Предлагаемое ycTpoikTiio для получения напряжения, пропорционального мощности переменного тока, относится к известному типу устройств того же назначения, выполненных по мостовой схеме, к которой напряжение, пропорциональное измеряемому напряжению, подводится через трансформатор напряжения, включенный в плечи моста последовательно с нелинейными сопротивлениями, а напряжение, пропорциональное измеряемому току, подается через трансформатор тока, включенный в диагональ моста, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное измеряемой мощности.
Применение в подобных устройствах в качестве нелинейных сопротивлений с квадратичной характеристикой купроксных выпрямителей, электронных ламн, болометров, термоэлементов не обеспечивает по.тучения достаточной стабильности устройства и требует нримеления стабилизированных источников питания.
С целью обеспечения высокой стабильности и нсключення необходимости в применении стабилизированных источников питания предлагается в качестве нелинейных элементов использовать дроссели со стальным сердечннком.
Па чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства, выполненного в моста.
Трансформатор напряжения ВТН нмеет вторичную обмотку с выведенной средней точкой, включенную в плечи моста. В провод, идун1ий от средней точки вторичной обмотки трансформатора ВТН и представляюнл,ий собой диагональ моста, включена вторичная обмотка трансформатора тока ВГ7 Эта обмотка шунтирована сопротивлением R вследствие чего трансформатор тока ВТТ работает в режиме короткого замыкания.
Вторичное напряженне U,, трансформатора ВТН, пропорциональное измеряемому напряжеиню (U . К f,-U), и вторичное напряжение и ,„ трансфорлштора ВТТ, пропорциональное измеряемому току {и, -U), в одной половине моста (наприме), .чевой) образуют векторную сумму, а в другой половине схемы - векторную разность.
Сдвиг по фазе между напряжениями /„ и /„равен сдвигу между напряжением О и током /. Для подгоикн фазового сдвига предусмотрено сопротивление R ,fj. Каждая половина моста содержит не,чинейный дроссель ЯД, сопротивления R., и R.,, конденсатор C.j и первичную обмотку вспомогательного трансформатоpa ВТ, Вторичные обмотки этих трансформаторов через соответствующие половины диода Л замкнуты на одинаковые сонротивления R.
Вследствие наличия нелинейного дросселя, зависимость выпрямленных напряжений Е и Е-2, снимаемых с сопротивлений R, от приложенных напряжений переменного тока является нелинейной. Эта зависимость с достаточной степенью точности может быть выражена полиномом второго порядка.
Собственная характеристика насыщенного дросселя, т. е. его характеристика без сопротивлений, включенных последовательно с ним, выражается полиномом с отрицательным коэффициентом при члене первой степени.
Следовательно:
Е, а,-а(и, + и,,)+ a,(U, E-, a,,(U, - + + a,(U -VjПри введении и увеличенин coaipoтивления R,, характеристика цепи приближается к линейной, и, следовательно, коэффициент Й1 становится полол ительным.
Можно подобрать такое значение R ,„ при котором й 0 с тем, чтобы:
Е а,, -г «2 ( UJE, a,a,(U,-VjПри изменении R,, изменяются также коэффициенты «о и «2, но благодаря полной симметрии схемы они остаются равными для обеих ее лиловин. Поэтому разность выпрямленных напряжений равна:
,, a,+ U,,(U,-UJ.
Выражение в квадратных скобках равно, как известно, 40 „ U ,„ cos - f, где 9 сдвиг по фазе между напряжением и и током /.
Следовательно,
Е - 4 0.2 и. и,п cos ф -
- 4а,/Г„ - К,п и Icos К Р
т. е. выпрямленное напряжение Е
пропорционально измеряемой мощности Р.
Конденсаторы С.} и сопротивления служат для устранения ногрещности от колебания частоты питания.
Двойной диод Л включен через большие сопротивления R, в десятки раз превышающие внутреннее сопротивление диода. Поэтому колебание напряжения накала и смена ламп практически не оказывают влияния на показания. Цепь накала диода может питаться от любого вспомогательного источника тока.
Выходное напряжение Е образуется как разность падений напряжения EI и Е2 на сопротивлениях R.
Предлагаемое устройство, наряду с высокой стабильностью, обеспечивает также получение большой выходной мощности и быстродействие п исключает необходимость в применении стабилизированных источников питания.
При измерении мощности трехфазного тока выходные напряжения двух однофазных устройств, включенных по схеме двух ваттметров, складываются между собой.
Предмет изобретения
Устройство для получения напряжения, пропорционального мощности поременного тока, выполненное по мостовой схеме, к которой напряжение, пропорциональное измеряемому напряжению, подводится через трансформатор напряжения, включенный в нлечи моста последовательно с нелинейными сопротивлениями, а напряжение, пропорциональное измеряемому току, - через трансформатор тока, включенный в диагональ моста, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное измеряемой мощности, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения высокой стабильности и исключения необходимости в применении стабилизированных источников питания, в качестве нелинейных сопротивлений использованы насыщенные дроссели со стальным сердечником.
