Устройство для измерения тока короткого замыкания химического источника тока Советский патент 1979 года по МПК H01M10/48 G01R19/04 

сопротивлений шунта и собственного сопротнвления амнерметра. Известно устройство .4, содержащее измерительный нрнбор н нагрузочный конденсатор, подключенный к ХИТ через переключающий элемент, с помощью которого можно расчетным лутем определить сопротивление н ток короткого замыкаппя ХИТ. Однако определение ИСКОМОЙ величины в данном случае осуществляется косвенным путем, что не обеспечивает необходнмой точности измерения. Целью изобретения является создание устройства для измерения тока короткого замыкания ХИТ, обладающего повыщенной точностью. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено трансформатором, диодом, батареей дополнительных конденсаторов, двумя дополнительными переключающими элементами и блоком управления переключающими элементами, причем первичная обмотка трансформатора включена в цепь между нагрузочным конденсатором и химическим источником тока, а его вторичная обмотка через диод н другой переключающий элемент соединена с упомянутой батареей конденсаторов, нодсоединеиной через третий переключающий элемент к измерительному прибору. При этом число конденсаторов в батарее выбирают в пределе от двух до двадцати. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит химический источник тока I, нагрузочный конденсатор 2, блок управления 3 переключающими элементами 4, 5 и 6, трансформатор 7, полупроводниковый диод 8, конденсаторы, последовательно соединенные в батарею 9, вольтметр 10. В исходном состоянии подвижный контакт ключа 4 подключен к ненодвижному контадту б. Подвижные контакты нереключателя 5 находятся в нижнем (по чертежу) положении, т. е. вторичная обмотка трансформатора 7 через днод 8 подсоединена к нижнему (по чертежу) конденсатору батареи 9, подвижный контакт, ключа 6 подключен к неподвижному контакту а. При подключении исследуемого ХИТ 1 устройство находнтся в состоянии готовности к измерению тока короткого замыкания исследуемого источника 1. Устройство работает следующим образом. С блока управления 3 поступает на ключ 6 сигнал, переключающий подвижный контакт этого ключа 6 к неподвижному контакту в, затем с блока управления поступает сигнал на ключ 4, переключающий подвижный контакт этого ключа в положение а - исследземый источник 1 подключается к разряженному конденсатору 2, который начинает разряжаться от ХИТ, до величины напряжения равной ЭДС ХИТ, при этом через первичную обмотку трансформатора 7 протекает ток заряда конденсатора 2, амплитуда которого равна току короткого замыкания ХИТ 1, параметры диода 8, вторичной обмотки трансформатора 7 и конденсаторов -батареи 9 выбраны таким образом, что нижний коидснсатор от ЭДС, наводимой во вторичной обмотке трансформатора, заряжается до амплитудного значения наиряжения, пропорционального величине тока короткого замыкания, после заряда конденсатора 2 от ХИТ 1 из блока управления поступает на ключ 4 сигнал, переводящий подвижный контакт этого ключа в положение б, при которо.м конденсатор 2 разряжается, и сигнал на иереключатель 5, отключающий нижиий конденсатор батареи 9 от вторичной обмотки трансформатора 7 и подключающий к ней следующий конденсатор батареи 9, устройство приходит в готовность к следующему циклу, далее циклы иовторяются до тех пор, пока последний конденсатор батареи (верхний на чертеже) не окажется заряженным, после чего с блока уиравлепия 3 поступает сИГнал на ключ 6, переключающий его подвижный контакт из ноложения в в ноложение б. При этом батарея заряженных конденсаторов 9 оказывается подключенной к высокоомному вольтметру 10, щкала которого отградуирована в амперах, и вольтметр 10 показывает значение тока короткого замыкания исследуемого ХИТ 1. В качестве нагрузки в устройстве иснользуется конденсатор, так как при включении на него ХИТ, только в момент включения через него течет ток короткого замыкания ХИТ, который, по мере заряда конденсатора, снижается но закону, блнзкому к экспоненциальному, до нуля, что дает незначительиые иотери емкости ХИТ во время измерения, величина емкости конденсатора 2 выбирается из такого расчета, чтобы потери емкости ХИТ за время измерения составляли сотые доли процента. Ключ 4 предназначен для подключения ХИТ к нагрузочному конденсатору 2 н для разряда конденсатора 2 после его зарядки от ХИТ. Его сопротивление должно быть пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением короткого замыкания ХИТ, а быстродействие достаточно высоким для обеспеченпя надежного контакта между ХИТ и конденсатором 2 в момент включения. Переключатель 5 может быть выполнен в виде щагового искателя. Ключ 6 предназначен для подключения батареи запоминающих конденсаторов к вольтметру 10, а также для разряда батареи конденсаторов после фиксации показаний вольтметра. Трансформатор 7 необходим для согласования силовой цепи заряда конденсатора 2 с измерительной цепью. Параметры трансформатора 7 выбираются из условия совместимостй наименьших потерь тока короткого замыкания ХИТ на нервичной обмотке этого трансформатора и наибольшего напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

