||
{{EngvarB|date=July 2018}} | {{EngvarB|date=July 2018}} | ||
[[file:Hydro quebec meter.JPG|thumb|उत्तरी अमेरिकी घरेलू [[ एनालॉग संकेत ]] विद्युत मीटर।]] | [[file:Hydro quebec meter.JPG|thumb|उत्तरी अमेरिकी घरेलू [[ एनालॉग संकेत ]] विद्युत मीटर।]] | ||
[[file:Transparent Electricity Meter found in Israel.JPG|thumb|पारदर्शी प्लास्टिक आवरण के साथ विद्युत मीटर (इज़राइल)]] | [[file:Transparent Electricity Meter found in Israel.JPG|thumb|पारदर्शी प्लास्टिक आवरण के साथ विद्युत मीटर (इज़राइल)]] | ||
| Line 139: | Line 138: | ||
प्लग-इन विद्युत-मीटर (या प्लग लोड मीटर) व्यक्तिगत उपकरणों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को मापते हैं। आज बाजार में कई प्रकार के मॉडल उपलब्ध हैं लेकिन वे सभी एक ही मूल सिद्धांत पर कार्य करते हैं। मीटर को एक आउटलेट में प्लग किया जाता है, और मापने वाले उपकरण को मीटर में लगाया किया जाता है। ऐसे मीटर प्रमुख ऊर्जा उपयोगकर्ताओं, या अत्यधिक [[ अतिरिक्त शक्ति |अतिरिक्त शक्ति]] की खपत करने वाले उपकरणों की पहचान करके ऊर्जा संरक्षण में सहायता कर सकते हैं। इसके लिए वेब संसाधनों का भी उपयोग किया जा सकता है, यदि अनुसंधान उद्देश्यों के लिए विद्युत की खपत का अनुमान पर्याप्त है। विद्युत मीटर प्रायः स्थानीय विद्युत प्राधिकरणों<ref>{{cite web | url=http://www.austinutilities.com/pages/residential_audit_watts.asp | title=Residential — Home Energy Audit — Watts Up | publisher=Austin Utilities | access-date=2009-08-04 | url-status=dead | archive-url=https://web.archive.org/web/20090312071207/http://www.austinutilities.com/pages/residential_audit_watts.asp | archive-date=2009-03-12 }}</ref> या स्थानीय सार्वजनिक पुस्तकालय से उधार लिया जा सकता है।<ref>{{cite web | url=http://www.mge.com/home/saving/energymeter.htm | title=Portable Energy Meter | publisher=Mge.com | access-date=2009-08-04 }}</ref><ref>{{cite web | url=http://www.linkcat.info/ipac20/ipac.jsp?uri=link%3D1100002%40%212072347%40%211100001%40%211100002&menu=search&profile=dial&index=TL&term=Watts%20up%3F%20%5Benergy%20meter%5D#focus | title=LINKcat | publisher=Linkcat.info | access-date=2009-08-04 }}</ref> | प्लग-इन विद्युत-मीटर (या प्लग लोड मीटर) व्यक्तिगत उपकरणों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को मापते हैं। आज बाजार में कई प्रकार के मॉडल उपलब्ध हैं लेकिन वे सभी एक ही मूल सिद्धांत पर कार्य करते हैं। मीटर को एक आउटलेट में प्लग किया जाता है, और मापने वाले उपकरण को मीटर में लगाया किया जाता है। ऐसे मीटर प्रमुख ऊर्जा उपयोगकर्ताओं, या अत्यधिक [[ अतिरिक्त शक्ति |अतिरिक्त शक्ति]] की खपत करने वाले उपकरणों की पहचान करके ऊर्जा संरक्षण में सहायता कर सकते हैं। इसके लिए वेब संसाधनों का भी उपयोग किया जा सकता है, यदि अनुसंधान उद्देश्यों के लिए विद्युत की खपत का अनुमान पर्याप्त है। विद्युत मीटर प्रायः स्थानीय विद्युत प्राधिकरणों<ref>{{cite web | url=http://www.austinutilities.com/pages/residential_audit_watts.asp | title=Residential — Home Energy Audit — Watts Up | publisher=Austin Utilities | access-date=2009-08-04 | url-status=dead | archive-url=https://web.archive.org/web/20090312071207/http://www.austinutilities.com/pages/residential_audit_watts.asp | archive-date=2009-03-12 }}</ref> या स्थानीय सार्वजनिक पुस्तकालय से उधार लिया जा सकता है।