Способ анализа формы кривой переменного напряжения Советский патент 1938 года по МПК G01R29/04 

Существующие способы анализа формы кривой переменного напряжения основаны на применении магнитоэлектрического осциллографа-дорогого прибора, требующего сложных манипуляций для получения осциллограммы и СЛОЖНОЙ обработки последней. Точность получаемых результатов вообще невысока и зависит от точности измерения ординат на осциллограмме и конструктивных особенностей применяемого экземпляра осциллографа. Пределом точности измерения отнощения амплитуды одной пз высших гармоник к амплитуде основной гармоники является величина порядка 0,1°/о достижимая при условии малых размеров и значительной яркости светового пятна, при мелкозернистой лучщего качества фотографической пленке, последующем увеличении последней и промере ординат на компараторе или иным методом с точностью до 0,1 мл{. По конструктивным особенностям существующих типов магнитоэлектрический осциллограф применим почти исключительно в лабораторных условиях.

Анализ формы кривой может быть основан и на применении катодного

(электронного) осциллографа, прибора, более дешевого, чем первый, требующего примерно такой же по СЛОЖНОСТИ обработки осциллограммы и дающего несколько меньщую точность и также допускающего применение ТОЛЬКО в лабораторной обстановке.

Наконец, для той же цели служит основанный на явлении резонанса прибор ДЛЯ измерения высших гармоник, требующий меньщих вычислительных операций, чем предыдущие, более дещевый и применимый не ТОЛЬКО в лабораторных условиях, по дающий еще меньшую точность.

Предлагаемый метод основан на новом применении известного способа трех вольтметров, заключающегося в измерении падений напряжения на включенных последовательно известных активном и реактивном сопротивлениях, а также общего падения напряжения. Согласно изобретению, измеряют отношение средних значений исследуемых переменных напряжений па последовательно включенных активном и реактивном сопротивлениях к полному падению напряжения при различных соотношениях величин указанных сопротивлений таКИМ образом, чтобы число серий про- | ние образцового реактинного еоиротиизведенных измерений соответство- влеиия г, образуют треугольник coiipoнало числу определяемых высших тивлений. Если обозначить активную

гармоник, а затем определяют значение каждой из них путем совместного решения системы уравнений. Для осуществления этого способа в устройстве, согласно изобретению, применен делитель напряжения, снабженный н калой отнон1ений длины его частей; с помощью этого делителя может ;

быть увеличена точность определе- j между упомянутыми сопротивлениями ния отношений измеряемых ггадений j и мгновенными значениями падений

напряжения к полному.

Полное сопротивление всего участка , образцовое чисто активное сппротинленне г и полное сонротнвле/4,, («f -;-) -.-О

г ) п /;/ - +

Он- -i

Еслн поданное напряжение не си- ник и для мгновенных значени паденусоидально, то указанные соотноше- ний напряжений вместо соотношений 1(я сохрапяглтя для калхдой из гармо- (1) будут иметь место соотношения (2):

//.v т/; /о)

состанляющую образцовоги реактивного сопротивления через и реактивную составляюн1.ую через х (х.. LU/. и с.1учае катушки самоидукции i

li с.аучае конденсатора), то

наиряжения имеют место следующие соотношения (верхние знаки относятся к случаю индуктивного, а нижние емкостного сопротивлений):

//(Л- (

1

.г/,. ---: I ,„ Г,,;- .i. - } 1-,„ --Х-,, il

rk.v k.,L или .v/,.

Ьсли пз.мерить средние значения па-несннусоидальиого напряжения чере/;

дений напряжения за половину нерио-значение // 0.то цолучен ыми

да основной гармоники между момен-измерением значениями L LMi О исс;иерехода кривой riepeMeiinoro прот1 в.1ениями будут соотнон1ения (. ):

г Х - / ji X tilK ,, J

f ::.-: ,-,:-( tl ,d t J CO S (/ f,) ; -.)

XT - Г ,, x COS (., ,,

-- I llfldf

- / ,-- /,--A

Г , -.:V j „,,a, -

i -f-- /.2 ,„й5ш( + ср„) о

U,nk sin ( f ;fe )«

-y Umk si ( + т/fe ± ) 2xk Q

Углы сдвига i .. arc tg-;: ; или arc tg (-.) 0, arc tg или , arc tg (- Разделив уравнения зетственно

2t/,

/n.

, МОЖНО получить

сократив ta

о. ()

1 Umk

1 V « ОТЙ/г J.

( Х «А 1 - ,, .

, («.-ь

т,

Полученные два уравнения (5) и три уравнения (4) составляют систему пяти уравнений с пятью неизвестными:- -, г, 1, :f Осталь т

Z -ik

ные величины /fe, , --- , г, г„,

и 6й являются известными.

Выполнив измерения средних значений падений напряжения за полупериод основной гармоники на сторонах k различных треугольников сопротивлений, можно получить Ik уравнений (5) и 3/г уравнений (4) с 5А неизвестными. Принимая во внимание, что члены, относящиеся к первой гармонике, заключают в себе отно г

- 1 и что одно из значешение

и,

Q

(4)

А...6У

(5)

0)

ний (любое) , i.2 или ty может быть принято равным нулю, число неизвестных сокращается на два. Решение уравнений может быть выполнено различными методами, например, различными вариантами метода последовательных приближений, номографического и т. д.

Схема устройства для осуп1.ествления описанного способа представлена на прилагаемом чертеже. Устройство состоит из лампового вольтметра с анодным детектировапием (/-7), образцового солротивления5 в анодной цепи, падение напряжения на котором подают к потенциометру постоянного тока, на чертеже не указанному, специального делителя напряжения 9 типа потенциометра Пасквалини, сопротивление которого равно 20000 ом и не изменяется при повороте рукояток, магазина JO як(36) и (Зв) на (За) и вынеси из-под знака суммы соот2t/«. f/mlOl 2У,„.д. --.- - « -.г

тивного сопротивления, магазина // реактивного сопротивления, например, магазина емкости, двух переключателей 12 и /5-одного на два направления и другого - на три направления и реостата 14 сопротивлеiiHe.M 300 ом.

Перед измерением регу,;1ировкой реостатами 3 и 7 зстапаиливают нормальный режим для электронно лампы. Реостатом э подают такой отрицательный потенциал па сетку, при котором анодиьи ток умепьнлается до нуля. При правом положении пере|;лючателя 12 подается па сетку падение нагфяжения L,, (пли Иь ) и потенциометром постоянного тока комценсируют пульсирующее падение напряжения образцовом сопротивлении в анодной це1и;. Затем переключатель /2 переводят i; левое иоложение и 1Ю1Шротом рукояток сиециального делителя папряжепия 9 на сетку подают папряжепие, равное гому, которое было при право.м положении переключателя 12. Положение рукояток потеициометра иостояиного гока при этом не должно изменяться. По положению рукояток делителя напряжения 9 непосредственно отсчитывают значение величины v (или |J-). Таким образом, при при.менении описанного устройства одна серия измерений сводится к определению двух величин V и JJ. при некоторых значениях активного и реактивного образцовых сопротивлений.

Число серий измерений должно быть на одну больше числа исследуемых высших гармоник. В каждой серии измерений отношение реактивной составляюгцей сопротивления участка к активной составляющей должны быть разными. 11змерение частоты перемеппого напряжения до.тжпо быть произпедено с наипысп1ей

0чностью, например, стробоскоп ич),скпм методом.

Пред е т и 3 о б р е т t; н и ij.

к авторскому свидетельств) А. А. Чечулина

I

53520