ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КЛЕЩИ Российский патент 1998 года по МПК G01R1/22 G01R1/38 G01R19/00 

Изобретение относится к области измерения, а именно, к электроизмерительным клещам с трансформатором тока, для безразрывного измерения переменного тока в цепи.

Известны клещи электроизмерительные с цифровым отсчетом [1] модель Digipinck II фирмы "Chanven Arnoux" модель PK-310 фирмы "Metra Brawn", модель CI 1500 фирмы "Crowpton Tustruments".

Недостатком всех этих приборов является наличие переключателя шунтов для выбора пределов измерения. Реализовать же электронную бесконтактную коммутацию пределов не представляется возможным из-за остаточных сопротивлений замкнутых электронных ключей, которые должны бы были коммутировать токовые цепи шунтов.

Известны также клещи электроизмерительные, содержащие трансформатор тока, для охвата проводника с измеряемым током, шунты, механический переключатель шунтов, детектор среднего значения и измеритель.

Недостатками этого прибора является наличие механического переключателя шунтов для выбора пределов измерения, невысокое быстродействие, низкие эксплуатационные характеристики и надежность.

Известны еще электроизмерительные клещи переменного тока, содержащие магнитопровод 1 со вторичной обмоткой 2, блок выпрямления 3, шунт 4, делитель 5, АЦП-6, цифровой индикатор 7, источник опорного напряжения 8 и сумматор 9.

Недостатком этого прибора является невысокое быстродействие и низкие эксплуатационные характеристики за счет отсутствия электронной автоматической коммутации пределов измерения.

Последние из вышеупомянутых клещей являются прототипом.

Техническим результатом, который обеспечивает предлагаемое изобретение, является устранение вышеуказанных недостатков, а именно, повышение быстродействия, улучшение эксплуатационных характеристик и надежности за счет электронной автоматической коммутации пределов измерения.

Технический результат достигается тем, что клещи электроизмерительные переменного тока, содержащие разъемный магнитопровод с намотанной на нем вторичной обмоткой шунтирующий резистор, блок выпрямления, аналого-цифровой преобразователь, источник опорного напряжения, цифровой индикатор, снабжены масштабным усилителем с делителем обратной связи, электронными ключами, вспомогательным детектором, делителями опорного напряжения, компараторами и логической схемой, при этом вход вспомогательного детектора соединен с шунтом, а его выход - со входами компараторов, другие входы которых соединены с соответствующими делителями опорного напряжения, а выходы компараторов соединены с входом логической схемы, выходы которой соединены с цифровым индикатором и с цепями управления соответствующих электронных ключей, которые подключены одними концами к инвертирующему входу масштабного усилителя, а другими концами подключены с соответствующими выводами делителя обратной связи масштабного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шунтом 4 и вспомогательным детектором, а выход масштабного усилителя соединен с делителем обратной связи и с блоком выпрямления, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, имеющего соединения с делителями опорного напряжения, а выход аналого-цифрового преобразователя соединен с цифровым индикатором.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявляемые клещи отличаются от известного тем, что они снабжены масштабным усилителем с делителем обратной связи, электронными ключами, вспомогательным детектором, делителями опорного напряжения, компараторами и логической схемой.

Таким образом заявляемые клещи электроизмерительные соответствуют критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них отличительных признаков, совпадающих с заявляемым решением, что позволяет сделать вывод о том, что изобретение имеет "изобретательский уровень".

Изобретение является "промышленно применимым", так как оно может бить использовано при изготовлении клещей электроизмерительных с применением материалов и технологий, известных в приборостроительной технике.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен прототип; на фиг. 2 - заявляемые клещи электроизмерительные.

На фиг. 1, 2 изображено: магнитопровод 1, с намотанной на нем вторичной обмоткой 2, блок выпрямления 3, шунт 4, делитель 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, цифровой индикатор 7, источник опорного напряжения 8, сумматор 9, электронные ключи 10-12, делитель обратной связи 13, масштабный усилитель 14, вспомогательный детектор 15, компараторы 16, 17, логическая схема 18 и делители опорного напряжения 19, 20.

Клещи электроизмерительные переменного тока (фиг.2) содержат магнитопровод 1, на котором намотана вторичная обмотка 2, которая нагружена на шунт 4, который соединен с неинвертирующим входом масштабного усилителя 14 и с входом вспомогательного детектора 15, а выход которого соединен с входами компараторов 16, 17, другие входы которых соединены со вспомогательными делителями опорного напряжения 19, 20, а выходы компараторов 16, 17 соединены со входом логической схемы 18, выходы которой соединены с цифровым индикатором 7 и с цепями управления соответствующих электронных ключей 10, 11, 12, которые подключены одними концами к инвертирующему входу масштабного усилителя 14, а другими концами подключены с соответствующими выводами делителя обратной связи 13 масштабного усилителя 14, а выход масштабного усилителя 14 соединен с делителем обратной связи 13 и с блоком выпрямления 3, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 6, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения 8, имеющего соединения с делителями опорного напряжения 19, 20, а выход АЦП-6 - соединен с цифровым индикатором 7.