<ref>{{cite web | url=http://www.mge.com/home/saving/energymeter.htm | title=Portable Energy Meter | publisher=Mge.com | access-date=2009-08-04 }}</ref><ref>{{cite web | url=http://www.linkcat.info/ipac20/ipac.jsp?uri=link%3D1100002%40%212072347%40%211100001%40%211100002&menu=search&profile=dial&index=TL&term=Watts%20up%3F%20%5Benergy%20meter%5D#focus | title=LINKcat | publisher=Linkcat.info | access-date=2009-08-04 }}</ref> | ||
=== बहुविध प्रशुल्क === | === बहुविध प्रशुल्क === | ||
विद्युत के खुदरा विक्रेता उत्पादन और हस्तांतरण की लागतों को बेहतर ढंग से दर्शाने के लिए उपभोक्ताओं से दिन के अलग-अलग समय पर अलग-अलग शुल्क की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। चूंकि उच्च माँग की अवधि के दौरान, उपयोग की कम माँग की अवधि के दौरान विद्युत की महत्वपूर्ण मात्रा को संगृहीत करने के लिए सामान्यतः लागत प्रभावी नहीं होती है, इसलिए दिन के समय के आधार पर लागत में काफी भिन्नता होती है। कम लागत उत्पादन क्षमता (बेसलोड) जैसे कि परमाणु को प्रारंभ होने में कई घंटे लग सकते हैं, जिसका अर्थ है कम माँग के समय में अधिशेष, जबकि उच्च लागत लेकिन लचीली उत्पादन क्षमता (जैसे गैस टरबाइन) को एक क्षणिक सूचना (स्पिनिंग रिजर्व), जैसे शिखर माँग, पर प्रतिक्रिया देने के लिए उपलब्ध रखा जाना चाहिए, जो शायद प्रति दिन सिर्फ कुछ मिनटों के लिए इस्तेमाल किया जा रहा हो, जो कि बहुत महंगा है। | विद्युत के खुदरा विक्रेता उत्पादन और हस्तांतरण की लागतों को बेहतर ढंग से दर्शाने के लिए उपभोक्ताओं से दिन के अलग-अलग समय पर अलग-अलग शुल्क की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। चूंकि उच्च माँग की अवधि के दौरान, उपयोग की कम माँग की अवधि के दौरान विद्युत की महत्वपूर्ण मात्रा को संगृहीत करने के लिए सामान्यतः लागत प्रभावी नहीं होती है, इसलिए दिन के समय के आधार पर लागत में काफी भिन्नता होती है। कम लागत उत्पादन क्षमता (बेसलोड) जैसे कि परमाणु को प्रारंभ होने में कई घंटे लग सकते हैं, जिसका अर्थ है कम माँग के समय में अधिशेष, जबकि उच्च लागत लेकिन लचीली उत्पादन क्षमता (जैसे गैस टरबाइन) को एक क्षणिक सूचना (स्पिनिंग रिजर्व), जैसे शिखर माँग, पर प्रतिक्रिया देने के लिए उपलब्ध रखा जाना चाहिए, जो शायद प्रति दिन सिर्फ कुछ मिनटों के लिए इस्तेमाल किया जा रहा हो, जो कि बहुत महंगा है। | ||
| Line 328: | Line 326: | ||
{{Electrical and electronic measuring equipment}} | {{Electrical and electronic measuring equipment}} | ||
Revision as of 13:31, 27 September 2022
विद्युत-मापी, इलेक्ट्रिक मीटर, इलेक्ट्रिकल मीटर, ऊर्जा मीटर या किलोवाट-घंटा मीटर एक ऐसा उपकरण है जो एक घर, एक व्यवसाय या विद्युत संचालित उपकरण द्वारा खपत विद्युत ऊर्जा की मात्रा को मापता है।
विद्युत-मापी या ऊर्जा-मापी एक समय अंतराल में विद्युत की कुल खपत को मापता है।
विद्युत उपयोगिताएँ उपभोक्ताओं के परिसर में स्थापित विद्युत-मापी का उपयोग विद्युत के कर निर्धारण (बिलिंग) और निगरानी उद्देश्यों के लिए करती हैं। ये सामान्यतः कर निर्धारण इकाइयों मे अंशांकित होते हैं, जिनमें सबसे सामान्य किलोवाट घंटा (kWh) होता है। इन्हें सामान्यतः प्रत्येक कर निर्धारण अवधि में एक बार पढ़ा जाता है।
