FI118931B - Laite ja menetelmä sähkötehon mittaamiseksi - Google Patents

Description

1 118931

Laite ja menetelmä sähkötehon mittaamiseksi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen laitteisto sähkötehon mittaamiseksi.

5

Keksinnön kohteena on myös menetelmä sähkötehon mittaamiseksi.

Keksinnön sovelluksena on myös sähköenergian mittauslaite ja menetelmä.

10 Kilowattituntimittareita valmistetaan 100 miljoonia kappaleita vuodessa. Viimeaikoina painopiste on siirtynyt ns. induktiivista elektronisiin kilowattituntimittareihin. Lisäksi kaukoluennan merkitys on lisääntymässä. Varsinaisten kilowattituntimittaieiden lisäksi tehon mittausta tehdään useissa koneissa ja laitteissa. On olemassa paineita tuoda tehon mittaus lähes kaikkiin laitteisiin, mutta tehomittarin hinta ja edullisen käyttöliittymän 13 puutteen takia näin ei vielä tehdä. Jos koneisiin ja laitteisiin sekä tehtaissa ja kotona olisi käytettävissä yleinen ja edullinen käyttöliittymä ja tehonmittauskomponentti, markkinapotentiaali komponenteille olisi useita miljardeja kappaleita vuosittain. Nykyiset kilowattituntimittarit eivät ole integroituneet vielä komponenttitasolle. Syynä ovat korkeiden jännitteiden ja suurien virtojen aiheuttamat rajoitukset sekä vaatimus 20 tarkkuudesta ja suuresta dynaamisesta alueesta.

«· · • · t • · • * ·· * a a a • *' Nykyisin energiamittareita tuottava yritys myy tuotteen sähkölaitokselle, joka asentaa a i · sen yrityksiin tai kotitalouksiin. Jos liiketoiminta muuttuu siten, että • a ***** komponenttivalmistaja myy tehonmittausyksikön esim. kodinkonevalmistajalle, • * * 25 tehonmittaus integroituisi hyvin nopeasti yhdelle piirille.

• · • ·

• M

. Tällä hetkellä kotitalouksissa käytettävät uudet kilowattituntimittarit maksavat · a sähkölaitokselle n. 30 €, jos siihen ei ole liitetty esim. kaukoluentaa. Yleisin tekniikka 1 · *’* on käyttää virtamuuntajia. Tämä ratkaisu on kallis, koska virtamuuntaja ei sellaisenaan • a a : t;‘ 30 voida käyttää, koska se saturoituu dc-virralla (nykyiset määräykset edellyttävät sen, että i a ·"* mittari kestää tasavirtaa). Eräänä ratkaisuna on käytetty kahden virtamuuntajan a ·· V * sarjakytkentää, mutta tämä lisää mittarin hintaa. Eräs käytetty ratkaisu on asettaa ··· • a • a • a * 2 118931 virtamuuntajaan resistiivinen virran jakaja, jolloin sekä vaihtovirta että tasavirta pienenevät ja dc-virta ei saturoi muuntajaa. Tämän hakemuksen hakijan aikaisemmin kehittämässä menetelmässä virran mittaus tehtiin induktiivisesta Tämä menetelmä on edullinen ja toimii, mutta kertominen täytyy tehdä kalliilla IC-piirillä. Lisäksi 5 induktiokäämin tulee olla riittävän suuri, jotta magneettikentän aiheuttama jännitteen voimakkuus olisi riittävä. Myös vastusshunttia on käytetty kilowattituntimittareissa, mutta ongelmana on riittävän jännitteen saaminen vastuksen yli ilman että vastus lämpenee liikaa suurilla virroilla. Tämä on ollut yleinen ratkaisu varsinkin yksivaiheisissa kilowattituntimittareissa. Kaikissa edellä mainituissa ratkaisuissa 10 kertominen tehdään IC-piirillä.

