Устройство для измерения нестабильности постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК G01R19/20 

Ю.

О Ю 4 СА)

4Ьь

Изобретение относится к средствам измерения нестабильности источников постоянного тока большой силы. С целью повышения точности и расширения диапазона величин токов в него введены усилитель 5, регулятор 6 постоянных токов и преобразователь 3 напряжение-ток, при этом делитель 1 постоянных токов содержит иэмерительную8и№ компенсационных 15.1- 15.N обмоток с коммутатором 14, детектором 11 разбаланса ампервитков постоянных токов, усилителем 12 и регулятором 13 постоянных токов, а блок 2 сравнения постоянных токов содержит коммутатор 16,N компенсационных 20.1-20.N и измерительные 18 и 19 обмотки, а также детектор 17 разбаланса амперзитков постоянных токов. Токовый сигнал с входных зажимов 9 и 10

Фиг. 1

делителем-1 делится до требуемой величины, которая поступает на входы блока 2, на обмотку 18 которого поступает эталонный ток от источника 4 опорного напряжения. Сигнал необходимой компенсации, требуеИзобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для аттестации (измерения нестабильности тока) источников постоянного тока большой силы.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона величин токов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - пример реализации детектора разбаланса ампервитков постоянных токов.

Устройство для измерения нестабильности постоянного тока содержит делитель 1 постоянных токов, два выхода которого соединены с первым и вторым входами блока 2 сравнения постоянных токов, третий и четвертый входы которого через преобразователь 3 напряжение-ток соединены с соответствующими выходами источника 4 опорного напряжения, выход блока 2 сравнения через усилитель 5 соединен с управляющим входом регулятора б постоянного тока, первый выход которого через индикатор 7 соединен с пятым входом блока 2 сравнения постоянных токов, шестой вход которого соединен с вторым выходом регулятора 6 постоянного тока.

Делитель 1 постоянных токов содержит измерительную обмотку 8, два вывода которой соединены с входными зажимами 9 и 10, выход детектора 11 разбаланса ампер- витков постоянных токов через усилитель 12 постоянных токов соединен с управляющим входом регулятора 13 постоянного тока, первый выход которого соединен с первым выходом коммутатора 14,2N входов которого соединены с 2N выводами N компенсационных обмоток 15, второй выход регулятора 13 постоянного тока является первым выходом делителя 1 постоянных токов, вторым выходом которого является второй выход коммутатора 14.

Блек 2 сравнения постоянных токов содержит коммутатор 16, два входа которого являются первым и вторым входами блока 2 сравнения постоянных токов, выходом которого является выход детектора 17 разбаланса ампервитков постоянных токов, два вывода измерительной обмотки 18 являются третьим и четвертым входами блока

мый для работы замкнутой системы авторегулирования, пропорционален величине нестабильности входного тока, и индицируется индикатором 7 В описании приведен пример реализации детектора 11. 2 ил.

сравнения постоянных токов, пятый и шестой входы которого являются соответствующими выводами измерительной обмотки 19, 2N выходов коммутатора 16 соединены с соответствующими 2N выводами N компенсационных обмоток 20.

Детектор 11 разбаланса ампервитков постоянных токов (см. фиг. 2) содержит обмотки 21 и 22 возбуждения, первые выводы

которых объединены и соединены с первым входом фазочувствительного детектора 23, второй вход которого соединен с первым выходом генератора 24 возбуждения, второй и третий выходы которого соединены с

вторыми выводами обмоток 21 и22соответ- ственно. Обмотки 21 и 22 расположены на магнитопроводах 25-27, на которых также расположены измерительная 8 и компенсационная 15 (показана только одна секция)

обмотки.

Детектор 17 выполнен аналогично детектору 11.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый ток величины I поступает

на входные зажимы 9 и 10 делителя 1 постоянного тока, коэффициент деления которого регулируется и может принимать значения от Кмин до Кмакс за счет переключения коммутатора 14, выходной ток д делителя 1 должен быть равен эталонному току Эт на третьем и четвертом входах блока 2 сравнения постоянных токов.

