Устройство для измерения внутреннего сопротивления электрохимического источника тока Советский патент 1983 года по МПК H01M10/48 G01R27/00 G01R31/36 

Изобретение относится к электричес кой промышленности и может быть использовано в системах контроля и управления состоянием электрохимических истрчников тока (ХИТ) в процессе эксплуатации, а также для измерения составляюаих и .полного внутреннего сопротивления ХИТ и т.д. Известно устройство, измерякхцее внутреннее сопротивление ХИТ путем сравнения измеряемого сопротивления с образцовым с применением кснчмутации зарядного или разрядного тока и поочередным подключением двух запоминаияцих конденсаторов к ХИТ, для чего напряжение ХИТ в период прохожденияимпульсов тока подают на один конденсатор, а в период отсутствия тока - на другой и по разности напряженийна этих конденсаторах определяют искомое сопротивление. Это устройство содержит последовательно соединенные реостат и шунт, подключенные, к силовым зажимам ХИТ, три коммутиру ющих элемента, генератор, два запоми накядих конденсатора и измерительный прибор 1, Недостатке данного устройства яв ляется невозможность измерения внутреннего сопротивления ХИТ при его ра боте на рабочую нагрузку, имеющую пе ременный характер, так как изменение величины напряжения ХИТ, вызванное изменением нагрузки, приводит к ложным показаниям измерительного прибора.. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, измерякяцее внутреннее сопротивление КИТ в условиях работы источника тока на переменную рабочую нагрузку путем создания на зажимах ХИТ периодических колебаний напряжения посредством измерительной нагруз ки ХИТ, усиления величины колебаний напряжения и определения искомого со противления измерительным блоком по величине колебаний напряжения. При . этом для исключения влияния изменени напряжения ХИТ под воздействием пере менной рабочей нагрузки используется компенсирукедее воздействие на измери тельный блок, пропорциональное переменной составляющей тока рабочей наг рузки, которое подается через усилитель и сумматор, Известное устройство содержит генератор, связанный с коммутирующим элементом, измерительную нагрузку на транзисторе, подключённую к ХИТ, измерительный шунт, измерительный блок три операционных усилителя с конденсаторами на неинвертируюцих входах и трансформатор с двумя первичными встречно включенными обмотками, при этом шунт подключен к одному, а изме рительная нагрузка - к другому конденсатору двух операционных усилителей, выходы которых электрически связаны с первичными обмотками трансформатора и переменными резисторами, соединенными с инвертируквдим входом соответствующего усилителя, а в.торичная обмотка трансформатора подключена к конденсатору третьего усилители, выход которого через выпрямитель соединен с измерительным блоком и через переменный резистор - с его инвертирующим входом 2. Недостатком известного устройства являются невысокая точность, большая длительность (неоперативность) и сложность процесса .измерения внутреннего сопротивления. Цель изобретения - повышение точности, оперативности и упроцение измерения внутреннего сопротивления ХИТ в эксплуатационных режимах с переменной нагрузкой. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения -внутреннего сопротивления электрохимического источника тока, содержащем задающий генератор, электрически связанный своим выходом с управляющим входом полупроводниковой измерительной нагрузки хИт, которая силовыми выводами электрически связана с выводами источника тока, измерительные шунт и (блок, первый вход которого электрически связан с одним выводом ХИТ, общий вход - с другим выводом, а второй вход - с измерите ль ньам выводом шунта, измерительный шунт включен к неразветвленную цепь электрохимического источника тока. На чертеже приведена схема устройства для измерения внутреннего сопротивления ХИТ при его работе с нагрузкой. Контролируемый ХИТ I имеет силовые выводы 2 й.