Устройство для измерения больших сопротивлений Советский патент 1980 года по МПК G01R27/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШИХ Изобретение относится к измерительной те нике, точнее - к устройствам для измерения активных сопротивлений, может быть использовано в областа энергетики, телефонии, горной промышленности, например для контроля изоляции в кабельных линиях или измерения сопротивления горных пород. Известны устройства для измерения больших сопротивлений, содержащие источник питания для измерения, регулируемые сопротивления на .электронных лампах (использование транзисторов ограничивается высоким напряжением истоадика питания для измерения. При низком напряже ши источника питания требуются чувствительные измерительные головки (гальванометры) 1. Общий недостаток этих устройств - необходимость применения источников с высоким напряжением для измерения больших сопротивлений или специальнь1Х преобразователей напряжения, что увеличивает энергозатраты на измерение и определяет большие габариты устройств так как сами источники высоковольтного напряжения имеют больщие размеры и малую емСОПРОТИВЛЕНИЙкость. Кроме того, результаты измерения не сохраняются в удобной для считывания показаний форме, так как для этого необходимы дополн 1тельные счетчики, преобразователи аналогкод, система электронной индикации и т.д., что усложняет процесс измерения и исключает возможность его автоматизации. Наиболее близко к предлагаемому устройство для измерения больших сопротивлений, содержащее низковольтньп источник питания, преобразователь постоянного тока по схеме двухтактного блокинг-генератора на полупроводниковых триодах, а также обмотку обратной связи, шунтированную емкостью, соешшенную последовательно с полупроводниковым диодом и регулировочным сопротивлением 2. Недостатки устройства невозможность автоматического измерения активных сопротивле1ЩЙ из-за отсутствия условий для сохранения результатов измерения, что требует постоянного присутствия персонала и осуществления дополнительных операилй (например, запись данных измерения на бумагу, кодирование и передача измеряемых величин на ячейки памяти и т.д.).

3.739436

Это существенно ограничивает- функциональные возможности устройства, усложняет его эксплуатацию и снижает точность измерений (за счет коеба,ния стрелки устройства индикации).

Цель изобретения - расширение ф -нкцио- , нальных возможностей устройства без сш жеш1я точности измерения.

Для достижения этой цели устройство для измерения больишх сопротивлений, содержащее .. источник питания, связанный с контакпюй ю кнопкой, преобразователь постоянного тока, подключенный к одному из выводов регулируемого резистора, соединетоюму с первым выходным зажимом устройства, шунтирующий конденсатор и переключатель режимов измерения, снаб- is ))ёно з адат к6Ь интервалов времени, 7лектронным реле, электронным коммутатором, инвертором напряжения, нагрузовдым резистором, дополнительным конденсатором, электрохимическим интегратором, причем источник питания 20 .через электронный коммутатор подключен к 3JiFl tp M6fi pene, инт времени, преобразователю и через первый контакт переключения режимовизмерения - к точке соединения электрохимического интегратора, 25 второго выходного зажима устройства и второго контакта упомянутого переключателя, к первому выводу которого через инвертор навряжения подсоединен один из выходов преобразователя, а ко второму выводу - регулнруёмь й зо резистор, параллельно которому подключены последовательно соединенные нагрузочные резистор и электрохимический интегратор, вход задатчика интервала времени соединен через кнопку с выходом источника питания, вььход - 35 с электронным реле, а в цепь управления упомянутого задатчика параллельно шунтирующим конденсаторам вк.шочен дополнительный конденсатор.

На чертеже представлена схема устройства о для измерения больших сопротивлешш.

Низковольтный источник гонения I соединен через контактнь1е кнопки 2 с задатчнком 1штервалов времени 3 и через электронный коммутатор 4 - с входом преобразователя постоянного 45 тока 5. В цепи управления задатчика интервалов 3 параллельно включены конденсатор сброса 6 и щуитируюише конденсаторы 7-9, подключаемые к цепи управления задатчика интервалов 3 соответствующими кнопками 10-12. о

Выход эадатчика 1штервалов 3 соединен со входом электронного реле 13, которое связано с управляющим входом коммутатора 4. Выход преобразователя 5 соединен через коммутатор и контакт переключателя режимов измерения 14 с одним из полюсов электрохимического интегратора 15, а второй выход преобразователя 5 связан с инвертором напряжения 16 и через нагрузочный резистор 17 - с другим

полюсом электрохимического интегратора 15. Кроме того, в коммутаторе 4 соединяется цепь блокировки контактов кнопки 2. Выход инвертора напряжения 16 соединен через контакты переключателя 14 с входом интегратора 15 и с регулируемым резистором 18, который связан с выходом преобразователя 5. При этом интегратор 15с нагрузочным резистором 1 под1слючен к линейным контактам разъе|«а 19 для подсоединения измеряемой линии.

Работает устройство следующим образом.

Перед началом измерения необходимо к задатчику интервалов времени 3 подключить один из шунтирующих конденсаторов 7-9, нажав соответствующую кнопку 10-12. Величину шунпфующей емкости подбирают такой, чтобы она была одного порядка ожидаемого сопротивления измеряемой шшии..

