Способ измерения электрическогоТОКА и уСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01R19/02 

1

Изобретение относится к измери.тельной технике и может быть использовано в устройствах для измерения действующего значения переменного тока или напряжения несинусоидальной формы.

Известен способ измерения электрического тока и устройство для его осуществления, заключающийся в определении спектральной полосы отражения жидкокристаллического термоиндикатора, помещенного на нагревательном устройстве, в котором для осуществления теплообмена с жидким кристаллом использован резистор, имеющий клиновидное поперечное сечение, а о температуре резистора судят по положению цветных спектральных полос-отражения жидкокристаллического индикатора П-З

Недостатком способа является низкая точность измерения, зависящая от температуры окружающей среды .

Наиболее близким к предлагаемому является способ измеренияэлектрического тока, заключающийся в определении спектральной полосы отражения жидкокристаллических термоиндикаторов, помещенных на нагревательном устройс5тве, которое нагревают измеряемым и эталонным током, а оценку результатов измерения производят, например визуальным сравнением цветов измерительного и эталонного теПлорассеивающих элементов, при одинаковом цвете которых определяют величину измеряемого тока по величине постоянного.тока в цепи эталонного нагревателя 122.

Недостатком данного способа является его низкое быстродействие, определяемое тепловой инерцией, так как способ предполагает измерение величины тока в устновившемся

5 тепловом режиме.

Цель изобретения - повышение быстродействия способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения элект0рического тока, заключающемся в оп- ределении спектральной полосы отражения жидкокристалличе ских, термоиндикаторов, помещенных на нагревательном устройстве, которое нагрева5ют измеряемым током, величину тока определяют по скорости изменения спектров отражения жидкокристаллических термоиндикаторов и при этом процесс измерения начинают от начальной температуры нагревательного уст0

ройства, которую устанавливают выше температуры окружающей среды.

В устройство для реализации способа, содержащее два нагревательных резистора, теплорассеивающую пластину с нанесенными на нее двумя жидкокристаллическими термоиндикаторами источник сигнала, масштабирующий усилитель, источник регулируемого опорного тока, введены источник света, два фотоприемника, блок считывания и дополнительный жидкокристаллически термоиндикатор, помещенный на теплорассеивающую пластину, каждый из фотоприемников оптически связан с одним из жидкокристаллических термоиндикаторов, освещаемых источником света, а электрически - с блоком считывания, один из нагревательных резисторов связан с источником регулируемого опорного тока, другой с выходом масштабирующего усилителя, вход которого соединен с источником сигнала.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство для осуществления способа содержит два нагревательных резистора 1 и 2, теплорассеивающую пластину 3 с нанесенными на нее жидкокристаллическими термоиндикаторами 4-6, источник 7 сигнала, который связан с входом масштабирующего усилителя 8. Выход масштабирующего усилтеля 8. с нагревательным резистором 1. С нагревательным резистором 2 связан источник 9 регулируемого опорного тока. Источник 9 опорного тока служит для установки начальной температуры теплорассеивающей пластины 3, которую контролируют термоиндикатором 6. Источник 10 света освещает термоиндикаторы 4 и 5 и выбирается с узким спектром излучения в области видимого света.

Спектральная полоса отражения жидкокристаллических термоиндикаторов 4 и 5 контролируется фотоприемниками 11 и 12 соответственно. Фотоприемники 11 и 12 электрически связаны с блоком 13 считывания. Блок считывания предназначен для преобразования сигналов фотоприемников в скорость изменения спектров отражения жидкокристаллических термоиндикаторов и выдачи информации о величине изме- ряемого тока.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Устройство приводится в исходное положение для измерения, для чего при помощи источника 9 регулируемого опорного тока нагревают теплорассеивающую пластину 3 до начальной температуры, которая превышает температуру окружающей среды, тем самым уменьшается влияние- колебаний температуры окружающей среды на точность измерения. Контроль исходного положения осуществляется по термоиндикатору 6. Фотоприемники 11 и 12 имеют избирательную цветовую характеристику спектра света, соответствующую максимуму характеристики источника 10.

Термоиндикаторы 4 и 5 выбираются так, чтобы их спектральные характеристики были смещены одна относительно другой по температуре так, чтобы максимумы фотооткликов фотоприемни,ков 11 и 12 происходили при различных температурах, например, чтобы сначала при нагреве наступал макси-. мум фотоотклика фотоприемника.И, а затем, при более высокой температуре, фотоприемника 12. Тогда при про; хождении измеряемого тока через резистор 1 в результате нагрева теплорассеивающей пластины 3 будет происходить изменение спектров отражения термоиндикаторов 4 и 5. При прохождении характеристик термоиндикаторов через полосу отражения, соответствующую максимумам фотоотклика,. на блок 13 считывания поступят два смещенных во времени эле.ктрических импульсов. Чем больше измеряемый ток, тем больше скорость изменения спектров отражения.

Скорость изменения спектров отражения образуется в считывающем устройстве в величину, пропорциональную измеряемому току.

Масштабирующий усилитель 8 обеспечивает необходимый диапазон измереония и согласует выходное сопротив-5ление сигнала и выходное сопротивление измерительного устройства.

Применение предлагаемого способа при сохранении высокой точности жидкокристаллических термопреобразова-. телей сократит время измерения, так как в предлагаемом способе по сравнению с известным отпадает необходимость установления теплового баланса нагревателей.

Применение фотосчитывающих устройств и блока считывания позволяет автоматизировать процесс измерения.

Формула изобретения

1. Способ измерения электрического тока, заключающийся в определении спектральной полосы отраженияжидкокристаллических термоиндикаторов, помещенных на нагревательном Устройстве, которое нагревают измеряемым током, отличающийся тем, что, с цельюповьпиания быстродействия, величину тока определяют по скорости измерения спектров отра-жения жидкокристаллических термоиндикаторов и при этом процесс измерения начинают от начальной температуры нагревательного устройства, торую устанавливают выше температуры окружающей среды.

,2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее два нагревательных резистора, теплорассёивающую пластину с нанесенными на нее двумя жидкокристаллическими термоиндикаторами, источник сигнала масштабирукяций усилитель, источник регулируемого опорного тока, отлчающееся тем, что, в него введены источник света, два фотоприемника, блок считывания и дополнительный жидкокристаллический термоиндикатор, помещенный на теплорассеивающую пластину, каждый из фотопрнемников оптически связан с одним

из жидкокристаллических сермоиндикаг торов, освещаемых источником счета, а электрически - с блоком считывания, один из нагревательных резисторов связан с источником регулируемого J опорного тока, другой.- с выходом масштабирукяцёго усилителя, вход которого соединен с источником сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3667039, кл. 324-92, 1972. ,

2.Shields John Potter. Build a

I iguidcrystaI wattmem. - Radio-Electron, . 1971, V. 42, 12, p. 42-44.