Hall-antureita on käytetty pitkään kilowattituntimittareissa, mutta niiden suuri lämpötilariippuvuus ja huono herkkyys ovat tehneet menetelmästä hankalan. Hall-anturissa kertominen tapahtuu suoraan komponentissa, koska Hall-jännite on 15 magneettikentän ja Hall-komponentin läpi kulkevan virran tulo.

Tämän hakemuksen hakija on kehittänyt vuosina 1978 -1980 elektronista kilowattituntimittaria nimeltään wattivahti. Tuotteen tarkoitus oli taijota kotitalouksille mahdollisuus seurata eri laitteiden tehonkulutusta edullisella mittarilla. Virran mittaus • · · : .* 20 perustui vastusshunttiin ja kertominen tehtiin pulssin leveys-korkeus muuntimella. 1984 ·· · • · · • ·* - 1987 hakija kehitti mikroprosessoripohjaisen kilowattituntimittarin. Tämä oli a · • · · '· " ensimmäinen mikroprosessoripohjainen mittari maailmassa ja se on nyt käytössä sähkön • * *·"* laatumittareissa. Tämän hakemuksen hakija kehitti vuosina 1996 - 1998 • · · *;;** gradiometriseen induktiokäämeihin perustuvan kilowattituntimittarin. Tässä yhteydessä • · 25 kehitettiin myös integroitu piirin, missä virran ja jännitteen kertominen tehtiin sigma-, . delta muuntimiaja digitaalisilla kertojilla.

i t « • · · • · • · · • * • · • · · • · · • · ·

Keksinnön tarkoituksena on ratkaista edellä kuvatut tunnetun tekniikan ongelmia ja tätä • · 7 30 tarkoitusta varten aikaansaada aivan uudentyyppinen laitteisto ja menetelmä sähkötehon • · *.**: mittaamiseksi.

• · 3 118931

Keksintö perustuu siihen, että anturikomponentti toteutetaan piimikromekaanisena rakenteena siten, että virran ja jännitteen kertominen keskenään tapahtuu suoraan mittaavassa komponentissa.

5

Yhdessä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa tehosta muodostetaan aikaintegraali energiankulutuksen määrittämiseksi.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mikä 10 on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa.

IS Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla hetkkyyttä voidaan varioida jousivakiolla sekä käämissä kulkevan virran avulla. Virta mitataan ilman galvaanista kontaktia. Komponentti mittaa pätötehon suoraan yhdellä komponentilla. Menetelmä ei edellytä 20 kallista IC-piiriä vaan halpa CMOS-piiri riittää. Mittarin dynaaminen alue on laaja.

·· · ί .* Komponentista voi kehittää tehomittarin eri tarkkuusluokkiin. Anturi ei ole herkkä ·· · • · i t ί ·* tasaviiralle ja jos käytämme gradiometristä luentaa ei myöskään ulkoiselle ·*» * *· “ vaihtokentälle. Keksintö mahdollistaa pätötehon lisäksi loistehon mittauksen. Jos • « ***** MEMS-komponentissa kulkeva virta tehdään tasajännitteestä, komponentti muuttuu • · * *·”* 25 magnetometriksi ja sitä voidaan käyttää virran mittaukseen. Lisäksi keksinnön e m **** mukainen laite on edullinen massatuotettuna.

m • · · • » » ··· ··· • · • e *’* Keksintöä tarkastellaan seuraavassa esimerkkien avulla ja oheisiin piirustuksiin viitaten.

Γ·\ • ·* 30 • f· • ·

Kuvio la esittää ylhäältä katsottuna kaaviokuvana yhtä keksinnön mukaista • vt ·.· * tehomittaria.

«*· • t • · • · · 4 118931

Kuvio lb esittää leikattuna sivukuvantona kuvion la mukaista tehomittaria.

5 Kuvio 2 esittää kaaviokuvana toista keksinnön mukaista energiamittaria.

Kuvio 3 esittää kaaviokuvana kolmatta keksinnön mukaista mittausjäijestelyä.

