Электротепловой способ измерения электрической мощности Советский патент 1977 года по МПК G01R17/00 G01R21/02 

критезисторов на основе монокристаллов V02 и У2Оз изменение температуры Гк еще меньше. Критезисторы с отрицательным ТКС «автостабилизируют свою температуру лишь нри работе в режиме заданного тока, т. е. от источннка тока с достаточно большим внутренним сопротивлением Ri, выходным сигналом для них является напряжение на критезисторе. Если критезистор с отрицательным ТКС запитать от источника напряжения U с малым г. то с уменьшением сопротивления R критезистора при его фазовом переходе мощность , выделяемая в нем, резко возрастает, что приводит к перегреву критезистора. Наоборот, Критезисторы с положительным ТКС в области фазового перехода «автостабилизируют свою температуру лишь при работе в режиме заданного напряжения, т. е. от источника напряжения с малым внутренним сопротивлением, выходным сигналом для них является ток через критезистор. Действующие значения тока i через разогретый критезистор и напряжения U на нем связаны уравнением энергетического баланса U, + (T,-T,) или с учетом соотношения (1) и, + (в-Т,).(2) где к - коэффициент теплоотдачи от критезистора, Тс-температура окружающей среды, (Тс-.@) q - количество тепла, передаваемое от подогревателя к критезистору в единицу времени. Запитав два однотипных критезистора (т. е. два критезистора с одной и той же критической температурой вис ТКС одного знака) стабилизированными токами i и 12 или напряжениями f/i и С/2 (в зависимости от знака их ТКС), достаточными для разогрева критезисторов до критической температуры 8,получим на их выходе соответственно напряженияff Ki()qi . -о, - : , К,(в-Т)-д, или токи К(д-Т,-д . K,(,)-q -и. Для упрошения последующего рассмотрения положим, что для обоих критезисторов коэффициенты теплоотдачи равны: В этом случае при (или С/1 С/2) выходной сигнал преобразователя равен ll - 92 вых - 2 - I, - 1 - 2 Если на подогреватель первого критезистора подать сумму двух напряжений, пропорциональных соответственно напряжению на объекте Ux току через него ix ( + b2ix), а на подогреватель второго критезистора - разность этих напряжений ((J Ь.и., - 6,д, то t : у-у((/лУх + Ь., q.-(b,U,-b,i,Y (здесь R - сопротивление подогревателя, а- коэффициент теплопередачи от подогревателя к критезистору, t - текущее значение времени). вых Ь.. U,i,dt const Р, bi-bz - Uj-ijflt - constР у, где РХ-измеряемая электрическая мощность. Из вышеизложенного следует, что предлагаемый электротепловой способ измерения электрической мощности отличается от известного способа существенной новизной. В основе предлагаемого способа лежит эффект «автостабилизации температуры критезистора разогретого протекающим по нему током до критической температуры, а следовательно и «автостабилизации выделяющейся в нем электрической мощности + q. включая мощность, передаваемую критезистору от подогревателя. Этот эффект присуш только критезисторам, и у других типов тер морезисторов не наблюдается. Отсюда выте кает такая существенная особенность предлагаемого способа, как сочетание прямого нагрева с косвенным. В известных способах используется только косвенный подогрев терморезисторов, причем заметный прямой нагрев терморезисторов протекающими по ним измерительными токами недопустим, так как он обуславливает существенную дополнительную погрешность преобразования. Для уменьшения, ее приходится уменьшать величину измерительного тока, а, следовательно, и величину электрического сигнала на выходе преобразователя, что сущетвенно ограничивает к.п.д. преобразования и величину выходного сигнала. Этот недостаток устранен в предлагаемом способе. Формула изобретения Электротепловой способ измерения электриеской мощности с использованием двух элекротепловых квадратов с косвенным подогреBOM, на подогреватели которых подают соответственно сумму и разность нзпряжетпи ;, пропорциональных напряжению ;;а объекте измерения и току через него, и измеряют разность выходных сигналов квадратов, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. преобразования, измерение осуществляют с помощью критезисторов с отрицательным или положительным температурными коэффициентами, подогрев которых дополнительно осуществляют стабилизироваными током или напряжением соответственно, причем разогрев и-; прО :зБпл:1т до критической температуры - тс:.;псратугы фазового перехода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.J. Fischer Theorie der thermischen Messgerate der Elektrotechnischen grnndlagen Berlin, 1931, s. 137.

2.B. 0. Арутюнов. «Электрические измерительные приборы и измерения М., Госэнергоиздат, 1958, с. 154-159.