Устройство для измерения внутреннего сопротивления первичного источника тока Советский патент 1989 года по МПК H01M10/48 G01R31/36 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения внутреннего сопротивления первичных источников тока, эксплуатируемых как в стационарном, так и в импульсном режимах, в частности, в режиме глубокого разряда.

Цель изобретения - расширение функционэпьных возможностей

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидальных сигналов, измерительное устройство 2, шунт 3, измерительную нагрузку 4, усилитель 5 постоянного тока, усилитель 6 переменного тока, амплитудный детектор 7, цифроаналоговый преобразователь 8, блок 9 переключателей кода, аттенюатор 30, первый дифференциальный усилитель 11j второй дифференциальный усилитель 12,, первый фильтр 13 нижних частот, второй фильтр 14 нижних частот и амплитудный дискриминатор 15 о При этом первый вывод измерительной нагрузки 4 соединен с первой входной шиной 16 и с первым входом 17 измерительного ус тройства 2, второй вход 18 которого соединен с первым выводом шунта 3, с входом усилителя б переменного тока, с второй входной шиной 19 и через включенные последовательно второй фильтр 14 нижних частот и усилитель 5 постоянного тока - с входом амплитудного дискриминатора 15 и с входом 20 опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 80

Выход усилителя 6 переменного тока соединен с первым входом первого дифференциального усилителя 11 и через включенные последовательно амплитудный детектор 7 и первый фильтр 13 нижних частот с третьим входом 21 измерительного устройства 2 и с первым входом второго дифференциального усилителя 12. Выходы блока 9 переключателей кода соединены входами 22 управления цифро- аналогового преобразователя 8, выхо которого соединен с вторым входом второго дифференциального усилителя 120

Выход генератора 1 соединен с информационным входом 23 аттенюатора 10, вход 24 управления которого соединен с выходом второго дифференциального усилителя 120 Вход 25 управления измерительной нагрузки 4 соединен с выходом первого дифференциального усилителя 1, второй вход

которого соединен с выходом аттенюатора 10, Выход амплитудного дискриминатора 15 соединен с четвертым входам 26 измерительного устройства 2, а второй вывод измерительной

нагрузки 4 соединен с вторым иыво- дом шунта 3 и с третьей входной тиной 27.

Измерительное устройство 2 содержит дифференциальный усилитель 28

переменного тока, аналого-цифровой преобразователь 29, блок 30 ключей и блок 31 индикации. При этом первый 17 и второй 18 входы измерительного устройства 2 через дифференциальный

усилитель 28 переменного тока соединены с информационным входом 32 аналого-цифрового преобразователя 29, выходы которого через блок 30 ключей соединены с входами блока 31

индикацииt Вход 33 опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 29 и вход 34 управления блока 30 ключей соединены соответственно с третьим входом 21 и с четвертым входом 26 измерительного устройства 2 о

Измерительная нагрузка 4 может быть выполнена в виде транзистора 35 с резистором 36 цепи эмиттера,

причем вход 25 управления измерительной нагрузки 4 соединен с базой транзистора 35, коллектор которого соединен с первом выводом измерительной нагрузки 4, а второй вывод

резистора 36 соединен с ее вторым выводом.

В предлагаемом устройстве коэффициенты передачи блоков 5,6,7,13, 4 связаны между собой следующим , соотношением

К5 К4 - К6- К7- К,ь.

(1)

Устройство предназначено для подключения к первичному источнику 37 тока с помощью входных шин 16 и 19 и к рабочей нагрузке 38 с помощью шин 16 и 27 о При этом в блоке 9 переключателей кода устанавливается двоичный код некоторого числа oLyjt соответствующий безопасному и не вызывающему побочных явлений коэффициенту нестабильности тока данного типа источника 37.

Устройство работает следующим образом.

Ток первичного источника 37 через шунт 3 поступает в рабочую нагрузку 38. При этом на шунте 3 образуется падение напряжения, которое через фыльтр 14 нижних частот и усилитель 5 постоянного тока поступает на вход амплитудного дискриминатора 15, на выходе которого формируется l, поступающая Ч ,рез вход 26 измерительного устройства 2 ка вход 34 управления блока 30 ключей и поддерживаютая их в открытом состоянии Кроме того, сигнал с выхода усилителя rj постоянного тока величиной

Vj 131R.

К -г К,

1 3 л -Ч

поступает на вход 20 опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 8, на выходе которого образуется постоянное напряжение величиной

ив „ R,- к,, к

1

Ъ1

, (2)

поступающее на второй вход диффе- ренциально о усилителя 12.,

Синусоидальный сигнал с выхода генератора псступает на информационный вход Р.З arrevnoaTopa 10, сигнал с выхода которого через дифференциальный усилитель i 1 поступает на вход 25 управления измерительной нагрузки 4, что приводит к возбуждению транзистора 35. Переменная составляющая тока источника 37 А1Э1, вызванная флюктуацией проводимости транзистора 35 измерительной нагрузки 4, вызывает появление переменной составляющей напряжения на шунте 3 которая через усилитель 6 переменного тока поступает на первый вход дифференциального усилителя 110 Таким образом, происходит замыкание отрицательной обратной связи по переменному току, обеспечивающей синусоидальную форму переменной составляющей тока через шуьт 3 и, соответственно, через источник 37 тока

Вместе с тем сигнал с выхода усилителя 6 переменного тока через амплитудный детектор 7 поступает на вход фильтра 13 нижних частот, на выходе которого образуется постоянное напряжение величиной

0„ - 137- Р,- к6. к7. к,„ (з)

которое поступает на первый вход дифференциального усилителя 12. В результате сравнения напряжений II,5

и Ug (2), формируемых с учетом ус- ло вия (1 ), на выходе дифференциального усилителя 12 вырабатывается некоторое напряжение, поступающее на вход 24 управления аттенюатора

10 и изменяющее его коэффициент передачи таким образом, что амплитуда колебании тока М3т становится равной

& IJ7 - оЈ,7 1Э7 .

