ЙОКСОЮЗНАЯ I 6 ^ •if^If^fJ'^^•-^J•*'^ '<•''' ^-' ^ ' -'-•:••.••: .-я я «wj kj?NuSU";..^.:.^;^-:t'>&| Советский патент 1973 года по МПК G01R29/04 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения отношения действующего к среднему значениям токов или напряжений, т. е. коэффициента формы (Кф) в электрических цепях от 20 гц до десятков килогерц и широком диапазоне амплитуд токов и напряжений.

Известны приборы для непосредственного измерения коэффициента формы кривой переменного тока, представляющие собой магнитоэлектрический логометр, одна из рамок которого включена в цепь переменного тока через выпрямитель, а другая через термопреобразователь. Так как ток в рамке логометра, включенной через термопреобразователь, пропорционален действующему значению исследуемого переменного тока, а ток в рамке, включенной через выпрямитель, работающий на квадратичном участке характеристики,- среднему значению переменного тока, то отклонение логометра, являющееся функцией отношения токов в рамках, однозначно зависит от значения коэффициента формы кривой исследуемого переменного тока.

Недостатком таких приборов является необходимость работы полупроводникового выпрямителя на квадратичном участке характеристики, который, как известно, очень мал.

Известны также другие аналогичного типа приборы, обеспечивающие возможность работы на линейном участке характеристики выпрямителя, в которых применен дополнительный термонреобразователь, включенный через фильтр между выпрямителем и соответствующей рамкой логометра.

Недостатком этих проборов для измерения коэффициента формы кривой переменного тока является их низкая точность. Цель изобретения - повысить точность измерения в широком диапазоне частот и амплитуд измеряемого тока.

Ноставленпая цель достигается тем, что прибор, содержащий выпрямитель, в цепь нагрузки которого включен преобразователь

действующего значения исследуемого переменного тока, снабжен схемой уравновешенного сравнения напряжений, пропорциональных действующему и среднему значениям измеряемой формы тока, состоящей из магнитоэлектрического нуль-индикатора, декадного потенциометра и стабилизированного источника постоянного тока, выход с сопротивления нагрузки которого включен через нуль-индикатор встречно с выходом потенциометра,

включенного в цепь выпрямленного тока измеряемой формы, а также устройством стабилизации уровня действующего значения в цепи измерения Кф, состоящего из компаратора действующего значения, цепь постоянного тока которого включена последовательно с

выходным сопротивлением источника постоянного тока, и цепи автоматического регулирования уровня действующего значения на входе прибора до заданного уровня, содержащей воспринимающий орган и регулируемый масштабный иреобразователь.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема прибора, в которой компаратор действующего значения выполнен в виде фотопреобразователя; на фиг. 2 - схема прибора, в которой компаратор выполнен на термоиреобразователях.

Предлагаемый прибор содержит масщтабный преобразователь 1, состоящий из магазина шунтов, делителя напряжений и широкополосного усилителя с плоской частотной и линейной фазовой и амплитудной характеристикой, мостиковый выпрямитель 2, фотопреобразователь 3, состоящий из лампочки накаливания и фоторезистора, включенного в мостовую цепь переменного тока 4, отсчетное устройство 5 в виде декадного потенциометра, сопротивления нагрузки 6, стабилизированный источник постоянного тока 7, нуль-индикатор магнитоэлектрической системы 8 и схему автоматической стабилизации рабочего тока 9, состоящую из усилителя и реверсивного двигателя (на чертеже не показаны).

Электрический сигнал исследуемой формы тока или напряжения преобразуется масштабным преобразователем / до задапного значения и выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 2, нагрузкой которого является безреактивное сопротивление, состоящее из лампочки накаливания, фотопреобразователя 3 и потенциометра 5, обеспечивающее получение почти линейной динамической характеристики выпрямителя.

Действующее значение тока измеряемой формы устанавливается строго постояпным при помощи мостовой цепи переменного тока 4, в одно из плеч которой включен фоторезистор.