जब किसी निश्चित अवधि के दौरान ऊर्जा की बचत वांछित होती है, तो कुछ विद्युत-मापी माँग अर्थात् किसी अंतराल में विद्युत के अधिकतम उपयोग को माप सकते हैं। " टाइम ऑफ़ डे" मापन, विद्युत की दरों को एक दिन के दौरान चरम उच्च-लागत अवधि और सस्ता, कम-लागत, अवधि के दौरान उपयोग को दर्ज करने के लिए परिवर्तित होने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, कुछ क्षेत्रों में चरम भार अवधि के दौरान माँग प्रतिक्रिया विद्युत-कटौती के लिए विद्युत-मापी में प्रसारण होते हैं।[1]
इतिहास
एकदिश धारा
1880 के दशक में विद्युत ऊर्जा के व्यावसायिक उपयोग के रूप में, यह तेजी से महत्वपूर्ण हो गया कि तत्कालीन गैस - मीटर के समान एक ऐसा विद्युत ऊर्जा मीटर हो, जो प्रति माह एक निश्चित संख्या में लैंप के उपयोग के आधार पर कर निर्धारण के स्थान पर उपभोक्ताओं को सुचारू रूप से कर निर्धारण करने की सुविधा प्रदान करे।
डीसी मीटर ने आवेश को एम्पीयर घंटे में मापा। चूंकि आपूर्ति का विभव काफी हद तक स्थिर रहने के कारण मीटर का पाठन वास्तविक ऊर्जा की खपत के समानुपाती था। उदाहरण के लिए, यदि एक मीटर ने दर्ज किया कि 200-वोल्ट की आपूर्ति पर 100 एम्पीयर घंटे की खपत हुई, तो 20 किलोवाट-घंटे की ऊर्जा की आपूर्ति की गई थी।
कई प्रयोगात्मक मीटर विकसित किए गए। थॉमस एडिसन ने पहले प्रत्यक्ष पाठन रजिस्टर के साथ एकदिश धारा विद्युत-यांत्रिक मीटर पर कार्य किया, लेकिन इसके स्थान एक विद्युत-रसायन मापन तंत्र विकसित किया, जिसमें धारा की खपत को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिका (विद्युत्-अपघटन द्वारा उत्पन्न) का इस्तेमाल किया गया। समय-समय पर प्लेटों को हटा कर वजन किया गया, और उपभोक्ता का कर निर्धारण किया गया। विद्युत-रसायन मीटर पढ़ने में श्रमसाध्य था, लेकिन इसे उपभोक्ताओं द्वारा सुचारू रूप से प्राप्त नहीं किया गया।
यूनाइटेड किंगडम में इस्तेमाल किया जाने वाला एक प्रारंभिक प्रकार का विद्युत-रसायन मीटर 'तर्क' मीटर था। इसमें मीटर के शीर्ष पर एक पारा संग्रह के साथ एक ऊर्ध्वाधर आरूढ़ित काँच की संरचना सम्मिलित थी। जैसे ही आपूर्ति से धारा खींची जाती थी, तो विद्युत रासायनिक क्रिया पारे को स्तंभ के नीचे स्थानांतरित कर देती थी। अन्य सभी डीसी मीटरों की तरह ही इसमें भी एम्पीयर घंटे दर्ज किए गए। पारा संग्रह समाप्त होने के बाद मीटर एक खुला परिपथ बन जाता था। इसलिए उपभोक्ता के लिए विद्युत की एक और आपूर्ति के लिए भुगतान करना आवश्यक था, जिसके बाद आपूर्तिकर्ता का प्रतिनिधि मीटर को ऊपर से खोल देता था और पारा को संग्रह में भर कर और आपूर्ति को बहाल कर देता था। व्यवहार में उपभोक्ता को आपूर्ति समाप्त होने से पहले आपूर्ति कंपनी का प्रतिनिधि मिल जाता था और केवल पैमाने से पढ़ी गई खपत के लिए शुल्क भुगतान करना होता था। इसके बाद प्रतिनिधि मीटर को उल्टा करके शून्य पर रीसट कर देता था।
वर्ष 1885 में फेरांती ने गैस मीटर के समान एक रजिस्टर के साथ पारा मोटर मीटर प्रस्तुत किया; इसका यह लाभ था कि उपभोक्ता आसानी से मीटर का पाठन कर सकता था और खपत को सत्यापित कर सकता था।[2] डीसी मीटर डॉ. हरमन एरोन द्वारा पहला सटीक और रिकॉर्डिंग विद्युत खपत मीटर था, जिसका पेटेंट उन्होंने वर्ष 1883 में कराया था। ब्रिटिश जनरल इलेक्ट्रिक कंपनी के ह्यूगो हर्स्ट ने इसे वर्ष 1888 में व्यावसायिक रूप से ग्रेट ब्रिटेन में प्रस्तुत किया था।[3] एरोन के मीटर ने समय के साथ उपयोग किए गए कुल आवेश को दर्ज किया, और इसे घड़ी के मुख की एक श्रृंखला पर प्रदर्शित किया।