Данное соотношение поддерживается при любом значении тока источника 37, что обеспечивает дозированное воздействие на источник в течение всего цикла измерения, полностью исключающее появление в источнике сторонних эффектов и его разрушение Переменная составляющая напряже- нкя на источнике 37, вызванная падением напряжения на его внутреннем сопротивлении г,т под действием тока Л1ЭТ, через входы 17 и 18 измерительного устройства 2 поступает на входы дифференциального усилителя

28 переменного тока, на выходе кото- рого образуется переменное напряжение амплитудой

Ul& UT3T гэт- К..ь„

Сигнал с выхода дифференциального усилителя 28 переменного тока по ступает на информационный вход 32 аналого-цифрового преобразователя 29, на вход 33 опорного напряжения

которого через вход 21 измерительного устройства 2 поступает постоянное напряжение с выхода фильтра 13 нижних частот величиной (3). При этом на выходе аналого-цифровог° преобразователя 29 образуется соответствующий код, поступающий через блок 30 ключей на входы блока 31 индикации и индицирующийся в виде некоторого числа ZJ(, велн

чина которого отражает внутреннее сопротивление источника 37

кз К6 К, К15

г Јз1.

28

По мере разряда источника 37 величина Z,, меняется, что отражает динамику изменения внутреннего противления гЭ7 в режиме глубокого разряда источника. При этом, начинал с некоторого момента времени, ток источника 37 уменьшается настолько, что падение напряжения на шунте 3 становится сравнимым с уровнем собственных шумов усилителей 6 и 28о Уменьшение тока источника 37 сопровождается эквивалентным уменьшением напряжения на выходе усилителя 5 постоянного тока, Поэтому в соответствующий момент срабатывает амплитудный дискриминатор 15. Ка выходе последнего формируется О, который через вход 26 измерительного блока 2 поступает на вход 34 управления блока 30 ключей, переводя его в закрытое состояние,, При этом показания блока индикации снимаются, что исключает предоставление оператору недостоверной или незначащей информации, и цикл измерения прекращается о

Использование предлагаемого устройства позволяет измерять параметры источников, работающих как в стационарном, так и в импульсном режимах и в режиме глубокого разряда.

Формула изобретени

Устройство для измерения внутреннего сопротивления первичного источника тока, содержащее генератор и измерительную нагрузку,,первый вывод которой соединен с первой входной шиной и с первым входом измерительного устройства, второй вход которого соединен с второй входной шиной, с первым выводом шунта и через усилитель переменного тока с первым входом дифференциального усилителя, подключенного выходом к входу управления измерительной нагрузки, второй вывод которой соединен с вторым выводом шунта и с третьей входной шиной, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей0 В него введены второй дифференциальный усилитель, усилитель постоянного тока, цифроаналоговый преобразователь, блок переключателей кода, амплитудный дискриминатор, два фильтра нижних частот, амплитудный детектор и аттенюатор, причем выход усилителя переменного тока через

включенные последовательно амплитудный детектор и первый фильтр нижних частот соединен с третьим входом измерительного устройства и с первым входом второго дифференциального

5 усилителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом цифроаналогового преобразователя и с входом управления аттенюатора, информационный вход и выход

0 которого соединены соответственно с выходом генератора и с вторым входом первого дифференциального усилителя, вторая входная шина через включенные последовательно вто5 рой фильтр нижних частот и усилитель постоянного .тока соединена с входом амплитудного дискриминатора и с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, входы уп0 равления которого соединены с выходами блока переключателей кода, а выход амплитудного дискриминатора соединен с четвертым входом измеритель- ного устройства, содержащего диффек ренциальный усилитель переменного тока, аналого-цифровой преобразователь э блок ключей и блок индикации, причем первьй и второй входы измерительного устройства через дифферен0 циальный усилитель переменного тока соединены с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого через блок ключей соединены с входами блока индикации,

5 a вход опорного напряжения аналого- цифрового преобразователя и вход управления блока ключей соединены соответственно с третьим и четвертым входами измерительного устройства„

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения внутреннего сопротивления первичных источников тока, эксплуатируемых как в стационарных, так и в импульсных режимах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство обеспечивает нормирование уровня воздействующего на источник тестового сигнала по мере израсходования энергии этим источником. Это обеспечивается дифференциальным усилителем 12, усилителем переменного тока 6, цифроаналоговым преобразователем 8, блоком переключателей кода 9, амплитудным детектором 7, двумя фильтрами нижних частот 13, 14, амплитудным дискриминатором 15, аттенюатором 10 и соответствующими функциональными связями. При этом измерительное устройство 2 выполнено в виде дифференциального усилителя переменного тока 28 аналого- цифрового преобразователя 29, блока ключей 30 и блока индикации 31. Использование устройства при измерении параметров импульсных источников питания позволяет существенно расширить контролируемый диапазон их работы. 1 ил.

Редактор И. Касарда

Составитель И. Найдина

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Самборская

Заказ 1759/51

Тираж 694

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное