Измеритель больших постоянных токов Советский патент 1986 года по МПК G01R19/00 

1

Изобретение отмосится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения больпшх постоянных токов.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения нестабильности коэффициента преобразования, обусловленной переменной составляющей контролируемого постояного тока.

На чертеже изображена блок-схема измерителя больших постоянных токов

Измеритель больших постоянных токов содержит участок токопровода 1 с контролируемым током, формирователь 2 иьтульсов тока, который своими выходными зажимами подключен к участку токопровода 1. измеритель ный шунт 3,, включенный в выходную цепь формирователя 2 импульсов тока К участку того же токопровода 1 входными зажимами подключен масштабный преобразователь 4 с перестраиваемым коэффициентом передачи, при- чем его входные зажимы расположены между точками подключения выходных- зажимов формирователя 2 импульсов тока. К выходу масштабного преобразователя 4 подключен регистрирующий пр Ибор 5.,

Измеритель больших постоянных токов содержит также блок 6 сравнения два входа которого раздельно подключены соответственно к выходным зажимам измерительного шунта 3 и выходу масштабного преобразователя 4, фазочувствительньш выпрямитель 7, первый (сигнальный) вход которого присоединен к выходу блока 6 сравнения j второй (опорный) вход соездинен с выходом формирователя 2 нмпульсов тока5 а выход подключен к входу управления коэффициентом передачи масштабного преобразователя 4 с перестраиваемым коэффициентом передачи s масштабный преобразователь 8 с перестраиваемым коэффициентом пердачи j фазочувствительный выпрямитель 9 и формирователь tO опорного Нсшряжения, Входные зажимы масштабного преобразователя 8 подключены к соседнему участку токопровода 1 вне точек подключения выходных зажимов формирователя 2 импульсов тока, его вход управления коэффициентом передачи присоедине 1 к выходу фазо- чувствительного выпря штеля 9, а выход одновременно подключен к третье60861

му вхрду блока 6 сравнения и входу формирователя 10 опорного напряжения. Другой вход (вход синхронизации) формирователя 10 опорного напряже5 ния подключен к выходу формирователя 2 импульсов тока, а его выход соеди- нен с опорным входом фазочувствитель- ного выпрямителя 9, сигнальный вход которого подключен к выходу блока 6

О сравнения.

Измеритель больших постоянных .токов работает следующим образом.

При протекании тока Л по контролируемому токопроводу 1 на входные

5 зажимы масштабного преобразователя 4 поступает напряжение, равное падению напряжения, на участке токопровода от контролируемого тока 3 и выходного токадЗ формирователя 2

20 импульсов тока. При этом на выходе масштабного преобразователя 4 формируется напряжение.

J.

и„.К„. R.,(j4.4j)r К R

и1 -Mt т, J - м, тГ ...-

25 -K.

Ml Т1,

(1)

,

коэффициент передачи масштабного преобразователя 4; R. - сопротивление участка токопровода 1, - - контролируемьй ток в токопроводе 1;

ДЗ - выходной ток формирователя 2 импульсов тока; 3 - переменная составляющая

контролируемого тока J ,

П постоянная составляющая контролируемого тока.,

40

Напряжение U с.выхода, масштабного преобразователя 2 поступает на регистрирующий прибор 5 и на один из входов блока 6 сравнения. Одновременно на другой вход блока 6 сравнения подается выходное напряжение Цц, измерительного шунта 3, обусловленное протеканием по измери- тельному шунту 3 вькодного токайЗ .формиров-ателя 2 импульсов тока, равное

50

и,., -- Л JR

(7)

где R ц, - Сопротивление измерительного шунта 3.

Одновременно с этим на входные зажимы масштабного преобразователя 55 8-подается напряжение, равное падению. напряжения на соседнем участке того же токопровода 1, обусловленное контролирующим током 3 . При этом

выходное напряжение масштабного преобразователя 8 равно

и„,, ., (3)

где К - коэффициент передачи масштабного преобразователя 8 {

R - сопротивления соседнего участка токопровода 1, к которому подключены входные зажимы масштабного преобразователя 8. Напряжение U , формируемое на выходе масштабного преобразователя 8 подается на третий вход блока 6 сравнения.