प्रत्यावर्ती धारा
हंगेरियन ओटो ब्लाथी के पेटेंट के आधार पर निर्मित एसी किलोवाट-घंटे मीटर का उनके नाम पर पहला नमूना वर्ष 1889 की शीत ऋतु में फ्रैंकफर्ट मेले में गैंज़ वर्क्स द्वारा प्रस्तुत किया गया था, और किलोवाट-घंटे मीटर की पहली खेप को उसी वर्ष के अंत में कारखाने द्वारा पहले से ही व्यावसायीकृत किया गया था। ये पहले प्रत्यावर्ती धारा वाट-घंटे मीटर थे, जिन्हें ब्लैथी-मीटर के नाम से जाना जाता था।[4]
वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले एसी किलोवाट घंटे मीटर, ब्लैथी के मूल आविष्कार वाले सिद्धांत पर कार्य करते हैं।[5][6][7][8] इसके अतिरिक्त लगभग वर्ष 1889 में, अमेरिकन जनरल इलेक्ट्रिक कंपनी के एलिहू थॉमसन ने एक लौहहीन धारा परिवर्तक यन्त्र मोटर पर आधारित एक रिकॉर्डिंग वाट मीटर (वाट-घंटे मीटर) विकसित किया। इस मीटर ने विद्युत रासायनिक प्रकार की कमियों को दूर किया और यह प्रत्यावर्ती या एकदिश धारा पर कार्य कर सकता था।[9]
वर्ष 1894 में वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन के ओलिवर शालेनबर्गर ने पूर्व में केवल एसी एम्पीयर-घंटे-मीटर में प्रयुक्त प्रेरण सिद्धांत को[10] आधुनिक विद्युत-यांत्रिक रूप के एक वाट-घंटे मीटर के उत्पादन के लिए परिपथ में घूर्णन गति को शक्ति के समानुपात बनायी गई एक प्रेरण डिस्क का उपयोग करके लागू किया था।[11][12] ब्लैथी मीटर, शलेनबर्गर और थॉमसन मीटर के समान थे, जिसमें वे दो-चरण मोटर मीटर होते हैं।[5] हालांकि प्रेरण मीटर केवल प्रत्यावर्ती धारा पर कार्य करता है, इसने थॉमसन संरचना के संवेदनशील और परेशानी वाले कम्यूटेटर को समाप्त कर दिया। शालेनबर्गर अस्वस्थ हो गए और अपनी प्रारम्भिक बड़ी और भारी संरचना को परिष्कृत करने में असमर्थ रहे, हालांकि उन्होंने एक बहु-चरण संस्करण भी विकसित किया।
इकाइयाँ
विद्युत-मापी पर माप की सबस सामान्य इकाई किलोवाट्ट घंटा [kWh] है, जो एक घंटे में एक किलोवाट के भार द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा या 3,600,000 जूल के बराबर है। कुछ विद्युत कंपनियां इसके स्थाम पर एसआई (SI) मेगाजूल का उपयोग करती हैं।
माँग को सामान्यतः वाट (watt) में मापा जाता है, लेकिन प्रायः एक चौथाई या आधे घंटे की अवधि में औसत निकला जाता है।
प्रतिक्रियाशील शक्ति को "हजारों वोल्ट-एम्पीयर प्रतिक्रियाशील-घंटे", (kvarh) में मापा जाता है। प्रथा के अनुसार, एक मोटर जैसी एक "लैगिंग" या आगमनात्मक भार में सकारात्मक प्रतिक्रियाशील शक्ति होती है। एक "अग्रणी", या संधारित्र भार में नकारात्मक प्रतिक्रियाशील शक्ति होती है।[13]
वोल्ट-एम्पीयर, प्रतिक्रियाशील और वास्तविक शक्ति सहित वितरण नेटवर्क के माध्यम से गुजरने वाली संपूर्ण शक्ति को मापता है। यह वर्ग-माध्य-मूल वोल्ट और एम्पीयर के गुणनफल के बराबर होता है।
भार द्वारा विद्युत धारा के विरूपण को कई तरीकों से मापा जाता है। ऊर्जा घटक प्रतिरोधक (या वास्तविक) शक्ति और वोल्ट-एम्पीयर का अनुपात होता है। एक संधारित्र भार में एक प्रमुख ऊर्जा घटक होता है, और आगमनात्मक भार में एक लैगिंग ऊर्जा घटक होता है। एक विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक भार (जैसे फिलामेंट लैंप, ऊष्मक या केतली) शक्ति कारक "1" को प्रदर्शित करता है। तरंग रूप के विरूपण का एक उपाय, गुणावृत्ति धारा है। उदाहरण के