Kuvio 4a esittää kaaviomaisena yläkuvantona neljättä keksinnön mukaista 10 mittausjäijestelyä.

Kuvio 4b esittää kuvion 4a ratkaisun poikkileikkausta tasossa Λ-Α.

Tässä keksinnössä tuodaan esiin uusi tapa tehdä kilowattituntimittari, joka ei ole herkkä 15 tasavirralle ja missä virran ja jännitteen kertominen tapahtuu suoraan mitattavassa komponentissa.

Kuvioissa la ja Ib on esitetty mikromekaanisen tehomittarin kaaviokuva. Tarkoituksena on kuvion 1 ratkaisussa mitata vaihejohtimessa 3 kulkeva teho. Mitattava jännite, 20 vaihejohtimen 3 ja nollajohtimen 7 välinen jännite tuodaan käämin 2 napojen 8 ja 9 ·· · ί V välille jännitteenjakajalta 50 ja muutetaan näin käämissä 2 viiraksi. Anturikomponentin : .* mekaaniseen stabilointiin voidaan käyttää kytkintä 51 ja vaiheenkääntäjää 52, jolloin « · * · · *· *t jaksoittain käämissä 2 kulkevan virran suunta voidaan muuttaa. Kuviossa on piirretty • e *···’ kiikkutyyppinen liikkuva laatta 1, jonka molempiin puoliin on integroitu • · · ***** 25 magneettikentän synnyttämiseen tarvittavat käämit 2. Kiikku siis tuettu palkilla 5 • · ***** alustaansa. Mittauksen kohteena oleva virtajohdin 3 kulkee lähellä käämiä synnyttäen . magneettikentän gradientin anturikomponentin 4 kohdalle. Laatan 1 asema johtimiin 3 * ♦ * • · ·

Hl ja 7 nähden mitataan kuviossa Ib kuvattujen elektrodien 6 avulla kapasitiivisesti ja kun • · • · '!* kiikun 1, 5 jousivakio tunnetaan, saadaan sijainnin muutoksesta suoraan selville ·· · • · · i ·* 30 vaikuttava voima, joka on puolestaan suoraan verrannollinen virtajohtimessa 3 • * **··* kulkevaan tehoon. Myöhemmin kuvattavalla tavalla elektrodeja 6 voidaan M· • * * • · · »M • « • · ··· 5 118931 vaihtoehtoisesti käyttää voimatakaisinkytkentään, jolloin vaikuttava voima saadaan takaisinkytkentäsuureen (virta tai jännite) kautta.

Kuvion 2 mukaisesti toinen vaihtoehto on päällystää laatta 21 metallikerroksella 27 ja 5 synnyttää siihen pyörrevirta komponentissa olevalla liikkumattomalla käämillä 22, joka sijaitsee alustalla 26 välimatkan päässä laatasta 21. Käämi 22 on kytketty samoin kuin kuvion 1 käämi 2. Käytettävän komponenttityypin valinta perustuu tarkkuusvaatimukseen, dynaamiseen alueeseen sekä komponentin valmistettavuuteen. Jos asetamme komponentin lähelle virtajohdinta 23, virta synnyttää liikkuvaan laattaan 10 21 magneettikentän. Laatassa 21 kulkeva virta synnyttää mitattavaan jännitteeseen magneettisen dipolin. Laattaan kohdistuva voima on käämissä 22 kulkevan virran iu ja magneettikentän Btristitulo F = iuxBi. Jos ajatellaan lopputulemaa skalaarisuureena, huomaamme, että sinimäisten signaalien tapauksessa voima F = aUI cos φ, missä φ on vaihe-ero jännitteen ja viiran välillä ja a on vakio. Eli mittaamalla voiman integraali 15 ajassa saamme mitattua sähköenergian. Oleellista tässä keksinnössä on se, että tehomittauksen vaatima kahden suureen kertomisoperaatio tapahtuu suoraan mittaavassa komponentissa. Toisaalta hyvä herkkyys mahdollistaa sen, että suurta virtaa ei tarvitse tuoda mittavaan komponenttiin galvaanisesti vaan riittää, että virtajohdin kulkee läheltä komponenttia. Tähän menetelmään liittyy vielä muita kiehtovia ··.·, 20 ominaisuuksia, mutta ne tulevat esille tuonnempana kun kuvaamme mittarin • · • « elektroniikan.