З, к которым через измерительный шунт 4 подключена рабочая нагрузка 5. Устройство содержит задающий генератор б управляющих сигналов, измерительную нагрузку 7 ХИТ, упрашляемую генератором б, и измерительный блок 8 для определения искомого сопротивления . Шунт 4 включен в неразветвленную цепь ХИТ 1. Нагруз а 7 своими выводами электрически связана с выводами 2 и 3 ХИТ через шунт 4 и выполнена на основе транзистора 9, в цепь эмиттера которого включен резистор 10. Транзистор 9 по цепи базы управляется задаквдим генератором б сигналами определенной частоты. Общий вход 11 блока 8 подключен к выводу 3 ХИТ. Вход 12 блока 8, на который подгиотся колебания напряжения uy(t) ХИТ 1, подключен к выводу 2 ХИТ. Вход 13 блока 8, на которые подаются колебания тока Ai(t) ХИТ 1, подклю- . чен к измерительному выводу 14 шунта 4. Устройство работает следу а1цим образом. К ХИТ 1 подключают рабочую нагруз ку 5 через шунт. 4 устройства. Нагруз ка S в об14ем случае имеет переменыый характер, свойственен для эксплуатационного режима ХИТ I. Гене ратор 6 формирует управляющие сигналы напряжения на базу транзистора 9. Эти сигналы имеют постоянную амплиту ду и определенную частоту и под их действием транзистор 9 периодически переходит из непроводящего состояния в проводящее.. В цепи измерительной нагрузки 7 возникшот колебания тока MO постоянной амплитуды, практически не зависящей от напряжения ХИТ 1 ва его выводах 2 и 3. Под воздействием периодической измерительной нагрузки возникает переменная составляющая ли (t) напряжения ХИТ I, величина которой зависит от внутрен- него сопротивления Z ХИТ 1 и которая поступает на вход 12 измерительного блока В относительно его входа 11. Под действ)(ем переменного напряжения u.U(t) в цепя ХИТ 1.протекаet пеЕнэ1 ю.нный ток &l(t), величина которого зависит от внутреннего сопрот шления Z и кото{яяй поступает на вход 13 блсжа 8 относительно его общего входа 11. На вход 13 подается сигнал A.l(t), , где R - сопротивление iiiyHTa 4. { Для исключения влияния изменения напряжения U ХИТ 1 под действием пер менной рабочей нагрузки на результат измерения,повьшения точности и onepa тивности измерения сопротивления Z,a также упрсякения процесса измерения на измерительный блок 8 подаются пе ремевные координаты и и Ai-R, непосредственно характеризующие внутреннее сопротивление Z ХИТ 1 из соотношения (t)/&L(t) при определенной частоте. Блок 8 имеет закрытые входы, исключающие постоянные пякхцие полных напряжения и тока ХИТ 1. Переменные сигналы Ad(t)H&i(t)Я) усиливаются в блоке 8 соответствующими усилителями. Сопротивление Z определяется при помсади операции деления AU(t) /&i(t) с учетом величины R. Деление осуществляется известными устройствами. Индикатор блока 8 для отсчета величины Z может быть аналоговым либо цифровым. Изменяя частоту управляющих сигналов генератора 6, можно определять частотную характеристику 2(ш) хиТ 1 в его рабочих режимах и по ней - составляющие внутреннего сопротивления) омйческу:й | поляризационную и индуктивную. Использование предлагаемого устройства для измерения внутреннего сопротивления ХИТ позволяет более точно, оперативно и просто контролировать работоспособность и данные о. состоянии ХИТ при зксплуатации бочих режимах с переменной нагрузкой. Это повышает надежность и длительность функционирования ХИТ, а также объектов, -в состав КОТО1МЛХ входят ХИТ, за счет использования данных о сопротивлении 2, которые используются при управлении источника регулирующей аппаратурой. Точность измерения предлагаеколм устройством по сравнению с известным повышается на 10-15% в рабочих режимах с максимальной нагрузкой. Кроме того, сокращение времени измерения предлагаемым устройством, по крайней мере, в 1,5-2 раза происходит ввиду отсутствия итеративности (многошаговости) процесса измерения, которая необходима при получении уточненных данных о сопротивлении ХИТ известным устройством. При этом происходит и упрощение процесса измерения .

УСТРСЯ СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОХ i V-....V. V,$;:S-.,.M ГЛТЕаТИОтг:хнч::::;с;:Ай БИ5.;1К тЕ:;л МИЧЕСКОГО ИС1ЧЭЧНИКА Т(ЖА, содержащее эадсШйщй генератор перисдическях сиг нгшов, управляемую вз юрительную нагрузку , вход которой электрически связан с 8ыкод 1 генератора, & силовые вывсщы с выводами источника тока измерительные шунт и блок, первый вход которого электрически связан с одним выводом источника тока, оОщяК Bxogq - с другим выводом, а второй вход - с измерительньш вывалом шунта, отличаюкееся тем, что, с целью повышения точности, сшеративности и упрощения измерения сопротив ния в эксплуатационных режимах, измерительный шунт включен в нераэветвленную цепь источника тока.