लिए, कंप्यूटर विद्युत की आपूर्ति जैसे इलेक्ट्रॉनिक भार अपने आंतरिक भंडारण तत्वों को भरने के लिए वोल्टेज शिखर पर अपना प्रवाह खींचते हैं। यह आपूर्ति वोल्टेज शिखर के पास एक महत्वपूर्ण वोल्टेज के गिरने का कारण बन सकता है जो वोल्टेज तरंग के समतलीकरण के रूप में दिखाई देता है। यह समतलीयता असामान्य अनुरूपता का कारण बनता है जो कि विशिष्ट सीमा से अधिक होने पर अनुमेय नहीं हैं, क्योंकि वे न केवल व्यर्थ हैं, बल्कि अन्य उपकरणों के संचालन में हस्तक्षेप भी कर सकते हैं। यूरोपीय संघ और अन्य देशों में निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर अनुरूपता उत्सर्जन कानूनी तौर पर अनिवार्य है।
उपयोग की गई ऊर्जा की मात्रा के आधार पर मीटरिंग के अतिरिक्त अन्य प्रकार की मीटरिंग भी उपलब्ध है। विद्युतीकरण के प्रारम्भिक दिनों में इस्तेमाल किए गए आवेश (कूलॉम) की मात्रा को मापने वाले मापक का उपयोग किया जाता था, जिन्हें एम्पीयर घंटे मापक के रूप में जाना जाता था। ये ऊर्जा उपयोग के सटीक माप के लिए स्थिर शेष आपूर्ति वोल्टेज पर निर्भर थे, जो कि अधिकांश आपूर्ति के साथ एक संभावित परिस्थिति नहीं थी। बड़ी बैटरी के आवेशित/अनावेशित स्थिति की निगरानी के लिए विशेष प्रयोजन मापक के संबंध में सबसे सामान्य अनुप्रयोग था। कुछ मापक केवल उस समय की लंबाई को मापते हैं जिसके लिए आवेश प्रवाहित होता है, जिसमें विभव या विद्युत धारा के परिमाण का कोई माप नहीं होता है। ये केवल निरंतर-भार अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं और आजकल संभवतः ही उपयोग किए जाते हैं।
संचालन
विद्युत के मीटर तात्क्षणिक वोल्टेज (वोल्ट) और विद्युत प्रवाह (एम्पियर) को लगातार मापकर इस्तेमाल की गई ऊर्जा (जूल, किलोवाट-घंटे आदि में) देते हैं। आवासीय उपभोक्ता जैसी छोटी सेवाओं के लिए मीटर स्रोत और उपभोक्ता के बीच सीधे इन-लाइन से जुड़े हो सकते हैं। बड़े भार के लिए लगभग 200 एम्पियर से अधिक भार, विद्युत धारा ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया जाता है, ताकि मीटर सेवा अर्धचालक के साथ लाइन के अतिरिक्त कहीं और स्थित हो सके। मीटर विद्युत-यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक दो बुनियादी श्रेणियों में आते हैं।
विद्युत-यांत्रिक
विद्युत-यांत्रिक वाट-घंटा मीटर सबसे सामान्य प्रकार का विद्युत मीटर है।[14][15]
एकल-चरण प्रत्यावर्ती धारा,आपूर्ति पर विद्युत-यांत्रिक प्रेरण मीटर एक गैर-चुंबकीय, लेकिन विद्युत प्रवाहकीय, धातु डिस्क के चक्रों की गणना करके विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से संचालित होता है, जिसे मीटर से गुजरने वाली शक्ति के आनुपातिक गति से घूमने के लिए बनाया जाता है। इस प्रकार चक्रों की संख्या ऊर्जा के उपयोग के समानुपाती होती है। विभव कुंडल एक छोटी और अपेक्षाकृत स्थिर मात्रा, सामान्यतः लगभग 2 वाट जो मीटर पर पंजीकृत नहीं होता है, में विद्युत की खपत करता है। विद्युतधारा कुंडल इसी प्रकार प्रवाहित धारा के वर्ग के अनुपात में थोड़ी मात्रा में (सामान्यतः पूर्ण भार पर कुछ वाट तक, जो मीटर पर पंजीकृत होता है) विद्युत की खपत करता है, ।