• · • · • · « * « • · · • · .***. Seuraavaksi kuvataan yksi mahdollinen realisaatio anturista. Voima mitataan esim.

··« • tekemällä rakenteesta kiikku, missä kiikun molemmilla puolilla on magneettisen dipolin ·*· :***: 25 synnyttävä käämi 2 esimerkiksi kuvion 1 mukaisesti. Molemmilla puolilla on joukko elektrodeja 6, joiden avulla mitataan kiikun 4 paikka kapasitiivisesti ja toisaalta pidetään kiikun paikka vakiona sähköisellä takaisinkytkennällä. Mitattava teho t·· synnyttää kiikkuun voiman, mutta takaisinkytkentäjännitettä säädetään siten, että kiikku ·'·’· 4 pysyy keskimäärin tasapainopisteessään. Kun kiikku on tasapainossa kompensoivan • ♦ ·***· 30 jännitteen tehollisarvon keskiarvo on sama kuin mitattava pätöteho. Kiikun asento ··· .···, mitataan kapasitiivisesti. Jos takaisinkytkennässä on eri suuruisia elektrodeja, voidaan et* , * · ·, takaisinkytkentäjännitettä skaalata. Tämä tarkoittaa sitä, että jos mitattava teho on pieni, • 9 999 118931 6 ohjataan takaisinkytkentä pienen kapasitanssin omaavan elektrodin kautta kiikulle. Pieni elektrodi johtaa siihen, että tasapainon saavuttaminen edellyttää suurta jännitettä. Ison tehon tapauksessa takaisinkytkentäjännite ohjataan suurelle elektrodille. Erisuuruisia takaisinkytkentäelektrodeja on kuvattu esimerkiksi kuviossa 2 viitenumerolla 25 ja S mittauselektrodeja esittää viitenumero 24. Tämä mahdollistaa dynaamisen alueen laajentamisen. Toisin sanoen käyttämällä kompensointiin esim. vakiojännitteistä ja pituudeltaan vakioitua pulssia, saamme tehon suoraan pulssijonon taajuudesta. Lisäksi loisteho aiheuttaa sen, että joudumme ajamaan pulsseja kiikun vastakkaiselle puolelle. Mittaus ja takaisinkytkentä tehdään maatasoa 28 vasten. Lopputulemana erotus kuvaa 10 pätötehoa ja ’’negatiivisten” pulssien määrä kuvaa loistehon osuutta. Tämä tarkoittaa sitä, että samalla komponentilla voidaan mitata sekä pätö- että loistehoa. Lisäksi käyttämällä eripituisia pulsseja tai eri elektrodeja voimme laajentaa mittarin dynaamista aluetta.

15 Mikromekaanisissa komponenteissa on usein ryömintää johtuen pintojen varautumisesta sekä mekaanisista epästabiilisuuksista. Jos käännämme jännitteen suunnan, kääntyy samalla magneettisen dipolin suunta ja sitä kautta kiikkuun kohdistuva voima. Jos käännämme jännitteen suunnan esim. 20 jakson välein, pystymme eliminoimaan ryöminnän lähes kokonaan. Jännitteen suunta muutetaan esimerkiksi 20 mikromekaanisilla- tai puolijohdekytkimillä. Kytkentä jännitteen suunnan M · • V muuttamiseksi on esitetty myös kuviossa la.

