Устройство для измерения падения напряжения на контактах Советский патент 1993 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для непосредствённбго измерения падения напряжения на контактах электрических аппаратов при номинальном токе. Y

Цель изобретения - улучшение .удельных энергетических и массогабаритных характеристик при одновременном обеспечении высокой достоверности.

На чертеже приведена Структурная схема устройства.

Устройство для измерения падения напряжения на контактах содержит источник 1 испытательного напряжения, выход 2 которого через первый регулирующий элемент 3 и шунт 4 связан с токовым зажимом 5 для подключения одного из выводов контактной пары 6, Другой токовый зажим 7

связан с общей шиной 8 источника 1 испытательного напряжения.

Выход 9 дополнительного источника напряжения 10 через второй регулирующий элемент 11 и шунт 4 также связан с токовым зажимом 5, Общая шина 12 дополнительно- го источника напряжения 10 подключена к общей шине 8 источника испытательного напряжения 1, но может быть подключена к его выходу 2. Для подключения к исследуемым контактам б измерителя напряжения 13 служат потенциальные зажимы 14 и 15.

К потенциальным выводам шунта 4 подключен первый операционный усилитель 16, выход которого соединен с инвертирующими входами второго и третьего операционных усилителей 17 и 18. выходы которых подключены к управляющим входам соот v

fe

00

о

CD

СО

AsJ

ветствующих регулирующих элементов 3 и

11.

Прямой вход второго операционного усилителя 17 подключен к выходу задатчика

19 испытательного тока; Прямой вход третьего операционного усилителя 18 подключен к выходу сумматора 20, один из входов которого соединен с выходом задатчика 21 минимального тока, Другой вход сумматора

20 через аналоговый ключ 22 связан с выходом задатчика 23 фриттингового тока. Управляющий вход 24 аналогового ключа 22 соединен с выходом элемента И 25, входы которого подключены к выходу генератора 26 и блока управления 27, выполненного в виде триггера, установочный вход которого соединен с пусковой шиной 28, а вход сброса - с шиной 29 устройства.

Устройство работает следующим образом.. , . ; -. . : .. .

... При подключении исследуемой контактной пары 6 к зажимам 5 и 7 ток через нее отсутствует, поэтому равно нулю и напряжение на выходе первого операционного усилителя 16, поступающее на инвертирующий вход второго операционного усилителя 17, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный номинальному испытательному току, с задатчика 19 испытательного тока. Первый регулирующий элемент 3 полностью открывается. Однако напряжение источника 1 испытательного напряжения имеет низкий уровень, недостаточный для разрушения поверхностных пленок на исследуемых контактах.

Напряжение источника 1 устанавливается равным сумме максимальных падений напряжений на первом регулирующем элементе 3, шунте 4, токовых зажимах 5 и 7 и на исследуемой контактной паре б, с учетом необходимого технологического запаса на разброс параметров. При этом обеспечивается наиболее экономный режим измерений как по энергетическим, так и по массогабаритным характеристикам, Однако при этом не может быть обеспечено разрушение поверхностных пленок контактов б. Попытка увеличить напряжение истбчника 1 неизбежно привела бы к резкому ухудшению удельных масоогабаритиыХ и энергетических характеристик из-за необходимости бесполезно рассеивать мощность как на регулирующем элементе, так и в самом источнике. (Если напряжение источника 1 поднять с величины 2В до ЗОВ, то бесполез но расходуемая энергия возрастет на порядок).

Во избежание этих необоснованных потерь повышенное напряжение к контактной паре 6 прикладывается от дополнительного

источника 10 с напряжением, достаточным для разрушения поверхностных пленок контактов. Однако создание такого напряжения не является достаточным условием для

качественного контактирования. При малой величине тока через контакты в поверхностных пленках контактов создаются узкие фриттинговые каналы, недостаточные для прохождения номинальных токов. Но созда0 ние номинального тока от дополнительного источника привело бы к резкому ухудшению энергетических и массогабаритных характеристик. Поэтому посредством задатчика 21 минимального тока через сумматор 20 зада5 ется для регулятора 11 минимальный ток; . достаточный для поддержания тока через контакты, после разрушения поверхностных пленок. Обратная отрицательная, связь для этого контура образуется посредством

0 тех же шунта 4 и операционного усилителя 16 на инвертирующий вход третьего операционного усилителя 18. Поскольку ток под- . держания качественного контактирования на несколько порядков ниже номинального

5 тока, то потери на поддержание этого тока , составляют доли процента от потерь, необходимых для поддержания номинального тока от полного напряжения, достаточного для разрушения поверхностных пленок.