Затем с помощью контакта разъема 19 подключают измеряемую линию, переводят переключатель 14 в положение Измерение и нажимают нефиксируемзгю кнопку 2. При этом низковольтный истопшк питания 1 подключается к задатчику интервалов времени 3, который на период, определяемый временем накопления и разрядки включенного шунтирующего конденсатора 7-9, запускает электронное реле 13. Сигнал с выхода реле 13 поступает на управляющи вход электронного коммутатора 4; последний включает преобразователь напряжения 5, подключает к нему источник питания 1 и через контакты переключателя 14 - контролируемую ЛИ1ШЮ, а также блокирует кнопку 2. Напряжение с выхода преобразователя 5 через коммутатор 4 поступает на электрохимический интегратор 15. Величина смещения, например, мениска ртути (если в качестве электрохимического интегратора выбран кулометр) определяется выражением:о

I Ddt,

где К постояюгая кулометра; 3 - toK через кулометр; t - время протекания тока (заданная включенного шунтирующего конденсатора).

Иэ приведенного выражения видно, что величина смещения мениска ртути определяется током, проникающим через кулометр, а ток в свою очередь зависит от сопротивления измеряемой линии (Нд ), включенной параллельно электрохимическому интегратору 15. Чем болше сопротивление измеряемой линии, тем больше она шунтирует интегратор (например кулометр) и тем больше смещение мениска ртути.

После разрядки соответствующего конденсатора 7-9 задатчшсинтервалов 3 отключает реле 13. Это приводит к отключению источника Ш1та1шя 1 от преобразователя 5 и от измеряемой линии. 5. Величина измеряемого сопротивления опре деляется на шкапе электрохимического интегратора по величине смещения №$еннска ртути. Для возвращения мениска ртути в первон чальное положение перед началом нового измер ния нужно. поставить переключатель Измерение сброс в положение сброс и отключить переключатели 10-12. При зтом к задатчику интервалов 2 остается подключенной только емкост сброса 6. Далее нажатие кнопки 2 напряжение от источника питания 1 через коммунатор 4 и преобразователь 5 подается на инвертор напряжения 16. С выхода инвертора напряжение подается на резистор 18 и электрохимический интегратор 15, но полярность напряжения ме няется, поэтому мениск ртути перемещается в первоначальное нулевое положение. Так как емкость конденсатора сброса 6 выбирают малой а переменное регулировочное сопротивление резистора 18 устанавливают по показанию электро химического интегратора .15, то возвращение ме ниска ртути в первоначальное положение проис. ходит за короткий отрезок времени. С помощью описанного устройства измеряли сопротивление изоляции кабельных телефонных, осветительных и питающих сетей в услови ях горнохимического производства на щахтах, Солигорского калийного комбината Беларуськалий. Устройство позволило определять повреждение изоляции кабельных сетей на щахтах, что значительно облегчило работу ремонтников и позволило повысить эффективность работы, телефонных аппаратов. Функциональные возможности устройства расщиряются за счет предложенного схемного рещения и обеспечения сохранения результатов измерения в течение неограниченного времени. Это позволяет использовать устройство, например, для контроля изоляции кабельнйх сетей в течение длительного времени, стационарно укрепив прибор на измеряемой линии без непосредственного участия обслуживающего персонала. Появляется возможность автоматизации измерений, так как результат измерения запоминается на электрохимическом интеграторе и стирается только при переключении устройства в режим сброса. Экономический эффект от применения устройства для измерения больших сопротивлений шахтных телефонных сетей равен 10000 рублей в год с одного рудника за счет сокращения времени обнаружения повреждения изоляции в кабельных телефонных сетях. 36 своевременной замены кабелей высокого напряжения и определения неисправностей в кабельных осветительных сетях. Кроме того, применение устройства позволяет более эффективно организовать работу телефонной службы и повысить безопасность шахтеров, работающих в непосредственной близости от высоковольтных кабелей сетей. За счет контроля изоляции кабелей уменьшается опасность взрыва в шахтах от пробоя изоляции. Формула изобретения Устройство для измерения больших сопротивлений,содержащее источник питания, связанный с контактной кнопкой, преобразователь Постоянного тока, подключенньш к одному из выводов регулируемого резистора, соединенному с первым выходным зажимом устройства, шунтирующий конденсатор, и переключатель режимов измерения, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей без снижения точности измерения, оно снабжено задатчиком интервалов времени, электронным реле, электронным коммутатором, инвертором напряжения, нагрузочным резис-тором, дополнительным конденсатором, электрохимическим интегратором, причем источник пита.ния через электронный коммутатор под-ключен к электронному реле, задатчику интервалов времени, преобразователю и через первый контакт переключателя режимов измерения к точке соединения электрохимического интегратора, второго выходного зажима устройства и второго контакта упомянутого переключателя, к первому выводу которого через ш вертор напряжения подсоединен один из выходов преобразователя, а ко второму выводу - регулируемый резистор, параллельно которому подключены последовательно соединенные нагру- . . зочный резистор и электрохимический интегратор, вход задатчика интервалов времени соединен через кнопку с выходом источника питания, выход - с электронным реле, а в цепь управления упомянутого задатчика параллельно шунтирующим кбнденсаторам включен дополнительный конденсатор. Источники информа10Ш, ., принятые во внимание при экспертизе 1.Соловьев Н.Н. Основы измерительной ехники проводной связи, М-Л., 1963, с. 45. 2.Авторское свидетельство СССР N 145660, л. G 01 R 27/16, 1962 (прототип).