·· · • · · • · • · \**ϊ Jos otamme huomioon sekä ryöminnän poistamisen sekä voimatakaisinkytkennän, »·» *.·.* saamme tehomittarin, jonka tarkkuus riippuu pelkästään referenssin stabiilisuudesta.

a * · · *·"* 25 Lisäksi, koska voimatakaisinkytkentä tehdään suoraan digitaalisesti, signaalin **··* digitalisointi ei lisää mittarin epätarkkuutta. Jos virtajohtimen ja komponentin keskinäinen paikka ei muutu, voimme helposti rakentaa edullisen jopa luokan 0,1 * « · mittarin.

• · • · ·«· «· · * ♦ · '· ·* 30 Kuviossa 3 on kuvattu jäijestely, missä virtajohdin on muokattu siten, että anturin ·«« • « kohdalla magneettikenttä gradientti on pieni. Virtajohtimen symmetrisyyden ansiosta ··· V : toinen magnetometrin kenttä on sama mutta vastakkaismerkkinen. Tämä jäijestely a*a m * • 9 a·· 118931 7 johtaa siihen, että näiden kahden tehomittarin summa on riippumaton ulkopuolisesta homogeenisesta 50 Hz:n magneettikentästä. Virtajohtimen muotoilu johtaa myös siihen, että teholukema ei ensimmäisessä kertaluvussa muutu vaikka komponentti liikkuisi esim. lämpölaajenemisesta johtuen suhteessa virtajohtimeen.

5

Kilowattituntimittareiden tulee kestää erittäin voimakas 50 Hz (tai 60 Hz) ulkoinen magneettikenttä ilman että mittari näyttää väärää lukemaa. Eräs tapa eliminoida ulkoinen kenttä on käyttää kuvion 1 mukaista kiikkutyyppistä MEMS-komponenttia 4, mutta asettaa virtakäämit 2 (kuten kuviossa) kiikun molemmille puolille sitoi, että vain 10 virtajohtimen 3 aiheuttama kentän gradientti synnyttää kiikkua kääntävän voiman mutta ulkoinen homogeeninen kenttä kumoutuu. Jotta herkkyys saataisiin riittävän suureksi ja jotta komponentti ei olisi herkkä virtajohtimen ja komponentin keskinäisestä asennosta, komponentin pitäisi olla kohtuullisen suuri.

15 On myös mahdollista tehdä kuvion 3 mukainen järjestely. Siinä virtajohtimen 33 läheisyyteen sijoitettuun koteloon 30 on asetettu kaksi identtistä MEMS-kilowattituntianturia 31 sekä niihin liittyvä IC-piiri 34. Riittävä herkkyys saadaan vaikka MEMS -komponentti 31 olisi alle 1 mm x 1 mm suuruinen. Koska gradiometrisen mittauksen elementit ovat eri komponentilla, voimme levittää kannan 20 aina 5 mm - 8 mm ilman että komponenttikustannukset oleellisesti suurenevat. On Γ·*: myös huomattava, että MEMS-komponenttia 31 ei tarvitse pakata tyhjöön, koska voimme sallia tässä sovellutuksessa kaasuvaimennuksen.

• 0 • ♦ # • *

Kuvioissa 4a ja 4b on kuvattu neljäs keksinnön mukainen ratkaisu, jossa 25 mikromekaaninen komponentti 41 on sijoitettu virtajohtimen 43 sisään. Virtajohdin on 4 * * *...· edullisesti ohennettu linjan ΑΆ-läheisyydessä magneettikentän voimakkuuden kasvattamiseksi. Käämi 45 sijaitsee mahdollisimman tarkasti virtajohtimen 43 keskellä, • a a *”·* jolloin käämin 45 läpi kulkevan magneettikentän summavuo muodostuu nollaksi ja • a käämiä 45 voidaan käyttää referenssikääminä ulkopuolisten häiriöiden eliminoimiseksi.