При этом на выходе блока 6 сравнения формируется напряжение U, равное

К,,

где R. - коэффициент преобразования

блока 6 сравнения.

С учетом формул 1-3 Ыд, можно представить в виде

и.. Rт1J,,.

К -R MQ тг

(4)

.-к,, .-Ru.3.

Напряжение и с выхода блока 6

U1

сравнения подается одновременно на сигнальные входы фазочувствительных

выпрямителей 7 и 9, на опорные входы поступают соответственно выходные сигналы, формируемые на выходах 35 ормирователя 2 импульсов тока и ормирователя 10 опорного напряжения.

Выходное напряжение U ; блока 6 сравнения при отсутствии пульсаций в контролируемом токе 1 прямопро- 0 порционально отклонению коэффициента преобразования устройства, определяемого коэффициентами передачи участка токопровода 1 с сопротивлением R и масштабного преобразова- 45 теля 4 относительно коэффициента преобразования эталонной цепи - измерительного шунта 3 с сопротивлением Кщ , т.е. равно

(.r,J

(S)

Однако при наличии переменной составляющей J , вызванной пульсациями в контролируемом токе j , это равенство выполняется при уело-

ВИИ

,-«т,

(6)

10

8, в

25

15

20

)

35.

0 4550

55

Невыполнение условия (6) выявляют в паузах между выходными импульсами формирователя 2 импульсов тока.

В эти моменты времени напряжение на выходе блока 6 сравнения может быть представлено в виде

,, -.г.-. K,,RT, .-(,Кт,

(7)

Условие (6) восстанавливают пу- тем подстройки коэффициента К масштабного преобразователя 8, при этом в качестве сигнала рассогласования (сигнала обратной связи) для управления коэффициентом К„ масштабного преобразователя 8 используют напряжение, формируемое на выходе фазочувствительного выпрямителя 9 в паузах между выходными импульсами формирователя 2 импульсов тока, что обеспечивается синхронизацией формирователя 10 опорного напряжения выходными импульсами, поступающими с выхода формирователя 2 импульса тока. При воздействии этого напряжения, сформированного на выходе фазочувствительного выпрямителя 9, на вход управления коэффициентом пере- . дачи масштабного преобразователя 8, коэффициент К,,., масштабного преобразователя 8 измеряется, за счет чего, уменьшается отклонение от условия (6), т.е. поддерживается равенство

ма Т2

что обеспечивает компенсацию переменной составляющей в выходном напряжении блока 6 сравнения, вызванной пульсациями в контролируемом токе J.

Цепь автоматической подстройки компенсации переменной составляющей в выходном напряжении блока 6 сравнё-- ния, вызванной пульсациями в контролируемом токе, включает блок 6 сравнения, фазочувствительный вьшрями- тель 9 и масштабный преобразователь . . 8 и может быть реализована как в статическом, так и в астатическом , ват)и.чтах..

При статическом варианте построения цепи автоматической подстройки уровенТ переменной составляющейU в в выходном напряжении блока 6 сравнения описывается выражением

и

U

up 1 + р к

(8)

уровень переменной составляющей в выходном напряжении блока 6 сравнения при отсутствии цепи подстройки.-(т.е. в прототипе); с от нулевого значения, фазочувстви/9К„- петлевой коэффициент передачи цепи подстройки, Петлевой коэффициент передачи, определяемый коэффигц ентом передачи фазочувствительного выпрямителя 9 и крутизной характеристики цепи управления коэффициентом передачи масштабного преобраз.ователя 8, с учетом квазипостоянного характера коэффициёнта передачи этой цепи подстрой- is направление отклонения стабилизируе- ки может быть установлен на уровне, превышающем 10 .

Таким образом, при практическом значении переменной составляющей и 1 100 мВ в соответствии с (8)

f- с I

уровень и р составит 10 U, т.е. будет находиться на уровне шумов. Аналогичное значение будет иметь место и при остаточном вариан- те построения .цепи подстройки.

