Способ определения погрешности магнитоэлектрического прибора от неуравновешенности Советский патент 1987 года по МПК G01R3/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве щитовых приборов магнитоэлектрической системы в частности, для автоматизации контроля погрешности от неуравновешенности, возникшей при наклонах прибора.

Цель изобретения - повьш1ение точности способа определения погрешности магнитоэлектрического прибора от неуравновешенности за счет исключения методической погрешности.

На фиг. 1 иллюстрируется процесс

20

25

30

определения погрешности от неуравнове- электрического прибора от неуравно- шенности показаны исходное положение прибора, когда ось вращения его подвижной части вертикальна, т.е. параллельна оси Z (а), положение прибора при формировании импульсного напряжения и,, когда вектор эксцентриситета е перпендикулярен линии действия меха- нических колебаний с ускорением а и параллелен оси последующего поворота на 90°, положение прибора для формирования напряжения U, когда ось вращения подвижной части горизонтальна и лежит в плоскости параллельной плоскости ХУ, т.е. параллельна вектору ускорения а(Ь); на фиг. 2 - блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство для реализации способа содержит контролируемый прибор 1, кинематически связанньй с двигателем 2, сообщающим ему возвратно-поступа- тельное движение, и двигателем 3, служащим дпя поворота прибора на 90, схему определения максимума сигнала, включающую в себя коммутатор 4, связывающий входные клеммы прибора 1 с фильтром 5, усилитель 6, выпрямитель 7 и экстрематор 8, соединенные последовательно, блок 9 управления, выполненный в виде генератора импульсов, схему поворота подвижной части вокруг оси вращения, состоящую из управляемого блоком 9 калибратора 10 .тока, например, типа П320, связанного через коммутатор 11 с клеммами прибора 1, блок определения максимальных амплитуд U, и Ug напряжений, наводимых в рабочей обмотке после выключения тока I, в который входят коммутаторы 12 и 13, подключенные к клеммам прибора 1, усилитель 14, связанный по входу с коммутатором 13, а по выходу через коммутатор 15 - с амплитудным детекторами 16 и 17, запоминающий элевешенности Х определяют следующим образом.

Прибор 1 (фиг. 1 а) устанавливают так, чтобы ось вращения его подвижно части бьша вертикальна. Сообщают при бору 1 возвратно-поступательные колебания в горизонтальной плоскости в направлении вектора механических ускорений а (фиг. 16). Подачей в рабочую обмотку прибора 1 линейно возрастающего по величине тока осуществля ют плавный поворот подвижной части вокруг оси вращения (фиг. 16, показа но ст.релкой) . Одновременно контроли руют характер изменения и величину наводимого в рабочей обмотке переменного напряжения, пропорциональног проекции вектора е эксцентриситета подвижной части на оси X.

Фиксируют момент достижения пере35 менным напряжением в рабочей обмотке прибора 1 максимального значения (что соответствует взаимной перпенди кулярности векторов а и е), после чего прекращают поворот подвижной части вокруг оси ее вращения фиксацией тока I, останавливают возвратно-пост пательные колебания прибора 1, запоминают значение тока I, снимают его с рабочей обмотки прибора 1 и изме45 ряют максимальную величину импульсно го напряжения U( , наводимого в рабочей обмот ке при движении подвижной части в нулевое положение из положе- -ния, соответствующего току I (углу поворота подвижной части равному

40

50

55

срд). При этом величина U i;p гпорцио нальна углу tf, отклонения подззижной части от нулевого положения, соответствующего току Ij

и, К,-1,(2)

где К - коэффициент, зависящий от

конструктивно-технологических параметров прибора, тамент 18, соединенный с.выходом коммутатора 12, вычислитель 19, к входу которого подключены выходы детекторов 16 и 17 и элемента 18, а выход соединен с индикатором 20 погрешности.

Вычислитель 19 реализует вычисление по формуле

10

а м(1- |).f-100%,

г

(1)

где 1ц - номинальный ток прибора. Максимальную погрешность магнито0

5

0

электрического прибора от неуравно-

вешенности Х определяют следующим образом.

Прибор 1 (фиг. 1 а) устанавливают так, чтобы ось вращения его подвижной части бьша вертикальна. Сообщают прибору 1 возвратно-поступательные колебания в горизонтальной плоскости в направлении вектора механических ускорений а (фиг. 16). Подачей в рабочую обмотку прибора 1 линейно возрастающего по величине тока осуществляют плавный поворот подвижной части вокруг оси вращения (фиг. 16, показано ст.релкой) . Одновременно контролируют характер изменения и величину наводимого в рабочей обмотке переменного напряжения, пропорционального проекции вектора е эксцентриситета подвижной части на оси X.

