Способ измерения амплитуд импульсов тока Советский патент 1983 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к электрич ким измерениям и предн1аэначено для использования рри контроле токов молнии в объектах, токов переходных и аварийных режимов в электрических сетях, испытательных токов от мошны импульсных генераторов. Известен способ измерения амплитуды униполярного одиночного импуль , тока или максимальной амплитуды иэ серии униполярных импульсов тока, в частности тока молнии, предусмат рива}отий воздействие на фёрромагнит :ные регистраторы магнитным полем . сначала управляющего, а затем измеряемого тока и фиксацию результирую щих магнитных состояний феррорегист раторов, отображающих искомую величину амплитуды . Недостаток известного способа св зан е весьма значительной погрешностью измерения, которая в данном случае составляет 25-50%. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения амплитудных импульсов тока, в том числе разнополярньЬс основанный на воздействии на разноудаленные от провода с измеряемым током ферромагнитные регистраторы магнитный полем сначала управляющего , а затем измеряемого тока и оценке численных значений амплитуд сопоставления результирующих магнитных состояний с учетом предварительно составленных таблиц воэможных комбинаций 2 . Недостаток указанного способа также определяется невысокой точностью измерения, обусловленной, например, разбросом индивидуальных параметров используемых ферромагнйт ных регистраторов. При практическом иеггользовании известного способа расшифровка показаний становится во можной только в том случае, когда амплитуда второго импульса оказывается меньшей амплитуды первого импульса. Если же: измеряемый ток имеет затухающий колебательный характер, то регистраторы в результате намагничивания убьлваювшм переменным магнитным.полета размагничиваются до нуля и какие-либо измерения вообще исключаются. Цель изобретения - повышение точ ности измерения, а также обеспечение возможности контроля разнополяр ных импульсов с любым соотношением амплитуд и импульсов затухающего колебательного тока. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения амплитуд импульсов тока, основание на воздействии на ферромагнитные р гистраторы.магнитным полем сначала управляющего, а затем измеряемого т ка и оценка численных значений ампл туд путем сопоставления результирующих магнитных состояний регистраторов с учетом предварительно составленных таблиц возможных комбинаций, все регистраторы измерительной ячейки устанавливаются на одинаковом расстоянии от провода с измеряемым током, в процессе управляющего магнитного воздействия -первый регистратор намагничивают до насыщения магнитным полем управляющего тока положительной полярности, второй регистратор намагничивают до насыщения магнитаым полем управляющего тока отрица).ельной полярности, третий регистратор полностью размагничивают.магнитным полем затухающего колебательного тока, а итоговую оценку амплитуд измеряемых импульсов тока производят для второго импульса путем усреднения показаний всех трех регистраторов , а для первого импульса путем устранения показаний двух регистраторов, изменивших свое состояние под его воздейстйием. На фиг. 1 показана схема размещения ферромагнитных регистраторов для случая использования двух измерительных ячеек;на фиг.2 й-в-стилизованные (спрямленные)семейства кривых зависимостей индукции В в регистраторах от тока 3 в проводе и графики изменения остаточных магнитных индукций под воздействием магнитного поля тока, поясняющие общий процесс измерения. ИзмерительлЫе ячейки 1 и 2 (фиг.1) состоят соответственно из .регистраторов 3-5 и б-8,удален«ых от провода 9 с измеряемым током на расстояния ,. Пусть по проводу 9 протекают импульсы тока положительной полярности. Магнитное поле, пропорциональное амплитуде тока,намагничивает регистратор 3 по предельной кривой намагничивания 10 (фиг.2,а) от значения индукции ,Д|ЛО значения В. Регистратор 4 не изменяет своего исходного состояния с индукцией .