प्रेरण कुंडली के दो सेटों द्वारा डिस्क पर कार्य किया जाता है, जो वास्तव में, दो चरण रैखिक प्रेरण मोटर बनाते हैं। एक कुंडल इस तरह से जुड़ा हुआ होता है कि यह वोल्टेज के अनुपात में एक चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न करता है और दूसरा धारा के अनुपात में एक चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न करता है। कुंडल की प्रेरक प्रकृति के कारण वोल्टेज कुंडल के क्षेत्र में 90 डिग्री का विलम्ब होता है, और लैग कुंडल का उपयोग करके सुधारा जाता है।[16] यह डिस्क में प्रत्यावर्ती धाराएँ उत्पन्न करता है और ऐसा प्रभाव होता है कि तत्काल धारा और तात्क्षणिक वोल्टेज के गुणनफल के अनुपात में डिस्क पर बल लगाया जाता है। एक स्थायी चुंबक एक भंवर धारा ब्रेक के रूप में कार्य करता है, जो डिस्क के घूमने की गति के समानुपाती एक विरोधी बल लगाता है। इन दो विरोधी ताकतों के बीच संतुलन के परिणामस्वरूप डिस्क ऊर्जा के उपयोग की शक्ति या दर के आनुपातिक गति से घूमती है। डिस्क एक रजिस्टर तंत्र को संचालित करती है जो उपयोग की गई कुल ऊर्जा की माप प्रस्तुत करने के लिए, कार में ओडोमीटर की तरह चक्रों की गणना करता है।
विभिन्न चरण विन्यास अतिरिक्त वोल्टेज और धारा कुंडल का उपयोग करते हैं।
डिस्क एक धुरी द्वारा समर्थित होती है जिसमें एक सर्पिलाकार गियर रजिस्टर को चलाता है। रजिस्टर, डायल की एक श्रृंखला होती है जो उपयोग की गई ऊर्जा की मात्रा को दर्ज करती है। ये डायल चक्रमापी के प्रकार के हो सकते हैं, एक ओडोमीटर जैसा डिस्प्ले जो पढ़ने में आसान होता है और जहां प्रत्येक डायल के लिए मीटर के सामने एक खिड़की के माध्यम से एक एकल अंक दिखाया जाता है, या तो प्वाइंटर के प्रकार के हो सकते हैं, जहाँ एक पॉइंटर प्रत्येक अंक को इंगित करता है। डायल पॉइंटर वाले प्रकार के साथ, गियरिंग तंत्र के कारण आसन्न प्वाइंटर सामान्यतः विपरीत दिशाओं में घूमते हैं।
डिस्क के एक चक्र द्वारा दर्शाई गई ऊर्जा की मात्रा को प्रतीक Kh द्वारा दर्शाया जाता है जो प्रति चक्र वाट-घंटे की इकाइयों में दिया जाता है। मान 7.2 सामान्यतः देखा जाता है। Kh के मान का उपयोग करके किसी भी समय डिस्क को स्टॉपवॉच के साथ समय देकर उनकी विद्युत की खपत का निर्धारण किया जा सकता है।
जहाँ:
t = डिस्क द्वारा एक चक्र पूरा करने में लिया गया समय (सेकंड में),
P = शक्ति (वाट में)।
उदाहरण के लिए, यदि Kh = 7.2 उपरोक्त अनुसार, और 14.4 सेकंड में एक चक्र पूर्ण हुआ, तो शक्ति 1800 वाट है। इस पद्धति का उपयोग घरेलू उपकरणों की विद्युत खपत को एक-एक करके स्विच करके निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
अधिकांश घरेलू विद्युत मीटरों को चाहे विद्युत कंपनी के प्रतिनिधि या उपभोक्ता द्वारा मैन्युअल रूप से पढ़ा जाना चाहिए। जहाँ उपभोक्ता मीटर पढ़ता है, वहां विद्युत कंपनी को टेलीफ़ोन, मेल या इंटरनेट पर पाठन की आपूर्ति की जा सकती है। विद्युत कंपनी को सामान्यतः उपभोक्ता द्वारा आपूर्ति किये गए पाठन को सत्यापित करने और मीटर की बुनियादी सुरक्षा जांच करने के लिए कंपनी के प्रतिनिधि द्वारा कम से कम एक वार्षिक यात्रा की आवश्यकता होती है।
प्रेरण वाले मीटर में, सर्पण गति (creep) एक ऐसी घटना है जो सटीकता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकती है, जो कि तब होता है जब मीटर डिस्क संभावित रूप से लागू होने के साथ लगातार घूमती है और लोड टर्मिनल खुले परिपथ होते हैं। सर्पण गति के कारण त्रुटि के परीक्षण को सर्पण गति परीक्षण कहा जाता है।
दो मानक मीटर उत्तरी अमेरिका के लिए एएनएसआई सी12.20, और आईईसी 62053 सटीकता को नियंत्रित करते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक
इलेक्ट्रॉनिक मीटर एलसीडी (LCD) या एलईडी (LED) डिस्प्ले पर उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को प्रदर्शित करते हैं, और कुछ पाठनों को दूरस्थ स्थानों पर भी प्रसारित कर सकते हैं। इलेक्ट्रॉनिक मीटर उपयोग की गई ऊर्जा को मापने के अतिरिक्त भार और तात्क्षणिक और उपयोग की अधिकतम दर, विभव, ऊर्जा घटक और प्रतिक्रियाशील शक्ति का उपयोग आदि आपूर्ति के अन्य मापदंडों को भी दर्ज कर सकते हैं। वे समय-समय पर कर निर्धारण का भी समर्थन कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, उच्च शिखर और निम्न शिखर घंटों के दौरान उपयोग की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा को दर्ज करना।
एक मीटर में एक विद्युत आपूर्ति, एक पैमाइश इंजन, एक प्रसंस्करण और संचार इंजन (माइक्रोकंट्रोलर), और अन्य ऐड-ऑन मॉड्यूल जैसे वास्तविक समय घड़ी, एक एलसीडी, इंफ्रा रेड कम्युनिकेशन पोर्ट / मॉड्यूल और अन्य घटक होते हैं।
पैमाइश इंजन को विभव और धारा इनपुट दिया जाता है और इसमें विभव सन्दर्भ, नमूने और प्रमात्रक होते हैं, जिसके बाद सभी इनपुटों के अंकीय समकक्षों को प्राप्त करने के लिए सादृश्य से अंकीय परिवर्तन प्रभाग होता है। फिर इन इनपुटों को विभिन्न पैमाइश मापदंडों की गणना के लिए एक अंकीय संकेत प्रोसेसर का उपयोग करके संसाधित किया जाता है।
प्रीएम्प में प्रवाह, मीटर में लंबी अवधि की त्रुटियों का सबसे बड़ा स्रोत होता है, इसके बाद विभव संदर्भ की सटीकता होती है। ये दोनों तापमान के साथ-साथ भिन्न होते हैं, और जब मीटर बाहर होते हैं तो बेतहाशा भिन्न होते हैं। इनके लिए विशेषता और क्षतिपूर्ति, मीटर संरचना का एक प्रमुख हिस्सा है।
प्रोसेसिंग और संचार अनुभाग की जिम्मेदारी पैमाइश इंजन द्वारा उत्पन्न अंकीय मानों से विभिन्न व्युत्पन्न राशियों की गणना करने की होती है। इसमें विभिन्न प्रोटोकॉल और अंतरपृष्ठ का उपयोग करके इसके अधीन अन्य एडऑन मॉड्यूल के साथ संचार की जिम्मेदारी भी है।
आरटीसी और अन्य ऐड-ऑन मॉड्यूल विभिन्न इनपुट/आउटपुट कार्यों के लिए प्रोसेसिंग और संचार अनुभाग के अधीन हैं। एक आधुनिक मीटर पर यदि यह सब माइक्रोप्रोसेसर के अंदर प्रयुक्त नहीं किया जाएगा, जैसे कि आरटीसी, एलसीडी नियंत्रक, तापमान संवेदक, मेमोरी और सादृश्य से अंकीय परिवर्तक।
संचार विधियाँ
रिमोट मीटर रीडिंग टेलीमेट्री का एक व्यावहारिक उदाहरण है। यह एक मानव मीटर पाठक की लागत और परिणामी त्रुटियों को बचाता है, परन्तु यह अधिक माप और दूरस्थ प्रावधान की भी सुविधा देता है। अब कई स्मार्ट मीटरों में सेवा को बाधित करने या बहाल करने के लिए एक कुंजी सम्मिलित होती है।
ऐतिहासिक रूप से, घूमने वाले मीटर KYZ लाइन से जुड़े विद्युत संपर्कों की एक जोड़ी का उपयोग करके अपनी मापी गई जानकारी को दूरस्थ रूप से सूचित कर सकते हैं।
KYZ अंतरपृष्ठ, एक मीटर से आपूर्ति किया गया एक फॉर्म C संपर्क होता है। इसमें, Y और Z तार स्विच संपर्क होते हैं, जिन्हें ऊर्जा की मापी गई मात्रा के लिए K तक छोटा किया जाता है। जब एक संपर्क बंद हो जाता है तो गणना सटीकता सुरक्षा प्रदान करने के लिए दूसरा संपर्क खुलता है।[17] अवस्था के प्रत्येक संपर्क परिवर्तन को एक स्पंद माना जाता है। स्पंदों की आवृत्ति विद्युत की माँग को दर्शाती है। स्पंदों की संख्या मापी गई ऊर्जा को इंगित करती है।[18]