Принцип работы клещей электроизмерительных основан на следующем.

Измеряемый ток преобразуется трансформатором тока в падение напряжение на шунте 4, которое поступает на масштабный усилитель 14 и вспомогательный детектор 15. Выпрямленное напряжение со вспомогательного детектора подается на компараторы 16, 17, где сравнивается с напряжениями снимаемыми с делителей 16, 17. Компараторы 16, 17 управляют логической схемой 18, которая в свою очередь управляет электронными ключами 10, 11, 12 и коммутирующими делитель ОС 13 масштабного усилителя 14.

В зависимости от величины измеряемого тока срабатывают или не срабатывают компараторы 16 или 17 и один из ключей 10, 11, 12, меняющих коэффициент передачи усилителя 14 путем коммутации делителя ОС 13.

Масштабированное переменное напряжение усилителя 14 подается на блок выпрямления 3, где преобразуется в пропорциональное ему постоянное напряжение, которое поступает на аналого-цифровой преобразователь 6, и далее отображается на отсчетном устройстве.

На цифровом индикаторе 7 отображается также информация о порядке измеряемой величины, поступающая с логической схемы 18.

Вариантов устройства может быть множество, в общем случае при количестве пределов N, устройство содержит N-1 делителей 19, 20N-1 компараторов 16, 17; N - ключей 10, 11, 12; N - отводов делителя обратной связи 13.

Источники информации.

1. Каталоги фирм "Chanvin Arnoux", "Metra Brawn", "Hortman & Brawn", "Crowpton Tustruments".

2. Паспорт на клещи электроизмерительные Ц4505М П1Н,798.005 ПС.

3. Авт.св. СССР N 1553919, кл. G OI R 19/00 приор. 0l.07.88. опублик. в бюл. N 12 30.03.90.

Использование: для безразрывного измерения переменного тока в цепи. Сущность: клещи электроизмерительные содержат трансформатор тока для обхвата проводника с измеряемым током, обмотка которого нагружена шунтом, вход вспомогательного детектора соединен с шунтом, а выход соединен со входами компараторов, другие входы компараторов соединены с соответствующими делителями опорного напряжения, а выходы компараторов соединены с входом логической схемы, выходы которой соединены с цепями управления соответствующих электронных ключей и с цифровым индикатором, при этом одни концы каждого электронного ключа соединены с инвертирующим входом масштабного усилителя, а другие концы электронных ключей соединены с соответствующими выходами делителя обратной связи, масштабного усилителя, выход которого соединен с делителем обратной связи масштабного усилителя и с блоком выпрямления, а неинвертирующий вход масштабного усилителя соединен с шунтом и вспомогательным детектором, входы цифрового индикатора соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, который соединены с источником опорного напряжения, другой выход которого соединен с делителями опорного напряжения, определяющими уровни срабатывания компараторов, позволяют повысить быстродействие и улучшить эксплуатационные характеристики и надежность за счет электронной автоматической коммутации пределов измерения. 2 ил., 1 п. формулы.

Электроизмерительные клещи переменного тока, содержащие разъемный магнитопровод с намотанной на нем вторичной обмоткой, шунтирующий резистор, блок выпрямителя, аналого-цифровой преобразователь, источник опорного напряжения, цифровой индикатор, отличающиеся тем, что они снабжены масштабным усилителем с делителем обратной связи, электронными ключами, вспомогательным детектором, делителями опорного напряжения, компараторами и логической схемой, при этом вход вспомогательного детектора соединен с шунтом, а его выход с входами компараторов, другие входы которых соединены с соответствующими делителями опорного напряжения, а выходы компараторов соединены с входом логической схемы, выходы которой соединены с цифровым индикатором и с цепями управления соответствующих электронных ключей, которые соединены одними концами с инвертирующим входом масштабного усилителя, а другими концами соединены с соответствующими выводами делителя обратной связи масштабного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с шунтом и вспомогательным детектором, а выход соединен с делителем обратной связи и с блоком выпрямления, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, имеющим соединение с делителями опорного напряжения, а выход аналого-цифрового преобразователя соединен с цифровым индикатором.