Изменение тока I после настройки

вследствие его нестабильности приводит к неравенству 1Д Ьт, что в свою очередь вызывает появление сигнала ошибки на выходе блока 2 сравнения постоянных токов. Этот сигнал ошибки усиливается усилителем 5 постоянного тока, с выхода которого управляющее напряжение поступает на управляющий вход регулятора 6 постоянного тока. Под действием управляющего напряжения регулятор б постоянного тока вырабатывает ток )и, поступающий через индикатор 7 на входы блока 2 сравнения постоянных токов.

В устройстве за счет авторегулирова0 ния поддерживается баланс токов, при котором ток 1И является мерой нестабильности

тока I при условии фиксированных значений К и эт.

Делитель 1 постоянного тока осуществляет преобразование (деление) тока величины I в ток величины д следующим образом. Измеряемый ток I поступает в измерительную обмотку 8 с числом витков Wn и создает намагничивающую силу IWn в чувствительном элементе детектора 11 разбаланса ампервитков постоянных токов. Соответственно на выходе детектора 11 разбаланса ампервитков постоянных токов появляется сигнал ошибки. Этот сигнал усиливается усилителем 12 постоянного тока, с выхода которого управляющее напряжение поступает на управляющий вход регулятора 13 постоянного тока. Под действием управляющего напряжения регулятор 13 постоянного тока вырабатывает ток 1Д, который через включенные коммутатором 14 витки компенсационной обмотки 15-N подводится к выходам делителя 1 постоянного тока.

Оператор с помощью коммутатора 14 включает в цепь тока 1Д требуемое число витков WK компенсационной обмотки 15, в чувствительном элементе детектора 11 разбаланса ампервитков постоянных токов создается намагничивающая сила , направленная навстречу намагничивающей силе IWn.

Коммутатор 16 блока 2 сравнения постоянных токов за счет переключения секций компенсационных обмоток 20 позволяет выбирать диапазон измерений.

Увеличение числа витков в секциях компенсационной обмотки 15 позволяет расширить диапазон контролируемых токов в сторону больших токов,

В детекторе 11 разбаланса ампервитков постоянных токов реализуется режим магнитного модулятора с удвоением частоты. На первом выходе генератора 24 присутствует удвоенная по отношению к второму и третьему выходам частота.

При балансе намагничивающих сил постоянных токов на магнитопроводы 25, 27 действует только намагничивающая сила нормальной частоты возбуждения, на объединенных первых выводах обмоток 21 и 22 сигнал удвоенной частоты отсутствует. При разбалансе появляется напряжение удвоенной частоты, пропорциональное величине и направлению разбаланса, которое выделяется фазочувствительным детектором 23 в виде управляющего сигнала.

Формула изобретения Устройство для измерения нестабиль- 5 ности постоянного тока, содержащее делитель, два входа которого являются входами устройства соответственно, два выхода делителя соединены с первым и вторым входами блока сравнения, источник опорного 10 напряжения и индикатор, стличающе- е с ч тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона величин токов, в него введены регулятор постоянного тока, управляющий вход которого через усили- 5 тель соединен с выходом блока сравнения, третий и четвертый входы которого через преобразователь напряжение-ток соединены с соответствующими выходами источника опорного напряжения, первый выход 0 регулятора постоянного токз через индикатор соединен с пятым влодсм блока сравнения, шестой вход которого соединен с вторым выходом регулятор-;, постоянного тока, причем делитель выполнен в виде де- 5 лителя постоянных токов, содержащего измерительную обмотку, два вывода которой являются соответствующими входами делителя постоянных токов, выход детектора разбаланса ампервитков постоянных гоков 0 через усилитель постоянного тока соединен с управляющим входом регулятор;) постоянного тока, первый выход которого соединен с первым выходом коммутатора, 2N входов которого соединены с 2N выводами N ком- 5 пенсационных обмоток соответственно, второй выход регулятора постоянного тока является первым выходом делителя постоянных токов, вторым выходом которого является второй выход коммутатора, блок 0 сравнения выполнен в виде блока сравнения постоянных токов, причем его первый вход является первым входом коммутатора, 2N выходов которого соединены с 2N выводами N измерительных обмоток р.орой 5 вход коммутатора является вторым входом блока сравнения постоянных токсз, выход которого соединен с выходом детектора разбаланса ампервитков постоянных токов, выводы первой измерительной обмотки яв- 0 ляются третьим и четвертым входами, а выводы второй измерительной обмотки являются пятым и шестым входами блока сравнения постоянных токов соответственно.

15-N

Фиг.2