電錶的歷史

事實證明，19 世紀和 20 世紀在科學發現方面異常慷慨，尤其是在電磁學領域。 1920年代給出了未來150年科技進步的“低起點”。 安德烈·瑪麗·安培 (Andre Marie Ampere) 發現電流的相互作用……喬治·西蒙·歐姆 (Georg Simon Ohm) 於 1827 年在他之後定居 電線中電流與電壓的關係……最後，在 1831 年，邁克爾·法拉第 (Michael Faraday) 發現了 電磁感應定律，它構成了以下關鍵發明的運行原理——發電機、變壓器、電動機。

眾所周知，由於發電機，電力成為一種商品，發電機分別由匈牙利物理學家 Anzós Jedlik 和德國電氣發明家 Werner von Siemens 分別於 1861 年和 1867 年獨立發明。從那時起，發電就堅定地走上了商業化道路。

不得不說，當時的發明和發現動不動就在“等待”。電燈、發電機、電動機、變壓器的概念彷彿在地球的相反部分自行結晶。

計數器也發生了類似的事情，後來被感應計數器的“作者”（同時也是共同發明人）召回 變壓器) 匈牙利電氣工程師 Otto Titus Blaty：“科學就像一片雨林。他所需要的只是一把好斧頭，隨便砍哪裡都能砍倒一棵大樹。 «

1872 年，美國發明家塞繆爾·加德納 (Samuel Gardiner) 獲得了電錶的第一項專利。他的設備測量電力到達充電點所需的時間。唯一的條件（這也是該設備的缺點）是所有受控燈必須連接到一個開關。

電錶運行新原理的創立直接關係到配電系統的改進和優化。但由於當時這個制度還在形成之中，所以不能肯定地說哪個原則是最優的。因此，在實踐中同時測試了幾個替代版本。

一千瓦有多重？

例如，如果說發電機使大量發電成為可能，那麼托馬斯·愛迪生的燈泡就有助於建立廣泛的照明網絡。結果，Gardiner 計數器失去了相關性，被電解計數器所取代。

在廣泛使用電錶的最早階段，電是字面上的“計重”。由同一位托馬斯·阿爾瓦·愛迪生 (Thomas Alva Edison) 發明的電解電錶就是基於此原理工作的。事實上，計米器是電解式的，在計數開始時放置了一個非常精確稱重（當時盡可能）的銅板。

由於電流通過電解質，銅被沉積。報告期末再次對板材稱重，按重量差收取電費。這一原理於 1881 年首次應用，並成功地使用到 19 世紀末。

值得注意的是，這筆費用是以用於產生所消耗電力的立方英尺天然氣計算的。這就是愛迪生電解槽的校準方式。然後，為了方便起見，愛迪生為其設備配備了計數機制 - 否則，從測量設備讀取讀數對於電力公司來說似乎是一個極其困難的過程，而對於消費者來說則完全不可能。然而，這種便利並沒有增加多少。

此外，電解水錶（當時 Siemens Shuckert 生產水錶，Schott & Gen 生產水銀表）還有另一個明顯的共同缺點。它們只能記錄安培小時數並且對電壓波動不敏感。

與電解計數器平行，擺錘式計數器出現。美國人威廉·愛德華·艾頓和約翰·佩里在 1881 年的同一年首次描述了其作用原理。但是從那時起，正如已經提到的那樣，想法在空中飄蕩，三年後也就不足為奇了赫爾曼·阿隆 (Hermann Aron) 在德國製造了完全相同的櫃檯。

在改進的形式中，儀表配備了兩個帶有連接到電流源的線圈的擺錘。另外兩個繞組相反的線圈被放置在擺錘下方。由於線圈在電負載下的相互作用，鐘擺比沒有電負載時移動得更快。

另一方面，另一個移動得更慢。與此同時，鐘擺每分鐘都會改變它們的功能，以補償初始擺動頻率的差異。行程的差異在計數機制中被考慮在內。上電時，時鍾啟動。

風雲變幻

鐘擺計數器不是一種廉價的“樂趣”，因為它們包含兩個完整的時鐘。同時，它們使得固定安培小時或瓦特小時成為可能，這使得它們不適合交流操作。

以自己的方式革命性的發現 交流電，由意大利伽利略法拉利（1885 年）和尼古拉特斯拉（1888 年）製造（當然，彼此獨立），刺激了下一階段測量設備的改進。

1889年，開發了電機計數器。它是由美國工程師 Elihu Thomson 為通用電氣設計的。

該設備是一個沒有金屬芯的電樞電機。集電極兩端的電壓分佈在線圈和電阻器上。電流驅動定子，產生與電壓和電流的乘積成正比的轉矩。作用在連接到電樞上的鋁盤上的永久電磁鐵提供製動力矩。電錶最大的缺點是集電器。

如您所知，當時科學界對於哪個系統—— 基於直流電或交流電——將是最有前途的… Thomson 描述的電錶主要是為直流電設計的。

與此同時，支持交流電的爭論越來越多，因為直流電的使用不允許電壓變化，因此無法創建更大的系統。交流電的應用越來越廣泛，20世紀初，交流電系統開始在電氣工程實踐中逐漸取代直流電。

這為喬治威斯汀豪斯（他獲得了特斯拉使用交流電的專利）設定了電力核算的任務，並且這種核算必須盡可能準確。在此期間（也與變壓器的發明有關）該設備獲得了專利，這實際上是原型 現代交流電錶…… 歷史上也有幾位感應計數器的“發明之父”。

第一個感應測量裝置被稱為“Ferraris meter”，儘管他根本沒有組裝它。法拉利的功勞在於以下發現：兩個與交流電異相的旋轉磁場導致實心轉子（圓盤或圓柱體）旋轉。基於感應原理的計數器至今仍在生產。

匈牙利工程師 Otto Titus Blaty，也被稱為變壓器的發明者，提出了他的感應計版本。 1889 年，他同時獲得兩項專利，德國專利號 52,793 和美國專利號 423,210，一項發明被正式指定為“交流電計數器”。

作者對該裝置作瞭如下描述：“這個計數器基本上由一個金屬旋轉體組成，例如圓盤或圓柱體，它受到兩個彼此異相的磁場的作用。

這種相移是由於一個場由主電流產生，而另一個場由高自感線圈產生，該線圈分流電路中測量功耗的點。

然而，磁場並不像著名的法拉利機械裝置那樣在旋轉體中相交，而是相互獨立地穿過旋轉體的不同部分。 » 由 Blatti 工作的 Ganz 生產的第一台檯面固定在一個木製底座上，重 23 公斤。

當然，與此同時，電氣工程的另一位先驅 Oliver Blackburn Shellenberger 也發現了這兩個領域的相同特徵。 1894 年，他開發了用於交流系統的電錶。螺桿機構提供扭矩。

但是，該儀表不適合與電動機一起使用，因為它不提供測量所需的電壓元件 功率因數.

這個計數器比 Blati 裝置略小，但也相當笨重——它重 41 公斤，即超過 16 公斤。僅在 1914 年，該設備的重量才減至 2.6 千克。

完美無止境

因此，可以說，在 20 世紀初，櫃檯已成為日常生活的一部分。第一個測量標準的出現也證實了這一點。它由美國國家標準協會 (ANSI) 於 1910 年發布。

其特點是，除了承認測量設備科學意義的重要性外，該標準還強調了商業成分的重要性。第一個已知的國際電工委員會 (IEC) 測量標準可以追溯到 1931 年。

到 20 世紀初，設備發生了一些變化，沒有考慮到重量和尺寸的減少：負載範圍的擴大，對負載係數、電壓和溫度變化的補償，球的出現軸承和磁力軸承（可顯著減少摩擦）。改進了製動電磁鐵的質量特性以及支架和計數機構的除油性能，從而提高了使用壽命。

與此同時，出現了新型電錶——复費率電錶、高峰負荷電錶、預付費電能表以及三相感應電錶。後者使用安裝在一個、兩個或三個圓盤上的兩個或三個測量系統。 1934年，出現了由Landis & Gyr開發的有功和無功電能表。

科學技術的進一步進步以及市場關係的發展在測量設備的生產中得到了體現。電子技術的發展產生了嚴重的影響——在 20 世紀 70 年代，隨著感應測量設備的出現，電子測量設備也出現了。自然地，這極大地擴展了設備的功能。首先，它是 自動會計系統 (ASKUE)，多資費模式。

隨後，電錶的功能進一步擴展，超越了單純的能源和資源報告的限制，包括防止可見違規、預付費、負載平衡控制和許多其他功能。讀數是從電網、電話線或無線數據傳輸通道讀取的。