(фиг.2,б) , поскольку он был ранее намагничен до насыщения магнитным полем тока положительной полярности. Регистратор 5 намагничивается :по кривой 11 (фиг. 2,в) от значения индукции БЗД 0 до значения Bj.. Если после прохождения импульса тока +1 по проводу 9 протекает импульс тока l- отрицательной полярности, то его магнитное поле намагничивает регистратор 3 по частной кривой 12 намагничивания (фиг. 2,а) до значения , регистратор 4 - по предельной кривой 13 ( фиг.2,б) до значения регистратор 5 - до частной кривой 14 (фиг.2,в) до значения Bj2. Свидетельством того, что измеряемый ток был разнополярным, является намагниченность регистраторов 3 и 4, не равная начальной. Используя специально составленную таблицу возможных комбинаций параметров (амплитуда, полярность и порядок следования) воздействующих галпульсов и экспериментально полученные номограммы семейства кривых намагничивания, по значениям остаточной намагниченности регистраторов 3-5 определяют сначала величину тока 12 f а затем i , Операций намагничивания и размагниг чивания регистраторов 3-5 выполняют в соленои 1е от специального генератора ,. апериодических к колебательных импульсов ток а. Измерение магнитной индукции в относительных е щницах производят магнитомвтр 4. В предлагаемом способе яе накладывается никаких условий на соотно ыение амплитуд разнополярных Ю4пульс©в тока. Способ позволяет также онре;дел фьа11в1литуди первого и второго ш ульсов при эатухакяцем колебательном npoueccte.E этом случае многократ ное воздействие разнополярных импуль сов с пленьшаюцейся амплитудой при легко достияЬшом усяовиц то измеряемый Qk значительно мень&ю тока,при котором происходит касыыение регистр торов, приведет к тому, что регистрато{Ж1.3 и 4 будут иметь остаточную намагничениЬоть бяизную к значениям В2. Регистратор S останется ; ра: агниченша4. ; Повышение, точности достигается тем то язмереввая амр1итуда второго импульса, является сфедйе)а величиной из значений токов, йзмерёишхх всеми тре мя регистратрракш измерительной ячей ки IФ Ври I этом для О11чределения тока регйстрат | используются три различвде намагничиваний. Измеренная амплитуда первого импульса является величиной из зна 4etmK токов, измеренных двумя регист раторами, и существенно зависит от точности определения -амплитуды второго импульса. Если амплитуда измеряемых токов может изменяться в ширюких пределах, например, в пять-десять раз, то при больших значениях токов регистраторы будут насыцаться. Поэтому такие и еще большие значения токов зарегистрировать одной измерительной не удается. С целью расширения диапазона измеряемых токов, устанавливается дополнительная измерительная ячейка 2, удаленная от провода 9 на расстояние . При необходимости, установив несколько ячеек, можно обеспечить любой заданнШ диапазон регистрации. Установка двух и более измерительных ячеек дополнительно увеличивает точность измерений. Достигается это за счет того, что диапазоны измерений соседних ячеек частично пе екрыв цотся и измеряемый ток фиксируется регистраторами уже не одной , а двух измерительных ячеек. Поэтсллу в итоге усреднение выполняется не по двум - трем ферромагнитным регистраторам, а по четырем шести. Многократное измерение тока с последующим усреднением позволяет в несколько раз снизить погрешность измерения за счет разброса индивидуальных значений парш 1етров регистраторов, которая обБгчно и дает ;главный вклад в общую погрешность измерений тока. В предлагаемом способе расчетное значение погрешности измерений за счет разброса магнитных характеристик и допусков на изготовление вонструкцйи не превышает + 5% для униполярных импульсов и лишь вдвое выше для разнополярных и колебательных импульсов тока. I

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСОВ ТОКА, основанный на воздействии на ферромагнитные регистраторы магнитным полем сначала управляющего, а затем измеряемого тока и оценке численных значений амплитуд путем сопротивлении результирующих магнитных состояний регистраторов с учетом предварительно составленных таблиц возможных комбинаций, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целыр повышения точности измерений, а также обеспечения возможности контроля разнополярных импульсов с любым соотношением амплитуд и импульсов затухгиошего колебательного тока, все регистраторы измерительной ячейки устанавливают на одинаковом расстоянии от провода с измеряемым током, в процессе управляющего магнитного воздействия первый регистратор намагничивают до насьидения магнитным полем управляющего тока положительной полярности, второй регистратор намагничивают до насыщения магнитным полем управI ляющего тока отрицательной полярности, третий регистратор полностью размаг(Л ничивают магнитньм полем затухающего колебательного тока, а итоговую с оценку амплитуд измеряемых импульсов тока производят для второго импульса путем усреднения показаний всех трех регистраторов , а для первого импульса путем усреднения показаний двух регистраторов, изменяющих свое состояние под его воздействием. ю ю о О5 ОЭ