ЦИФРОВОЙ АМПЕРМЕТР Российский патент 2021 года по МПК G01R19/25 

Изобретение относится к приборам измерения действующего значения силы переменного электрического тока.

Из уровня техники известен цифровой датчик переменного тока (патент РФ № 166723), содержащий измерительный трансформатор тока, подключенный к аналого-цифровому преобразователю, контроллер и блок интерфейса. Недостатком этого технического решения является то, что кодирование напряжения на резисторе нагрузки, через который протекает ток вторичной обмотки измерительного трансформатора, выполняется по командам контроллера не более 1 Гц.

Технической задачей заявляемого технического решения является арсенала устройств измерения действующего значения силы переменного электрического тока для контроля состояния промышленного оборудования.

Амперметр содержит корпус, выполненный в виде электрической розетки с гнездом для приема электрического штепселя, в корпусе установлен измерительный трансформатор тока, выход которого через нагрузочный резистор соединен с входом микроконтроллера, выполненного с возможностями аналого-цифрового преобразования сигнала с нагрузочного резистора в цифровой сигнал, регистрации значений силы измеряемого тока с частотой не менее 2000 Гц, периодического вычисления среднеквадратичного значения последовательности значений силы тока и формирования пакета цифровых данных, соединенного с приемо-передающим блоком, причем корпус оборудован меткой радиочастотной идентификации и разъемом для подключения к Интернету.

Нагрузочный резистор, как правило, обеспечивает погрешность сопротивления не более 1 процента.

Техническим результатом, достигаемым совокупностью признаков заявляемого технического решения, является повышение точности измерения значений силы потребляемого переменного тока промышленной частоты.

Функционирование заявляемого устройства заключается в следующем.

Измерение силы потребляемого промышленным оборудованием переменного тока осуществляется с использованием измерительного трансформатора тока, который выполняет преобразование переменного электрического тока промышленной частоты 50 Гц, напряжением 220 В в переменный электрический ток с коэффициентом трансформации 1000/1.

Первичной обмоткой трансформаторного датчика тока является контактный провод, соединяющий источник переменного электрического тока промышленной частоты и электродвигатель швейной машины. Применением трансформаторного датчика тока обеспечивается гальваническая развязка цепи, ток в которой подлежит измерению, и внутренних электрических цепей устройства измерения переменного тока. Под действием электрического тока, проходящего по контактному проводу, расположенному в отверстии датчика тока, в обмотке датчика возникает электрический ток, который подается на резистор сопротивлением 100 Ом (для уменьшения разброса значений напряжения на резисторе погрешность сопротивления резистора должна быть, как правило, не более 1 процента от номинала).

Электрический сигнал с резистора поступает на вход АЦП микроконтроллера, в котором выполняется преобразование аналогового сигнала в цифровой сигнал.

Значения силы потребляемого тока регистрируются микроконтроллером с частотой не менее 2000 Гц. Через каждый априорно заданный интервал (длительность которого составляет, как правило, 100 миллисекунд) микроконтроллер выполняет вычисление среднеквадратичного значения 200 последовательно измеренных значений силы потребляемого тока.

С априорно заданной частотой (как правило, 1 Гц) микроконтроллер выполняет формирование пакета данных, который содержит информацию, идентифицирующую микроконтроллер, и набор значений силы потребляемого тока (число значений в наборе задается априорно).

Сформированные пакеты данных по беспроводному и проводному интерфейсу через приемо-передающий блок передаются для дальнейшей обработки на внешние устройства (в том числе, через разъем для подключения к Интернету), осуществляющие контроль состояния промышленного оборудования.

Наличие в корпусе устройства метки радиочастотной идентификации обеспечивает возможность быстрого поиска устройства в производственных помещениях большого объема, в которых имеется большое число промышленного оборудования.

Достигаемый технический результат заключается в повышении точности измерения значений силы потребляемого переменного тока промышленной частоты за счет высокой частоты регистрации значений измеряемого тока (2000 раз в секунду), вычисления среднеквадратичного значения измеряемого тока на больших интервалах измерения (200 измерений за 100 миллисекунд), а также преобразования аналогового сигнала в виде электрического напряжения в цифровой сигнал разрядностью 12 бит.

Изобретение относится к приборам измерения действующего значения силы переменного электрического тока. Сущность: амперметр содержит корпус, выполненный в виде электрической розетки с гнездом для приема электрического штепселя. В корпус установлен измерительный трансформатор тока, выход которого через нагрузочный резистор соединен с входом микроконтроллера. Микроконтроллер выполнен с возможностями регистрации значений силы измеряемого тока с частотой не менее 2000 Гц, периодического вычисления среднеквадратичного значения последовательности значений напряжения на нагрузочном резисторе с преобразованием ее в цифровой сигнал и формирования пакета цифровых данных. Микроконтроллер соединен с приемопередающим блоком. Корпус оборудован меткой радиочастотной идентификации и разъемом для подключения к Интернету. Технический результат: повышение точности измерения значений силы потребляемого переменного тока промышленной частоты. 1 з.п. ф-лы.

1. Амперметр, содержащий корпус, выполненный в виде электрической розетки с гнездом для приема электрического штепселя, в корпусе установлен измерительный трансформатор тока, выход которого через нагрузочный резистор соединен с входом микроконтроллера, выполненного с возможностями аналого-цифрового преобразования сигнала с нагрузочного резистора в цифровой сигнал, регистрации значений силы измеряемого тока с частотой не менее 2000 Гц, периодического вычисления среднеквадратичного значения последовательности значений силы тока и формирования пакета цифровых данных, соединенного с приемо-передающим блоком, причем корпус оборудован меткой радиочастотной идентификации и разъемом для подключения к Интернету.

2. Амперметр по п. 1, отличающийся тем, что нагрузочный резистор выполнен с погрешностью сопротивления не более 1 процента.