Электрическое компенсационное измерительное устройство Советский патент 1946 года по МПК G08C19/04 

Предметом (Настоящего авторского свидетельства является электрическое К0 шенсаци1он-ное измерительное устройство, в котором измеряемая электрическая величина компенсируется периодически изменяющимся напряжением таким образом, что момент их взаимной компенсации фиксируется срабатыванием нулевого реле. Отличительной особенностью устройства, согласно изобретению, является использование нулевого реле для подачи при его срабатывании в цепь измерительного прибора такого импульса напряжения, который равен или превьш 1ает ino величине максимальное значение компенсационного напряжения и направлен навстречу последнему с целью непосредственного измерения значения компенсационного тока в момент компенсации по отклонению светового указателя какого-лпбомалоинерционного

прибора, например, по типу вибрационного гальванометра.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. I которого дана схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - упрощенная схема того же устройства, на фиг. 3 график работы устройства, на

фиг.4 - вариант выполнения предлагаемого устройства для работы на неременном токе и на фиг. 5- график работы последнего варианта устройства.

Схема (фиг. 1) электрического компенсационного измерительного устройства собирается из; 1) сопротивления R,,,, на части /, которого компенсируется измеряемое напряжение У,,, 2) нулевого реле HP, включенного в измерите.,тьную цепь, и 3) вибрационного гальванометра ВГ, включенного в цепь компенсационного тока. Компенса.ционное напряжение пилообразной нли иной формы подается на зажимы Л1-ЛчЗа каждый цикл изменения компенсационного напряжения для каждого значения L/,. измеряемой величины дважды отыскивается равное и противоположно направленное уравновешивающее падение напряжения U,. на сопротивлении . При ЭТОЛ1 в каждый момент компенсации чувствительное реле HP замыкает свои контакты в цени вибрацпонного гальванометра ВГ. Контакты реле HP замкнуты в течение всего времени перекомиенсац {и, что обеспечивает .подачу длительного импульса, постоянного no величине и обратного по направлению напряжения на зажимы вибрационЕОго гальванометра ВГ (импульс отсечки). Влияние дополнительного напряжения, -подаваемого на вибрационнь1Й гальванометр в момент «отсечки, на величину и форму кривой компенсационного тока может быть сделано весьма малым. Действительно при отсутствии тока «отсечки мгновенное значение компенсационного тока определяется выражением (1) (фиг. 2): /14 - R:-W- где и - мгновенное значение компенсирующего напряжения на зажимах, Р.„- сопротивление потенциометра, / г--сопротивление гальванометра с шунтом. При наличии тока «отсечки, для того же значения 1сомпенсируЕОщего напрялсения величина компенсационного тока бздет: . J.L J7 Еп + Вг Вп+Кг - - -la, (2) Rn ч -иг где / „ -ток отсечки, принятый равным ампулитудному значению компенсационного тока. Влияние тока отсечки на компенсационный ток Определяется разностью выражений (1) и (2): л Д г 1 - I,,. - Sn+R: Величина этой разности определяется отношением: 7, h,, в связи с тем, что вибрационные гальванометры имеют малое внутреннее сопротивление, отнонгение J-J I ,jможет быть получено J-if п Р J-1 г весьма малым. Пример. R, Q,Q,Rn 100 Q. Дг Та л+ г100 + 0,1 :s 0,001 . 4 или л i -0,1% от полного отклонения гальванометра. Примечай и е. -При определении Дг влиянием измеряемого напряячения на компенсационный ток можно пренебречь, так как это не сказывается на конечном результате. Для получения возможно большей точности изгушрения необходимо пользоваться вибрационными гальванометрами с высокой собственной частотой колебаний. Последние дают меньшую погрешность, обусловленную инерционными свойствами гальванометра. Сопротивления К,и и Еу представляют собой комбинированный шунт для вибрационного гальванометра (фиг. 1). Развернутая картина работы устройства показана на графиках фиг. 3, где оси абсцисс разделены на циклы, соответствующие полному изменению компенсационного тока. На графике а для примера даны пять значений измеряемого напряжения или других величин, выраженных напряжением U,,, на графике б - изменение уравновешивающего напряжения //,. (взятое для примера пилообразной формы); -на графике в - имЛульсы отсечки; 1на графике г - форма кривой тока, проходящего через гальванометр при разных значениях измеряемой величины; график д дает длины световых полос от зеркальца гальванометра, соответствующие величинам компенсационного тока и напряжения U,.. Из графика следует, чго компенсация наступает в момент равенства уравновещивающего напряжения измеряемому и что показания вибрационного гальванометра (длина световой полосы), точно соответствуют измеряемому 1:апряжению. Электрическое компенсационное измерительное устройство, собранное но описанной выще схеме, мо/кет автоматически измерять переменные по величине и постоянные по знаку напряжения или дру.гие величины, выраженные напряжением.

Вместо подачи в вибрационный гальвано-метр в момент времени перекомпенсации импульса «отсечки и отведения этим светового указателя в противоположную сторону, можно применять простое закорачивание зажимов гальванометра )ia время перекомпенсации (приведение светового указателя к нулевому положению).

При литании устройства переменным токо.,1 оно может быть выполнено для измерения сравнительно медленно меняющихся по величине и направлению напряжений или других величин, выраженных напряжением. В этом случае (фиг, 4) электронное нулевое реле, в своей исполнительной части питаемое от той же сети, что и компенсационное устройство, дает импульсы отсечки, противоположные по знаку той полуволне напряжения, посредством которой производится компенсация (в противофазе). Импульсы «отсечки могут быть не прямоугольной формы, а синусоидальные, с амнлитудой, равной амплитуде компенсационного тока. Световой указатель вибрационного гальванометра в моменты перекомпенсации будет приводиться в нулевое положение. Работа схемы ясна из приведенных на фиг. 5 графиков, где оси абсцисс разделены на циклы, соответствующие полному изменению компенсационного тока.

На графике а для примера даны два значения измеряемого напряжения, отличающиеся величиной и знаком.

На графике б -изменение компенсационного напряжения.

На графике в - импульсы отсечки.

На графике ,г - форма кривой тока, проходящего через гальванометр, т. е. геометрическая сумма

тока «отсечки и компенсационного тока. Следует напомнить, что кривая тока, проходящего через сопротивление (фиг. 4), как было доказано выше, остается практически синусоидальной.

График д - показывает длины световых полос от светового указателя гальванометра для двух значений измерямой ве- ичины.

Из графика с видно:

1)в полупериодах, в которых происходит компенсация, длины световых полос определяют MPijoвенное значение компенсационного Toiva в моменты компенсации;

2)в полупериодах, в которых не происходит компенсации, длины световых полос постоянные по величине (не зависят от измеряемой величины) и соответствуют амплитудному значению компенсационного тока.

Н р е д м е т и .э о б р е т е н и я

Электрическое компенсационное измерительное устройство, в кото-, ром из.меряемая электрическая величина компенсируется периодически изменяющимся напряжением таким образом, что момент их взаимной колгаенсации фиксируется срабатыванием нулевого реле, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что нулевое реле использовано для подачи при своем срабатывании в цепь измерительного прибора импульса напряжения, равного или превышающего по величине максимальное значение компенсационного напряжения и направленного навстречу пос.педнему с целью непосредственного измерения значения компенсационного тока в момент компенсации по отклонению светового указателя какого-либо малоинерционного прибора, например, по типу вибрационного гальванометра.

,

Фиг. 2