Прибор для определения относительной величины высших гармоник в переменных токах сложной формы кривой Советский патент 1939 года по МПК G01R23/20 

В технике слабых токов для определения степени нелинейных искажений, вносимых различными аппаратами, служит величина отношения напряжения эффективной суммы всех высших гармоник к напряжению основной частоты исследуемого колебания. Коэфициент этот называется клирфактором.

Практически, обычно процесс измерения основан на применении электрического фильтра, который настраивается на основную частоту исследуемого напряжения. Величину напряжения измеряют дважды -с выключенным, а затем с включенным фильтром, и по отношению полученных в результате измерений величин определяют значение клирфактора.

Предлагаемое, согласно изобретению, устройство основано на указанном методе. Новизна его заключается в некоторых особенностях схемы включения измерителя.

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему предлагаемого устройства, фиг. 2 - одно из возможных ее видоизменений.

Два сопротивления 7, / и нити накала ламп 2 и 5 образуют схему мостика, к двум вершинам 5 и 7 которого подведено постоянное напряжение , а к двум смежным вершинам 4 и 7-исследуемое напряжение и. Напряжение Е создает ток в ветвях мостика, используемый одновременно для накала нитей ламп 2 и 5 и для создания их анодного напряжения. Анодные токи обеих ламп создают на сопротивлениях 8 и 9 падения напряжений, направленные навстречу друг другу. Гальванометр 10 включен между анодами ламп 2 и 5 таким образом, что на него действует разность падений напряжений на сопротивлениях S и 9. В случае равенства этик сопротивлений и идентичности ламп падения напряжений взаимно компенсируются, и указатель гальванометра остается на нуле. В случае неполной идентичности ламп можно путем перестановки движка 11 добиться нулевого показания в гальванометре. Сопротивления /, 1 подбираются таким образом, чтобы нити .ламп 2 и 5 были несколько недокалены, т. е. рабочая

точка выбирается на участке с большой крутизной.

При подаче в сторону мостика к вершинам 4, 7 измеряемого напряжения V произойдет дополнительное нагревание нити лаыпы 2 и соответственное увеличение ее анодного тока. Так как сопротивление / значительно больше сопротивления нитей ламп, то дополнительного подогрева нити второй лампы S при этом практически не будет происходить.

Таким образом, увеличение анодного тока лампы 2 вызовет изменение падения напряжения на сопротивлении 8, компенсация нарушится и гальванометр даст отклонение, величина которого будет зависеть от значения напряжения U, Соответственным подбором величин сопротивлений /, 5, 9 можно добиться получения линейной зависимости показаний гальванометра от напряжения (/.

Процесс измерения повторяется при одновременном включении фильтра /2, настроенного на основную частоту напряжения LJ. При этом в ветви 4-7 моста будут действовать только гармонические составляющие напряжения V.

Сделав два отсчета показаний гальванометра (при включенном и выключенном фильтре) определяют значение клирфактора по отношению первого показания ко второму. Так как при измерении без фильтра к ветви 4-7 мостика приложены не только напряжение первой гармоники и, но и все высшие составляющие, то измеренная величина клирфактора будет несколько преуменьшенной.

Предварительной градуировкой прибора можно свести эту ошибку к минимуму.

На фиг. 2 приведен один из возможных вариантов практического осуществления предлагаемого прибора. Напряжение Е включено на балластное сопротивление /5, значительно меньшее, чем сопротивление мостика. Ток через сопротивление 13, а, следовательно, и напряжение, питающее диагональ мостика, поддерживаются постоянными при помощи барретера 14.

Исследуемое напряжение fJ через сопротивление и фильтр 12 подводится к ветви 4-7 мостика. Самоиндукция фильтра образована одной из обмоток трансформатора, другая обмотка которого подмагничивается постоянным током за счет падения напряжения на части сопротивления 13. Величина тока подмагничивания, а следовательно, и величина коэфициента самоиндукции трансформатора изменяется при помощи реостата 15. Так как ток через сопротивление75постоянен, то коэфициент самоиндукции трансформатора будет определяться только величиной сопротивления 15, что даст возможность менять настройку фильтра 12.

Измерение клирфактора производится следующим образом. Сначала фильтр замкнут накоротко, а добавочное сопротивление 16 включено. При помощи реостата подбирается такое напряжение на ветви 4-7, при котором стрелка гальванометра устанавливается на заданное деление. Затем включают фильтр и замыкают накоротко сопротивление 16, после чего производят отсчет по шкале гальванометра. При этом фильтр должен быть заранее настроен (по таблице) на нулевую частоту. Так как прибор имеет открытый вход, не заблокированный конденсаторами (из соображений частотных), то в случае применения схемы, изображенной на фиг. 2, в измеряемой цепи будет действовать напряжение накала лампы 2. Это напряжение будет уменьшать на 3-5 вольт нормальное смещение на сетке усилительной лампы, что иногда нежелательно. Поэтому указанный в схеме провод, отходящий от фильтра, присоединен не непосредственно в точке соединения ламп 2 и 3, а. к некоторой точке на сопротивлении 13, равнопотенциальной с верхней точкой нити лампы 2.

Таким образом, между входными зажимами разность потенциалов отсутствует, в связи с чем включение прибора во внешнюю цепь не изменяет режима работы последней.

Предмет изобретения.

Прибор для определения относительной величины высших гармоник в переменных токах сложной формы кривой по способу сравнения общего напряжения с напряжением после устранения колебаний основной частоты, в котором измеряемое напряжение используется для создания добавочного нагрева катода лампы, в анодную цепь которой включен индикатор, отличающийся применением двух однотипных ламп, нит нак-ала которых включены параллельно в питающую цепь через сопротивления 7, /, а анодные цепи предназначены для параллельного питания их от той же цепи через регулируемые сопротивления 8, 9 с той целью, чтобы изменение анодного тока одной из ламп, в результате добавочного нагрева ее нити измеряемым током, создавало разностный ток в цепи измерительного прибора, включенного между анодами ламп. Е авторскому свидетельству Б. № 55051 И. Иванова

Шиг. 1