एक प्रसारण स्पंदों को उत्पन्न करता है। KYZ शब्द संपर्क पदनामों को संदर्भित करता है: सामान्य के लिए K, सामान्य रूप से खुले के लिए Y, और सामान्य रूप से बंद के लिए Z। जब इन्हें एक विद्युत मीटर में सम्मिलित किया जाता है, तो प्रसारण मीटर डिस्क के प्रत्येक पूर्ण या आधे चक्र के साथ अवस्था बदलता है। प्रत्येक अवस्था परिवर्तन को "स्पंद" कहा जाता है। बाहरी उपकरणों से जुड़े होने पर, उपयोग की दर (kW) के साथ-साथ कुल उपयोग (kWh) को स्पंदों की दर और संख्या से निर्धारित किया जा सकता है।
KYZ आउटपुट ऐतिहासिक रूप से "टोटलाइज़र रिले" से जुड़े हुए थे, जो एक "टोटलाइज़र" का भरण करते थे, जिससे एक ही स्थान पर एक साथ कई मीटर पढ़े जा सकें।
KYZ आउटपुट विद्युत मीटर को प्रोग्रामेबल तर्क नियंत्रक, बिल्डिंग स्वचालन (HVAC) या अन्य नियंत्रण तंत्र से जोड़ने की चिरसम्मत विधि है। कुछ आधुनिक मीटर एक संपर्क समापन करने की आपूर्ति भी करते हैं, जो मीटर द्वारा उच्च विद्युत प्रशुल्क के नजदीक माँग की सूचना प्राप्त होने पर माँग पक्ष प्रबंधन में सुधार के लिए चेतावनी देता है।
कुछ मीटरों में एक खुला संग्राहक या आईआर एलईडी आउटपुट होता है जो विद्युत ऊर्जा की प्रत्येक मीटरीकृत मात्रा के लिए 32-100 एमएस स्पंद (सामान्यतः 1000-10000 स्पंद प्रति किलोवाट-घंटा ) देता है। आउटपुट अधिकतम 27 वी डीसी (V DC) और 27 एमए डीसी (mA DC) तक सीमित है। ये एस0-आउटपुट सामान्यतः डीआईएन 43864 मानक का पालन करते हैं।
अर्ध-स्वचालित रीडिंग के लिए बनाये गए कई मीटरों में एक आनुक्रमिक द्वार होता है जो मीटर के मुखपृष्ठ के माध्यम से इन्फ्रारेड एलईडी द्वारा संचार करता है। कुछ बहु-इकाई भवनों में, एक समान प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है, लेकिन एक तारित बस में सभी मीटरों को एक प्लग से जोड़ने के लिए क्रमिक धारा परिपथ का उपयोग किया जाता है।यह प्लग प्रायः अधिक सुलभ बिंदु के पास होता है।
यूरोपीय संघ में, सबसे प्रचलित इन्फ्रारेड और प्रोटोकॉल "फ़्लैग" है, जो आईईसी 61107 के मोड C का एक सरलीकृत उपसमुच्चय है। एएनएसआई सी12.18, संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में सबसे वांछित इन्फ्रारेड प्रोटोकॉल है। कुछ औद्योगिक मीटर प्रोग्राम करने योग्य तर्क नियंत्रकों (मॉडबस या डीएनपी 3) के लिए प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं।
इस उद्देश्य के लिए प्रस्तावित एक प्रोटोकॉल डीलएमएस (DLMS)/सीओएसईएम (COSEM) है जो अनुक्रमिक पोर्ट सहित किसी भी माध्यम पर कार्य कर सकता है। डेटा को ज़िग्बी, वाई-फाई, टेलीफोन लाइन या स्वयं विद्युत लाइनों द्वारा प्रेषित किया जा सकता है। कुछ मीटर इंटरनेट पर पढ़े जा सकते हैं। ओपन स्मार्ट ग्रिड प्रोटोकॉल (ओएसजीपी) जैसे अन्य अधिक आधुनिक प्रोटोकॉल भी व्यापक रूप से उपयोग किए जा रहे हैं।
इलेक्ट्रॉनिक मीटर अब अल्प शक्ति रेडियो, जीएसएम, जीपीआरएस , ब्लूटूथ, आईआरडीए , साथ ही आरएस-485 तार संयोजन का उपयोग करते हैं। मीटर पूरे उपयोग की रूपरेखा को समयांकन के साथ संग्रहित कर सकते हैं और एक बटन के क्लिक पर उन्हें प्रसारित कर सकते हैं। रूपरेखा के साथ संग्रहित माँग रीडिंग उपभोक्ता की भार आवश्यकताओं को सटीक रूप से दर्शाती है। यह लोड प्रोफाइल डेटा कर निर्धारण और नियोजन उद्देश्यों के लिए उपयोगिताओं में संसाधित की जाती है।
एएमआर (स्वचालित मीटर रीडिंग) और आरएमआर (रिमोट मीटर रीडिंग (RMR)) ऐसी विभिन्न प्रणालियों का वर्णन करते हैं जो मीटर पाठक को प्रेषण की आवश्यकता के बिना मीटर को दूर से जांचने की सुविधा देते हैं। एक इलेक्ट्रॉनिक मीटर अपनी रीडिंग को टेलीफोन लाइन या रेडियो द्वारा केंद्रीय कर निर्धारण कार्यालय में प्रेषित कर सकता है।