Мост уравновешивается при настройке и градуировке прибора по заданному значению тока в цепи нагревателя фотопреобразователя. При отклонении действующего значения тока измеряемой формы от заданной величины напряжение разбаланса моста 4, усиленное усилителем переменного тока, с помощью реверсивного двигателя воздействует на масштабный преобразователь / и производит регулировку тока в цепи преобразователей 3 и 5.

Точность установки заданного действующего значения тока в цепи преобразователей 3 и 5 определяется пороговой чувствительностью усилителя и реверсивного двигателя, позволяющей устанавливать рабочий ток с точностью до 0,1%.

Постоянный ток в нагрузке 6 стабилизированного источника постоянного тока 7 устанавливается при градуировке равным заданному действующему значению тока измеряемой формы, т. е. . При этом выход с сонротивления нагрузки 6 стабилизированного источника, пропорциональный действующему значению тока измеряемой формы : 2/ const, сравнивается при помощи магнитоэлектрического нуль-индикатора 8 со средним значением падения напряжения от выпрямленного тока на потенциометре 5. В момент равновесия схемы сравнения

-cp -- - ср --

где 2 const -сопротивление 6 нагрузки стабилизированного источника постоянного тока; /ср - среднее значение тока измеряемой формы;

/д - действующее значение тока

измеряемой формы.

Измеряемый коэффициент формы тока равен:

/Г - д

(1) Аф- - - -.

ср

Из формулы (1) видно, что при / 2 const сопротивление может быть отградуировано в

единицах Кф, обеспечивая абсолютно равномерную шкалу отсчетного устройства, что позволяет выполнить прибор многопредельным. Сравниваемые напряжения t/cp и t/s имеют величину порядка нескольких вольт и обеспечивают высокую чувствительность схемы сравнения, позволяюшую применить в качестве нуль-индикатора щитовой микроамперметр. Отсчетное устройство г потенциометра 5 имеет высокую разрещающую способность, допускающую отсчет Кф до 0,001. Схема, изображенная на фиг. 2, имеет компаратор, выполненный на термопреобразователях 10 и 11. Принцип работы этой схемы аналогичен вышеуказанной. Отличие заключается только в

том, что действующее значение тока измеряемой формы устанавливается строго постоянным при помощи компаратора одновременного сравнения, состоящего из двух термопреобразователей 10 и 11, нагреватели которых обтекаются соответственно измеряемым током и постоянным током от стабилизированного источника постоянного тока 7.

Предмет изобретения

1. Прибор для измерения коэффициента формы кривой перемепного тока, содержащий выпрямитель, в цепь нагрузки которого включен преобразователь действующего значения исследуемого переменного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен схемой уравновешенного сравнения напряжений, пропорциональных

действующему и среднему значениям измеряемой формы тока, состоящей из магнитоэлектрического нуль-индикатора, декадного потенциометра и стабилизированного источника постоянного тока, выход с сопротивления нагрузки которого включен через нульиндикатор встречно с выходом потенциометра, включенного в цепь выпрямленного тока измеряемой формы.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения независимости показаний от уровня действующего значения измеряемого напряжения, он снабжен устройством стабилизации уровня действующего значения в цепи измерения Кф, состоящего из компаратора действующего зпачеиия, цепь постоянного тока которого включена последовательно с выходным сопротивлением источника постоянного тока, и цеци автоматического регулирования уровня действующего

значения на входе прибора до заданного уровня, содержащей воспринимающий орган н регулируемый масштабный преобразователь.

3.Прибор по п. 2, отличающийся тем, что компаратор выполнен на термопреобразователях.

4.Прибор по п. 2, отличающийся тем, что компаратор выполнен в виде фотопреобразователя, состоящего из лампочки накаливания, включенной в цепь выпрямителя тока измеряемой формы и фоторезистора, включенного в одно из плеч мостовой цепи, работающей в уравновещенном режиме.

jzs