Измеритель тока без разрыва электрической цепи Советский патент 1989 года по МПК G01R19/00 

ff

(Л

и В проводника 1, усилитель 3 постоянного тока, преобразователи 4 и амплитуды импульсов в постоянное напряжение, измеритель 5 отношения двух напряжений, измеритель 6 разности двух напряжений, блок 7 управления, переключатель 8 режимов и измерительный прибор 9. Цель изобретения достигается за счет введения режима измерения как постоянного тока, так и импульсного тока. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для измерения постоянного тока и амплитуды импульсного тока без разрыва электрической цепи. Цель измерения - расширение области применения. Измеритель тока содержит участок А-В проводника 1 с измеряемым током, генератор 2 прямоугольных импульсов тока с выходными зажимами для подключения к точкам А и В проводника 1, усилитель 3 постоянного тока, преобразователи 4₁ и 4₂ амплитуды импульсов в постоянное напряжение, измеритель 5 отношения двух напряжения, измеритель 6 разности двух напряжений, блок 7 управления, переключатель 8 режимов и измерительный прибор 9. Цель изобретения достигается за счет введения режима измерения как постоянного тока, так и импульсного тока. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для измерения постоянного тока и амплитуды импульсного тока без разрыва электрической цепи.

Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения измерения амплитуды импульсного тока.

На чертеже представлена схема предлагаемого измерителя.

Измеритель тока без разрыва электрической цепи содержит участок А-В проводника 1 с измеряемым током, генратор 2 прямоугольных импульсов тока с выходными зажимами для .подключения к точкам А и .В участка проводника 1, усилитель 3 постоянного тока с входными зажимами А и в для подключения к участку проводника 1 между точками А и В, первый 4 и второй 4j преобразователи амплитуды импульсов в постоянное напряжение, измеритель 5 отношения двух напряжений, измеритель 6 разности двух напряжений, блок 7 управления, переключатель 8 режимов и измерительный прибор 9.

Управляющий Вход генератора 2 прямоугольных импульсов подключен к первому управляющему выходу 10 блока

7управления. Выход II усилителя 3 постоянного тока подключен к входам преобразователей 4,1 и 4, 2 амплитуды импульсов в постоянное напряжение

и входу блока 7 управления. Входы 12,1 (12,2) сброса 13,1 (13,2) перезаписи преобразователя, 4,1 (4,2) соединены соответственно с вторым (четвертым) и третьим (пятым) выходами блока 7 управления, Шестой выход последнего подключен к управляющему входу 14 измерителя 5 отношения двух напряжений. Вход 15 установки режима блока 7 управления подключен к первому выходу переключателя

8режимов, второй выход 16 которого

5

0

5

0

5

0

5

O

5

соединен с опорным входом измерите-, ля 5 отношения двух напряжений.

Выход преобразователя 4j амплиту- .ды импульсов подключен к входу изме- рителя 5 отношения двух напряжений и к первому входу измерителя 6 разности двух напряжений. Выход преобразователя 4,2 амплитуды импульсов подключен к второму входу измерите- ля 6 разности двух напряжений и к первому входу переключателя 8 режимов. Второй вход, которого соединен с выходом измерителя 6 разности двух напряжений. Выходы измерителя 5 отношения двух напряжений подключены к входам измерительного прибора 9,

Преобразователь 4,1(4,2) содержит первый операционный усилитель 17, диод 18, второй операционньй усили-. тель. 19, первый аналоговьй ключ 20, первый конденсатор 21, второй аналоговый ключ 22, третий операционный усилитель 23 и второй конденсатор 24, При этом анод диода 18 подключен к выходу первого операционного усилителя 17, а катод диода 18 соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя 19, выходом аналогового ключа 20 и обкладкой первого конденсатора 21, другая об- обкладка которого соединена с общим проводом. Выход второго операционного усилителя 19 подключен к инвертирующим входам первого 17 и второго 19 операционных усилителей, выход второго аналогового ключа 22 подключен к неинвертирующему входу третьего операционного усилителя 23, инвертиру- юпщй вход которого соединен с его выходом и обкладкой второго конденсатора 24, другая обкладка которого соединена с общим проводом. Вход первого аналогового ключа 20 подключен к общему проводу,

В преобразователе 4,1 (4,2) амплитуды импульсов в постоянное напряжение неинвертирующий вход первого операционного усилителя 17 подключен.