a· · • *.* 30 Käämi 46 taas pyritään sijoittamaan magneettikentän maksimikohtaan. Elementti 41 on • aa tyypillisesti kuvioissa la-lb esitetyn kiikkukomponentin 4 kaltainen ja myös a :*·*: mahdollisesti samalla tavalla sähköisesti kytketty. Mittaava ja ohjaava IC-piiri 44 on • aa a a a a • aa 118931 8 edullisesti valmistettu samalle substraatille mikromekaanisen piirin 41 kanssa esimerkiksi SOI(Silicon On Insulatorj-tekniikalla. Kuviosta 4a käy tarkemmin esille koteloidun elementin 40 sijoitus johtimeen 43 tehtyyn hahloon.

5 Jos komponenttia käytetään l-vaihekilowattituntimittarissa on edullista laittaa koko tehon mittaus komponentin sisällä olevaan IC-piiriin, mutta 3-vaihemittarissa on edullista laittaa yhteen IC-piiriin vain tehomittauksen kannalta välttämätön elektroniikka ja liittää kilowattituntimittariin prosessori, joka kerää tiedot kolmelta komponentilta ja ohjaa komponenttien toimintaa. Yhden gradiometrisen tehomittarin 10 tuotantokustannukset voisivat olla 0,3 - 0,5 € ja myyntihinta vastaavasti luokkaa 1,5 € -2 €. 1- vaihekilowattituntimittarissa kustannus on kohtuullinen, koska tehon mittaus ei vaadi montakaan ulkoista elementtiä, mutta 3-vaihemittarissa kokonaiskustannus on jo merkittävä. Kuitenkin, jos teemme kaukoluettavan kilowattituntimittarin, joka sisältää prosessorin ja muistia, tilanne on taas kokonaisuuden kannalta edullinen.

15 Tässä keksinnössä on tuotu esiin menetelmä käyttää mikromekaanista komponenttia teho- ja kilowattituntimittarina. Menetelmässä virran ja jännitteen tulo muuttuu voimaksi, joka mitataan kapasitiivisesti. Voima kompensoidaan edullisimmin pulssijonolla erisuuruisia takaisinkytkentä elektrodeja käyttäen. Menettely kompensoi • · · \m ·* 20 mahdolliset epälineaarisuudet sekä dynaaminen alue saadaan erittäin laajaksi. MEMS- mmm *, *m komponenttiin mahdollisesti liittyvä ryömintä kompensoidaan vaihtamalla kiikussa • · · *;./ kulkevan jännitteeseen verrannollisen vaihtovirran vaihe säännöllisin välein. Ulkoisen • m m m # ....

*** magneettikentän vaikutus mittarin toimintaan voidaan eliminoida esim. asettamalla * * · kaksi komponenttia samaan koteloon siten, että homogeeninen kenttä aiheuttaa m m "* 25 molempiin anturoihin efektiivisesti yhtä suuren voiman.

• « · • · · • · ··· • · • · mmm m mm m mmm m m m m mmm m m m m mmm m m m mmm m m· m m m m m

Claims (22)

118931

1. Laitteisto johtimessa (3) kulkevan sähkötehon mittaamiseksi, jossa laitteistossa on välineet jännitteen (U) ja viiran (I) samanaikaista mittaamista varten, 5 tunnettu siitä, että se käsittää - välineet (2, 22, 27) jännitteen (U) muuttamiseksi virtasuureeksi mekaanisessa elementissä (1, 21), joka on voimavaikutus suhtees sa johtuneen (3) nähden, ja 10. välineet mekaanisen elementin (1, 21) ja johtimen (3, 23) välisen voimavaikutuksen määrittämiseksi, jolloin voimavaikutus on suoraan verrannollinen jännitteen (U) ja virran (I) tuloon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää välineet 15 aikaintegraalin muodostamiseksi jännitteen ja virran tulosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että voimavaikutus mitataan mekaanisen elementin (1,21) poikkeamasta.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää ·· · • · · • ·* välineet mekaanisen elementin (1, 21) pitämiseksi paikallaan voimatakaisinkytkennän ·· f • f · : ·' avulla ja välineet voimavaikutuksen määrittämiseksi voimatakaisinkytkennän • » · *· ’· säätösuureista. ··· « · • * ··· • · *" 25