Фиксируют момент достижения пере5 менным напряжением в рабочей обмотке прибора 1 максимального значения (что соответствует взаимной перпендикулярности векторов а и е), после чего прекращают поворот подвижной части вокруг оси ее вращения фиксацией тока I, останавливают возвратно-поступательные колебания прибора 1, запоминают значение тока I, снимают его с рабочей обмотки прибора 1 и изме5 ряют максимальную величину импульсного напряжения U( , наводимого в рабочей обмот ке при движении подвижной части в нулевое положение из положе- -ния, соответствующего току I (углу поворота подвижной части равному

0

0

5

срд). При этом величина U i;p гпорцио- нальна углу tf, отклонения подззижной части от нулевого положения, соответствующего току Ij

и, К,-1,(2)

где К - коэффициент, зависящий от

конструктивно-технологических параметров прибора, та

31

ких как потокосцепление,собственная частота колебаний подвижной части и т.п. Далее наклоняют прибор в плоскости, проходящей через ось вращения подвижной части и линию действия механических колебаний (вектор ) так, чтобы ось вращения подвижной части была горизонтальна (фиг. 1в), и подают в рабочую обмотку зарегистрированное значение тока I. При этом подвижная часть под действием вращающего момента и момента сил тяжести поворачивается на угол , где приращение IScf угла обусловлено действием момента сил тяжести Р, возникающего из-за наличия неуравновещен- ности подвижной части. После этого снимают ток I и фиксируют максимальную величину U импульсного напряжения, наводимого в рабочей обмотке при движении подвижной части в нулевое положение из положения Ц д + ucf, причем

(CPo+UCf)

(3)

Используя зависимость угла поворота подвижной части от величины тока, протекающего по рабочей обмотке, т.е.

-30

учитывая, что величине Ш пропордиона- 8. При достижении этим напряжением

лен согласно (2) некоторый ток I

,

Ч

(4)

.из (2) и (4) получают соотнощение I,

Уа и.

(5)

находят разницу в токах

ul

и,

I,-I,(1-),I,

(6)

а затем по формуле дпя погрещности измерительного прибора

у .100%

(7)

находят приведенную погрещность прибора от неуравновещенности

iSV (l- J{)-f ЮОХ,

Ui J-h

которая в данном случае является максимально возможной для данного прибора, так как величина U получена в условиях, когда момент от сил тяжести максимален.

Описанный порядок действий может быть автоматизирован с использованием устройства, приведенного на фиг.2.

10

15

0

25

30

По команде Пуск с блока 9 управления поступают сигналы на коммутаторы 4 и 11 и калибратор 10 переводится в режим линейно возрастающего напряжения, которое через коммутатор 11 подают в рабочую обмотку контролируемого прибора 1. Одновременно подают питание на двигатель 2, сообщаг ющий прибору возвратно-поступательное движение с частотой, близкой к собственной частоте крутильных колебаний подвижной части (2-3 Гц). Напряжение частоты возвратно-поступательного движения, наводящегося в рабочей обмотке прибора при крутильных колебаниях статически неуравновешенной подвижной части, с клемм прибора 1 через замкнутый коммутатор 4 поступает на полосовой фильтр 5, пропускающий его на усилитель 6 и представляющий значительное сопротивление для медленно меняющегося (до 0,05 Гц) напряжения, поступающего с калибратора 10 через коммутатор 11.

Напряжение, усиленное усилителем 6, поступает на вход выпрямителя 7, где выделяется огибающая, получающаяся за счет вращения-подвижной части, которая анализируется экстрематором

8. При достижении этим напряжением

8

ке2.

максимального значения зкстрематор дает команду блоку 9 управления на выключение двигателя 2 и изменение режима работы калибратора 10 тока, ко- 35 торый поддерживает с зтого момента ток I постоянным.

После этого с помощью коммутатора 11 снимается напряжение калибратора

10тока, подаваемое на прибор 1, и 40 подвижная часть под действием закрученной моментной пружины начинает двигаться к нулевой отметке щкалы. При этом в рабочей обмотке наводится импульсное напряжение, которое через

45 включенный коммутатор 13, усилитель 14 и коммутатор 15 поступает на амплитудный детектор 16, где запоминается максимальное значение напряжения и. По окончании этого процесса ком5Q мутатор 15 соединяет выход усилителя 14 с входом амплитудного детектора 17, коммутатор 13 разрывает цепь прибор 1 - усилитель 14, а коммутатор

11подает напряжение с калибратора 10 eg тока на прибор 1, двигатель 3 производит поворот прибора на 90 , переводя ось вращения подвижной части контролируемого прибора в горизонтальное положение.