0 Для первоначального разрушения поверхностных пленок контактов по пусковой шине 28 подают запускающий импульс, ус: танавлйвающий триггер 27 управления в единичное состояние. Импульсы с генерато5 ра 26 через элемент И 25 разрешают периодическое поступление сигнала величины фриггрингового тока с задатчика 23 через аналоговый ключ 22 и сумматор 20 на прямой вход операционного усилителя 18. По0 следний посредством регулирующего элемента 11 обеспечивает создание импульсов тока через контактную пару 6. При этом: через шунт 4 и операционный усилитель 16 обеспечивается отрицательная обратная

5 связь по току. Мощные импульсы тока разрушают поверхностные пленки контактов, образуя широкие фриттинговые каналы. В промежутках между этими импульсами каналы поддерживаются слабыми токами, за0 даваемыми задатчиком 21 минимального : . тока. . ... . /.....; При создании качественного контактирования падение напряжения на контактной паре 6 резко снижается, что

5 обнаруживается измерителем напряжения 13.. Перед отсчетом показаний напряжения триггер управления 27 может быть сброшен подачей импульса по шине 29. Однако при большой скважности импульсов генератора 26 триггер 27 сбрасывать не обязательно,

т.к. средняя величина импульсного тока большой скважности невелика. Кроме того, при включении задатчиком 19 испытательного тока этот ток создает постоянное падение напряжения на шунте 4, являющемся общим датчиком обратной связи по току для обоих регулирующих элементов 3 и 11. Поэ- . тому от дополнительного источника напряжения 10 потребляется лишь разностный ток в короткие промежутки времени. Однако в некоторых случаях отключение триггера 27 оправдано. Например, при длительных наблюдениях за величиной падения напряжения на контактах.

Задатчик 19 испытательного тока также не во всех случаях должен быть включен постоянно. Он может включаться только на время непосредственных измерений вели чины падения напряжения на контактах.

Таким образом, в устройстве обеспечивается улучшение удельных массогзбзрит- ных и энергетических характеристик при одновременном повышении достоверности. -; - ... . :- V...

Формула изобретения

Устройство для измерения падения напряжения .на контактах/содержащее блок управления, первый и второй регулирующие элементы, резистор, измеритель напряжения и источник испытательного напряжения, первый и второй выходы которого соединены соответственно через первый регулирующий элемент и резистор к первому токовому зажиму исследуемого контакта и к второму токовому зажиму исследуемого контакта, потенциальные зажимы первого и второго исследуемых контактов подключены к соответствующим

выходам измерителя напряжения, о т л и- ч а ю щ ее с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических характеристик и повышения достоверности измерений в не- го введены дополнительный источник напряжения, три операционных усилителя, задатчики испытательного, минимального и фриттингового токов, сумматор, аналоговый ключ, элемент И и генератор, причем резистор выполнен в виде шунта, потенциальные выводы которого подключены к соответствующим входам первого операционного усилителя, выход которого соединен с инвертирующими входами второго и

третьего операционных усилителей, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно первого и второго регулирующих элементов, первый и второй выходы дополнительного источника напряжения соединены соответственно через второй регулирующий элемент с выходом первого регулирующего элемента и вторым выходом источника испытательного напряжения, выход генератора и выход блока управлехия. соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу задатчика

фриттингового тока, выход задатчика минимального тока и выход аналогового ключа соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которою соединен с прямым входом третьего

операционного усилителя, прямой вход второго операционного усилителя соединен с выходом задатчика испытательного тока.

Использование; в электроизмеритель- нбй технике и может быть использовано для непосредственного измерения падений на прлжения на контактах электрических аппаратов при номинальном токе. Сущность изобретения: устройство для измерения падения напряжения на контактах содержит блок управления, два регулирующих элемента, резистор, измеритель напряжения, источник испытательного напряжения, токовые и потенциальные зажимы исследуемых контактов, дополнительный источник напряжения, три операционных усилителя, задатчики испытательного, минимального и фрютингового токов, сумматор.аналоговый ключ, элемент и {«генератор. В данном устройстве обеспечивается улучшение удельных массо- габаритных и энергетических характери : стик при одновременном повышении достоверности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.