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää välineet • · • · • * * voiman kompensoimiseksi pulssijonolla. • I « • · 9 ‘.V.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siinä on • · erisuuruiset takaisinkytkentäelektrodit (25) erilaisia tehotasoja varten. • · · • · 30

• * · • · *" 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se ··· : käsittää välineet (50, 51, 52) jännitteen (U) polariteetin muuttamiseksi ja näin virran «9« e e • ♦ 9·· 118931 suunnan muuttamiseksi mekaanisessa elementissä (1, 21) epästabiilisuuksien eliminoimiseksi.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että väline 5 (2,22,27) jännitteen (U) muuttamiseksi virtasuureeksi on kela (1).

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että väline (2,22,27) jännitteen (U) muuttamiseksi virtasuureeksi on johtava taso (27).

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää välineet (4, 2) johtimen (3) magneettikentän gradientin muuttamiseksi voimasuureeksi, joka puolestaan on verrannollinen johtimessa (3) kulkevaan sähkötehoon. is

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet (2, 22, 27) jännitteen (U) muuttamiseksi virtasuureeksi mekaanisessa elementissä (1,21) on sijoitettu johtimen (3,43) sisälle.

12. Menetelmä johtimessa (3) kulkevan sähkötehon mittaamiseksi, jossa menetelmässä 20 mitataan samanaikaisesti jännitettä (U) ja virtaa (I), i · · • · • f • e* * • · · \ tunnettu siitä, että • e · • ·· • » ·«· • * • » *'! - jännite (U) muutetaan virtasuureeksi mekaanisessa elementissä (1, 21), • * · « · · 25 joka on voimavaikutussuhteessa johtimeen (3) nähden, ja « · • 9 ψ - määritetään mekaanisen elementin (1, 21) ja johtimen (3, 23) välinen , ,·. voimavaikutus, jolloin voimavaikutus on suoraan verrannollinen jännitteen • » » «e* ,·*·. (U) ja virran (I) tuloon. ··· ·· » • t · • »

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä * * ] · * muodostetaan aikaintegraali j ännitteen j a virran tulosta. • · · • · · ··· • * „ 118931

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voimavaikutus mitataan mekaanisen elementin (1,21) poikkeamasta.

15. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaaninen 5 elementti (1, 21) pidetään paikallaan voimatakaisinkytkennän avulla ja määritetään voimavaikutus voimatakaisinkytkennän säätösuureista.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voima kompensoidaan pulssijonolla. 10

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä käytetään erisuuruisia takaisinkytkentäelektrodeja (25) erilaisia tehotasoja varten.

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 jännitteen (U) polariteettia muutetaan ja näin viiran suuntaa muutetaan mekaanisessa elementissä (1,21) epästabiilisuuksien eliminoimiseksi.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välineenä (2,22,27) jännitteen (U) muuttamiseksi virtasuureeksi käytetään kelaa (1).

20 * · · : ·* 20. Jonkin edellisen Datenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että φ· « 1 • * « :t ·[ välineenä (2, 22, 27) jännitteen (U) muuttamiseksi virtasuureeksi käytetään johtava '{j tasoa (27). • · • · ··* * • · · « · 4

21. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä • · johtimen (3) synnyttämän magneettikentän gradientti muutetaan voimasuureeksi, joka . puolestaan on verrannollinen johtimessa (3) kulkevaan sähkötehoon. · · • · * ··· • » • »

22. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · · 30 välineet (2, 22, 27) jännitteen (U) muuttamiseksi virtasuureeksi mekaanisessa • · • · elementissä (1,21) sijoitetaan johtimen (3,43) sisälle. « ·· * · « < » « ··· * · • · • •e 118931