513

Ток I, подаваемый на прибор 1с калибратора 10 тока, через замкнутый коммутатор 12 подается на запоминающий элемент 18. Затем коммутатор М снимает напряжение с прибора и макси-

мальное значение U, наводимое в рабочей обмотке прибора во время движения подвижной части к нулевой отметке шкалы, через коммутатор 13, усилитель 14, коммутатор 15 фиксируется амплитудным детектором 17,

Значения I, U,, U и 1 заводятся в вычислитель 19, реализующий формулу (1), и результат вычисления индицируется на индикаторе 20.

В предлагаемом способе в качестве опорного напряжения используется максимальная величина Uj - напряжения, наводрдаого в рабочей обмотке при дви

жении подвижной части в нулевое поло- уд менного напряжения, наводимого в ражение из положения, соответствующего току I в случае, когда ось вращения подвижной части вертикальна и неуравновешенность не влияет на величину угла отклонения подвижной части.,, так как вектор силы тяжести параллелен оси вращения и соответственно момент этой силы относительно оси вращения равен нулю.

Максимальную величину U напряжения получают в условиях, аналогичных

и

(

но значение U,, определяется и величиной неуравновешенности подвижной части, причем прибор устанавливают в такое положение, когда момент силы тяжести относительно оси вращения максимален и вызывает максимальное при- ращение угла поворота подвижной части, являющееся максимальной абсолшт- йой погрешностью прибора от неуравновешенности. Поэтому выражение (1- г,-) в формуле (1) пропорционально

J величине указанного приращения и не

зависит от других, неинформативных параметров контролируемогб прибора, что позволяет исключить методическую погрешность, присущую известному способу.

Проведенные испытания показали, что способ исключает методическую погрешность, обладая тем самым повьшген- ной точностью, и позволяет автоматизировать определение погрешности магнитоэлектрических приборов от неуравновешенности.

6

3 о

бретения

Способ определения погрешности магнито-электрического прибора от неуравновешенности, включающий установку прибора в рабочее положение, возбуждение механических колебаний прибора в плоскости, перпендикулярной оси прибора, и регистрацию переменного

напряжения, наводимого в рабочей обмотке прибора, в процессе которой в рабочую обмотку прибора подают посто- янньш ток, величину которого монотонно увеличивают до достижения максимума амплитуды переменного напряжения, наводимого в рабочей обмотке прибора, отличающий ся тем, что, с целью повьшения точности, после достижения максимума амплитуда перебочей обмотке приборс.5 прекращают воз- бзждение механических колебаний прибора, регистрируют значение постоянного тока в рабочей обмотке прибора,

отключают постоянный ток в рабочей обмотке прибора и фиксируют максиальное значение импульсного напряения в рабочей обмотке прибораj затем поворачивают прибор в плоскости,

проходящей через ось прибора и направление действия м€1ханических колебаний, до достижения осью прибора горизонтального положения; подают в рабочую обмотку прибора зарегистрированное ранее значение постоянного тока, отключают его и вновь фиксируют максимальное значение импульсного напряжения в рабочей обмотке прибора, а максимальную погрешность прибора от неуравновешенности определяют из соотношения

м (1- р)- --100%, н

да (Гм

1 S

максимальная погрешность прибора от неуравновешенности;. и - максимальные значения импульсного напряжения г- рабочей обмотке при ьерг .Кельном и горизонталь юм расположении оси соответственно; 1, If, - зарегистрированное значение постоянного тока и номинальный ток прибора соответственно .

X

X

Способ определения погрешности магнитоэлектрического прибора (П) от неуравновешенности осуществляют следующим образом: возбуждают механические колебания П в плоскости, перпендикулярной его оси, регистрируют возникшее переменное напряжение в рабочей обмотке П, одновременно подают постоянный ток (ПТ), увеличивая монотонно его величину до достижения максимума амплитуды.переменного напряжения, прекращают возбуждение механических колебаний П, регистрируют значение ПТ I, отключают его и фиксируют максимальное значение импульсного напряжения и, затем поворачивают П в плоскости, проходящей через его ось, и возбуждают механические колебания П в горизонтальной плоскости, подают зарегистрированное ранее значение ПТ в обмотку П, отключают и фиксируют максимальное значение импульсного напряжения и. Максимальную погрешность П от неуравновешенности у„ определяют по формуле y ( ) 1/1 100%, где Ij, - номинальный ток П.Способ имеет повьш1енную точность .за счет исключения методической погрешности. 2 ил. 2 (Л

о %

г

S Фи.1

Составитель С.Шумилишская Редактор П.Гереши Техред М.Ходанич

3480/48

Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С.Шекмар