Батарея конденсаторов служит для усреднения результатов серии опытов с одним и тем же ХИТ, а также для увеличения напряжения, снимаемого высокоомным вольтметром 10, Что в значительной степени повышает точность измерений. Опытами было установлено, что точность измерения с увеличепием числа кондепсаторов в батарее более двадцати растет незначительно, а себестоимость устройства повышается. Диод 8 необходим для выпрямления напряжения, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора 7. Вольтметр 10 должен иметь достаточно высокое сопротивление для достоверного снятия информации с батареи 9. Шкала вольтметра может быть отградуирована в амперах.

Результаты испытания макета. В батарее конденсаторов 9 использовались конденсаторы по 20 мкф каждый, емкость нагрузочного конденсатора 2 равнялась 0,04 ф, диод 2 Д510А, число конденсаторов 10, вольтметр Щ-1412 с входным сопротивлением 1000 мОм, исследования проводились на шелочных аккумуляторах емкостью до 36 кК сухих элементах. Измерение тока короткого замыкания ХИТ проводилось также с помошью амперметра, быстродействие которого составляло 1 с. Потери емкости ХИТ за время измерения с помош;ью амперметра составили в среднем 6% от номинальной, в то время, как при измерении тока короткого замыкания предлагаемым устройством потери емкости ХИТ составили 0,08% от номинальной емкости. Уменьшение потерь емкости ХИТ при использовании заявляемого устройства обусловлено использованием в качестве нагрузки аккумулятора нагрузочного конденсатора.

Погрешность измерений тока короткого замыкания с номощыо амперметра составила 20% из-за снижения величины тока короткого замыкания за время измерения. За 1 с величина тока короткого замыкания ХИТ уменьшилась в среднем на 15%, как показали результаты записи тока запоминаюп1,им осциллографом; тогда как время заряда нагрузочного конденсатора описываемого устройства равнялось (0,0002-

0,005) с. Кроме того, повышение точности измерений тока короткого замыкання ХИТ описываемым устройством, по сравнению с прототипом, обусловлено применением батареи конденсаторов, что позволило усреднить результаты серии опытов.

Погрешность измерений, производимых

предлагаемым устройством, составила Э%.

Предлагаемое устройство может найтн

применение во всех отраслях промышленности, где используются ХИТ для определения таких важных параметров ХИТ, как остаточная емкость, так как связь между током короткого замыкания и остаточной

емкостью однозначная. Устройство позволит следить за состоянием ХИТ и своевременно их подзаряжать, что значительно повысит надежность работы устройств, содержаших ХИТ, а также продлить срок

службы ХИТ.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения тока короткого замыкания химического источника тока, содержашее нагрузочный конденсатор, подключенный через переключаюший элемент к одному из зажимов для подключения испытуемого источника, и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с

целью повышения точности измерения, оно снабжено трансформатором, диодом, батареей дополнительных конденсаторов, двумя дополнительными переключающими элементами и блоком управления нерекалючающими элементами, причем первичная обмотка трансформатора включена в цепь между нагрузочным конденсатором и другой клеммой для подключения источника, а его вторичная обмотка через диод и другой

переключающий элемент соединена с батареей конденсаторов, подсоединенной через третий переключаюплш элемент к измерительному прибору.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что число конденсаторов в батарее

выбирают в нределе от двух до двадцати.

Источники информации, принятые во вннмание нри экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 299804, кл. G 01R 19/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 393059, кл. G 01R 19/00, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР № 382022, кл. И 01М 10/48, 1973.

4. Авторское свидетельство СССР № Н 01М 10/48, 1976.