Следовательно, в моменты времени, когда в выходной цепи формирователя 2 импульсов тока действуют выходные 1импульсы, и при выполнении условия (6)

мой величины К R от эталонного

М 1 т 1

значения, равного R , а его амплитуда - абсолютную величину этого отклонения. При воздействии напря20 жения, сформиро)занного на выходе фазочувствительного выпрямителя 7, на вход управления коэффициентом передачи масштабного преобразователя 4 его коэффициент передачи К„,

25 из меняется, что обеспечивает поддержание условия (9).

Согласно выражению (1) показания регистрирующего Прибора 5, подключен ного к выходу масштабного преобразователя 4, с точностью до члена К R ДИ соответствуют величине контролируемого постоянного тока.

K,-R, -KM,-,

выходное напряжение бл ока 6 сравнения описывается выражением (5) j, т,.е

,-лз(к„, R,-RJ

Таким образом, в этих условиях выходное напряжение блока 6 сравнения будет прямо пропорционально отклонению коэффициента преобразования устройства, определяемого коэффици- ентами передачи участка токопрово- да 1 с сопротивлением R., и масштабного преобразователя 4, относительно коэффихщента преобразования эталонной цепи - измерительного шунта 3 с сопротивлением R

Как следует из выражения (5), выходное напряжение блока 6 сравнения будет равно нулю (что соответствует отсутствию отклонений коэффициента преобразования устройства от коэффициента преобразования эталонной :цепи) при условии

K,,-R,, R, С З) .

Для поддержания условия (9) в предлагаемом устройст1ве, как и в пртотипе, используется цепь автоматической подстройки, включающая блок 6 сравнения, фазочувствитепьный

26086 ft

выпрямитель 7 и масштабный преобразователь 4.

При этом в случае отклонения выходного напряжения блока 6 сравнения

тельный выпрямитель 7 формирует на своем выходе напряжение, которое используется в качестве сигнала рассогласования (сигнала обратной свя- зи) для управления кoзффиlI eнтoм передачи К масштабного преобразовали

теля ч, так как полярность выходного напряжения фазочувствительного выпрямителя 7 однозначно указывает

направление отклонения стабилизируе-

мой величины К R от эталонного

М 1 т 1

значения, равного R , а его амплитуда - абсолютную величину этого отклонения. При воздействии напряжения, сформиро)занного на выходе фазочувствительного выпрямителя 7, на вход управления коэффициентом передачи масштабного преобразователя 4 его коэффициент передачи К„,

из меняется, что обеспечивает поддержание условия (9).

Согласно выражению (1) показания регистрирующего Прибора 5, подключенного к выходу масштабного преобразователя 4, с точностью до члена К R ДИ соответствуют величине контролируемого постоянного тока.

Формула изобретения

Измеритель больших постоянных токов по авт.св. К 1218334, о тличающи и.с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно снабжен вторым масштабньич преобразователем с перестраиваемым коэффициентом передачи, входные зажимы которого подключены к участку контролируемого токопровода вне точек подключения выходных зажимов формирователя импульсов тока, вторы фазочувствитель- ным вьшрямителем и формирователем опорного напряжения, причем первый сигнальный вход второго фазочувствительного выпрямителя подсоединен к выходу блока сравнения, его вто- рой опорный вход подключен к выходу формирователя опорного иапряже- К1ЙЯ, а выход присоединен к входу управления коэффициентом передачи второго масштабного преобразователя с перестраиваемым коэффициентом передачи, выход которого подсоединен

71260861 :

одновременно к третьему дополнитель- напряжения, второй синхронизирукяциЙ ному входу блока сравнения и перво- вход которого подключен к выходу му входу формирователя опорного формирователя импульсов тока.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и является дополнительным к авт.св. № 1218334. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит участок 1 провода с контролируемым током, формирователь 2 импульсов тока, измерительный шунт 3, масштабный преобразователь 4 с перестраиваемым коэффициентом передачи, регистрирующий прибор 5, блок 6 сравнения и фазочувствительный вьшрями- тель 7. Введение масштабного преобразователя 8 с перестраиваемым коэффициентом передачи, фазочувствитель- ного вьтрямителя 9, формирователя 10 опорного напряжения и образование новых связей в устройстве позволяют исключить нестабильность коэффициента преобразования, обусловленную влиянием переменной составляющей контролируемого постоянного тока. 1 ил. к i 00 Од к