к входу 11 преобразователя 4.1(4.2), управля1рщий вход аналогового ключа 20 - к входу 12.1(12.2) сброса, управляющий вход аналогового ключа 22 - к входу 13.1 (13.2) перезаписи, а выход третьего операционного усилителя 23 - к выходу преобразователя 4.1(4.2).

Блок 7 управления содержит муль- тивибратор 25, аналоговьй переключатель 26, соединенные последовательно компаратор 27, счетчик 28, первый 29, второй 30 и третий 31 элементы задержки, а также первый 32, второй 33 и третий 34 триггеры. При этом выход мультивибратора 25 подключен к первому аналоговому входу аналогового переключателя 26, второй вход

компаратора 27 подключен к выходу

; источника 35 опорного напряжения, выход счетчика 28 соединен.с входом установки в 1 первого триггера 32, выход первого элемента 29 задержки подключен к входу сброса пер- вого триггера 32 и входу установки в 1 второго триггера 33, выход второго элемента 30 задержки соеди.нен с входом сброса второго триггера 33 и с входом установки в 1. третье го триггера 34, выход третьего злег мента 31 задержки подключен к входу сброса третьего триггера 34.

Переключатель 8 режимов предназначен для установки режимов измерения постоянного тока или амплитуды импульсного тока на участке А-В проводника 1 с измеряемым током. Он содержит кнопку 36 с двумя фиксированными изложениями триггер 37 и аналоговый переключа- тель 38. Подвижный замыкающий контакт кнопки 36 соединен с общим прог водом, первый неподвижный замыкаклций контакт 39 подключен к входу уста.- новки в 1 триггера 37, а второй неподвижный замыкающий 40 - к входу сброса триггера 37, инверсный выход которого соединен с управляющим входом- аналогового переключателя 38.

При этом в переключателе 8 режи- мов первый аналоговый вход аналогового переключателя 38 является первым входом переключателя 8, второй ;

аналоговый вход аналогового переключателя 38 - вторым входом, инверсный выход триггера 37 - первым входом 15, а аналоговый выход аналогового переключателя 38 - вторым выходом

16 переключателя 8.

Измеритель тока без разрыва электрической цепи имеет два режима работы: режим I - измерение постоянного тока, протекающего на участке А-В проводника 1; режим II - измерение амплитуды импульсного тока, протекающего .на участке А-В проводника

Измерение тока без разрыва электрической цепи в режиме Т. отличается от измерения тока в режиме II.

Измерение постоянного тока без разрыва злектрической цепи (режим I) осуществляют следующим образом.

С участка провод1дака 1 с измеряемым током IYI снимают напряжение U, пропорциональное измеряемом току:

П,

In Rr

(1)

где R - сопротивление участка проводника.

Нап яжение Un запоминают в преоб-:. разователе 4.1.

Затем на тот же участок проводника с измеряемым током In подают калибрующий ток IK в том же направлении и получают суммирующий ток .

1 1„ + IK, (2)

и с участка проводника снимают суммарное напряжение

Uj (1„+ IOR.

(3)

Суммарное напряжение Uj запоминают в преобразвателе 4.2.

Затем находят разность двух напряжений в измерителе 6 разности двух напряжений

ли UJP - Un-(4)

Подставив (1) и (3) в (4), получают

AU IK-R. (5)

Затем в измерителе 5 отношения двух напряжений определяют отношение напряжения, пропорционф1ьного измеряемому постоянному току на участке проводника, к напряжению, пропорциональному калибрующему току:

-Й(6)

Подставив (1) и (5) в (6), получаютт

m In,.(7)

откуда

m I,

(3)

Таким образом, получив на выходах измерителя 5 величину m и зная величину калибрующего тока .1, с помощью измерительного прибора 9 определяют величину постоянного тока 1, на участке проводники.

Измерение амплитуды импульсного тока без разрыва электрической цепи (режим II) осуществляют следующим образом,

С участка проводника 1 с измеряемым импульсным током снимают напряжение TIf,, пропорциональное его амплитуде „ :

и,

I.R

(9)

где R - сопротивление участка проводника.

Напряжение U, запоминают в преобразователе 4.1.

Затем на тот же участок проводника в паузе между импульсами измеряемого тока подают калибрующий ток 1 в том же направлении, и с участка проводника снимают, напряжение Uj, пропорциональное калибрующему току:

и.

IK-R

(10)

Напряжение 1Т запоминают в преобразователе 4.2.

Затем в измерителе 5 отношения двух напряжений определяют отнощение напряжения, пропорционального амплитуде импульса измеряемого тока на участке проводника, к напряжению, пропорциональному калибрующему току:

(11)

m

УУ.

UK

Подставив (9) и (10) в (П), получают

m

Ь, IK

(12)

откуда

(13)

Измерительный прибор 9 показывает величину m с учетом известной величины калибрующего тока (амплитуду импульсного тока).

Таким образом, за счет дополни- ; тепьно введенных блока управления и переключателя режимов осуществляет - ся изйерение как постоянного тока, так и импульсного тока..

Формула изобретения

5

0

5

0

ратор прямоугольных импульсов тока с выходными зажимами для подключения к участку проводника с измеряемым током, усилитель постоянного тока с входными зажимами для подключения к участку проводника с измеряемым током между выходными зажимами генератора прямоугольных импульсов тока, первый и второй преобразователи амплитуды импульсов в постоянное напряжение, входы которых подключены к выходу усилителя постоянного тока, измеритель отношения двух напряжений, -выходы которого подключены к измерительному прибору, а вход преобразования соединен, с выходом первого - преобразователя амплитуды импульсов в постоянное напряжение, измеритель разности двух напряжений, первый и второй входы которого подключены i соответственно к выходам,первого и второго преобразователей амплитуды импульсов в постоянное напряжение, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обесттечения измерения амплитуды.импульсного тока, введены блок управления и переключатель режимов, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго преобразователя амплитуды импульсов в постоянное напряжение и измерителя разности 5 двух напряжений, первый выход соединен с входпм установки режима блока управления, а второй выход - с опорным входом измерителя отношения двух напряжений, при этом вход блока управления подключен к выходу усилителя постоянного тока, первый выход - к управляющему входу генератора прямоугольных импульсов тока, второй и третий выходы соединены соответственно с входами сброса и перезаписи первого преобразователя амплитуды импульсов в постоянное напряжение, четвертый и пятый выходы - соответственно с входами сброса и перезаписи второго преобразователя амплитуды, импульсов в постоянное напряжение, а щ,естой выход блока управления подключен к управляющему входу измерителя отношения двух напряжений. ;. 2. Измеритель тока по п.1, о т т-. личающийся тем, что блок управления содержит последовательно соединенные мультивибратор, аналого- . вый переключатель, компаратор, счет-

0

5

0

5

чик и первый, второй и третий элементы задержки, а также первый, второй и третий триггеры, причем второй вход компаратора подключен к выходу источника опорного напряжения выход счетчика - к входу установки ,в 1 первого триггера, выход. Ьерво:го элемента задержки - к входу сброса первого триггера и входу установки в 1 второго триггера, выход второго элемента эадержки - к входу сброса второго триггера.и входу уста новки В /. Р третьего триггера, выход третьего элемента задержки - к входу сброса третьего триггера, при Э гом в блоке уппавления второй вход аналогового переключ-ателй является входом, управляющий вход аналогового переключателя - входом установки режима, инверсный выход второго триггера - первым выходом, выход второго элемента задержки - вторым выходом, инверсный выход первого триггера - третьим выходом, выход первого элемента задержки - четвер0

5

0

5

тым выходом, инверсный выход третьего триггера - пятым выходом и выход третьего элемента задержки - шестым выходом блока управления.

3. Измеритель тока по п.1, отличающийся тем, что переключатель режимов содержит кнопку с двумя фиксированными положениями, триггер и аналоговый переключатель, управляющий вход которого подключен к инверсному выходу триггера, вход установки в 1 которого соединен с первым неподвижным замыкающим контактом кнопки, а вход сброса - с вторым неподвижным контактом кнопки/, подвижный замыкающий контакт которой подключен к общей шине при этом-в переключателе режимов первый и второй входы аналогового переключателя являются соответственно первым и вторым входами, а инверсный выход триггера и выход аналогового переключателя - соответственно первым и вторым выходами.