Электроизмерительные клещи для измерения мощности Советский патент 1989 года по МПК G01R21/06 

3149

Изобретение относится к электро измерительной технике, а точнее к приборам для измерения мощности в цепях переменного тока без разрыва электрической цепи.

Цель изобретения - повышение точности путем исключения влияния систематической погрешности, обусловленной дополнительным сдвигом фазы между током и напряжением в разъемном магнитопроводе.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из разъемно- го магнитопровода 1 с намотанной на него вторичной обмоткой 2, шунта 3, подключенного на выходе вторичной обмотки параллельно ее выводам, первого делителя 4 напряжения, электрон ного перемножителя 5 и подключенных последовательно сумматора 6, фильтра 7, блока 8 индикации, а также выпрямителя 9 и второго делителя 10 напряжения . Первый делитель 4 напряже- ния, подключенный параллельно питающей цепи содержит конденсатор 4,1, включенный параллельно одному из резисторов 4.2 и 4.3 первого делителя 4 напряжения, выход которого соедине с первым входом электронного перемножителя 5. Второй вход электронного перемножителя 5 соединен с первым выводом гаунта, 3 и входом выпрямителя 9, выход которого соединен с пер- вым выводом второго делителя 10 нап- ряжения.

Выход электронного перемножителя 5 соединен с первым входом сумма- тора 6, второй вход которого соеди- нен с выходом второго делителя 10 напряжения. Вторые выводы щунта 3 и второго делителя 10 напряжения соединены с общей шиной питающей цепи.

Устройство работает следующим образом.

При обхвате токопроводящей шины разъемным магнитопроводом 1 по цепи вторичной обмотки 2 протекает вто- . ричный ток, который на шунте 3 создает падение напряжения U.j, пропорциональное току нагрузк и и сдвинуто на дополнительный фазовый угол Ц за счет потерь в магнитопроводе

и. 9in((iOt ),

где К - коэффициент передачи трансформатора с разъемным магнитопроводом 1; Irn амплитудное значение тока

нагрузки;

- частота питающей цeпиV t - время.

Напряжение 11 на выходе первого делителя 4 напряжения (падения напряжения на резисторе 4.2), пропорциональное напряжению сети

и КдП sincot,

где К4 - коэффициент передачи первого делителя 4 напряжения; Uni - амплитудное значение напряжения в питающей сети. Напряжения Uij и Пд поступают на электронного перемножителя

5, напряжение на выходе которого равно

Us - K,-K3UniIrn-sincot.sin(bL)t + if Ф )

Напряжение Ug- и напряжение, пропорциональное амплитудному значению тока нагрузки, сформированное выпрямителем 9 и вторым делителем 10 напряжения, подаются на входы сумматора 6, на выходе которого получают напряжение, равное их сумме

U6 Kfe(U5 + ) KftCKflKjU I siiuOt- sin (cat + Ч + KjKgKio 1)г ;,

где Kg и коэффициенты передачи выпрямителя 9 и второ го делителя 10 напряжения соответственно. На выходе фильтра 7, осуществляющего операцию 1

UT ; fUft-dt,

получают напряжение

и K6K,KbU,«ImCOs(V+ V)+

in.

Ввиду малости ч можно представить cos ( М + Ч ) в виде

cos(M + )cos4 cosM - sin4 sin4 - Н sinM.

Приняв во внимание то обстоятельство, что Ч пропорционален току нагрузки Ч Ki Im коэффициент пропорциональности, зависящий от конструк1щи разъемного магнитопровода I, перепишем соотношение для 11 в виде

UT KftKAKjUmlwCosM - KfiK KjKrlm «sin 4 + КбК,,К9К,о1т.

Первое слагаемое в UT представля- ет собой напряжение, пропорциональное измеряемой активной мощности, второе - напряжение, пропорционапь- ное погрешности из-за потерь в маг- нитопроводе, третье - напряжение компенсации названной погрешности. Выбором Kg и KIQ всегда можно скомпенсировать погрешность, обусловленную потерями в магнитопроводе. Приче компенсация автоматически выполняется во всем диапазоне изменения токов нагрузки при фиксированном знаг чении сдвига фазы между током и напряжением нагрузки. Возможность компенсации угловой погрешности во всем диапазоне токов нагрузки значительно повьш1ает точность измерения активной мощности устройствами, имеющими разъемный магнитопровод.

Формула изобретения

Электроизмерительные клещи для- измерения мощности, содержащие блок

5

л 5

О

0

индикации, разъемный магнитопровод с намотанной на него вторичной обмоткой, на выходе которой параллельно ее выводам подключен шунт, первый делитель напряжения, включенный параллельно питающей цепи, и конденсатор, включенный параллельно одному из ре зисторов первого делителя напряжения, причем выход первого делителя напряжения соединен с первым входом, перемножителя, отличаю- .щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, в них дополнительно введены выпрямитель, сумматор, фильтр, второй делитель напряжения, а перемножитель выполнен в виде электронного перемножителя, причем второй его вход соединен с первым выводом шунта и входом выпрямителя, выход которого соединен с первым выводом второго делителя напряжения, соединенного выходом с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом электронного перемножителя, выход сумматора через фильтр соединен с блоком индикации, вторые выводы шунта и второго делителя напряжения соединены с общей пшной питающей цепи.

Изобретение относится к электроизмерительной технике ,в частности, к приборам для измерения мощности в цепях переменного тока без разрыва электрической цепи. Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения угловых погрешностей. Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее разъемный магнитопровод 1 с намотанной на него вторичной обмоткой 2, первый делитель напряжения 4, конденсатор, шунт 3 и блок 8 индикации, дополнительно включены выпрямительная схема 9, сумматор 6, фильтр 7, второй делитель напряжения 10, электронный перемножитель 5. Введение в устройство выпрямителя, второго делителя и сумматора обеспечивает выделение части информации о величине тока, а подача этого сигнала к входу сумматора обеспечивает введение коррекции угловой погрешности, возникающей из-за потерь в разъемном магнитопроводе. Поскольку величина угловой погрешности пропорциональна току нагрузки, подача на сумматор части информации о нем обеспечивает компенсацию угловой погрешности во всем диапазоне изменения токов нагрузки. Возможность компенсации угловой погрешности во всем диапазоне изменения токов нагрузки значительно повышает точность измерения активной мощности устройствами, имеющими разъемный магнитопровод. 1 ил.