Устройство для измерения параметров электрической дуги Советский патент 1981 года по МПК G01R21/06 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ Изобретение относится к области Iизмерительной техники и может быть использовано для исследования надежнести коммутационной аппаратуры. Известно устройство для измерения мощности и энергии электрической дуги, содержащее измерительные преобразователи тока и напряжения, множительное устройство, интегратор СП Его недостатком является малый ди намический диапазон и низкая точност Известно также устройство для измерения параметров электрической дуги, содержащее включенные последовательно испытуемые контакты и измерительный шунт, параллельно которым через нагрузку подключен блок питания, первый усилитель, подключенный параллельно испытуемым контактам, второй усилитель, подключенный парал лельно измерительному шунту, выходы усилителей подключены к входам блока умножения и к входам блока определения наличия дуги, выход которого под ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ключен к первым входам первого и второго интеграторов, выход блока умножения подключен к второму входу первого интегратора, второй вход второго интегратора подключен к выходу второго усилителя, генератор тактовых импульсов 2. Недостатком известного устройства является большая длительность процесса измерения. Цель изобретения - сокращение времени измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров электрической дуги введены три блока установки и кодирования, два времягимпульсных преобразователя, управляемый делитель частоты, блок кодирования измерительного шунта, два блока вычисления порядка и три счетчика, причем выход первого интегратора через первый время-импульсный преобразователь подключен к первому входу первого счетчика, а через первый блок установки и кодиро вания - к третьему входу интегратора и к первому входу первого блока вычисления порядка, выход второго интегратора через второй время-импульсный преобразователь подключен к первому входу второго счетчика, а через второй блок установки и кодиро вания - к третьему входу второго интегратора и к первому входу второго блока вычисления порядка, второй вход которого подключен к второму входу первого блока вычисления поряд ка и к выходу блока кодирования измерительного шунта, третьи входы пер вого и второго блоков вычисления порядка подключены к первому входу управляемого делителя частоты, управ ляющему входу второго усилителя и выходу третьего блока установки и ко дирования, вход которого подключен к выходу второго усилителя, выход гене ратора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего счетчика и с вторым входом управляемого делителя частоты, выход которого подключен к вторым входам первого и второго счет чиков, второй вход третьего счетчика подключен к выходу блока определения наличия дуги. На чертеже представлена схема уст ройства. Устройство содержит испытуемые ко такты 1, измерительный шунт 2, нагрузку 3, блок питания, первый уси литель 5, второй усилитель б, блок 7 умножения блок 8 определения наличия дуги, первый интегратор 9, второй интегратор 10, генератор 11 тактовых импульсов, три блока 12,13 и 1 установки и кодирования, два время-импульсных преобразователя 15 и 16, управляемый делитель 1 частоты, блок 18 кодирования измерительного шунта и два блока t9 и 20 вычисления порядка, три счетчика 21,22 и 23. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все счетчики сброшены в нулевое состояние, на блоке 18 кодирования измерительного шунта выставлено значение номинально го тока используемого измерительного шунта 2, испытуемые контакты 1 замкнуты, по цепи испытуемых контактов 1 через нагрузку 3 течет ток от блока Ц питания. Значение тока, протекающего через испытуемые контакты 1 В виде напряжения с измерительного шунта 2 подается на второй усилитель 6, который выполнен с изменяемым коэффициентом усиления. Изменением коэффициента усиления управляет третий блок Ц установки и кодирования, производящий сравнение выходного сигнала усилителя 6 с опорным напряжением и при равенстве этих двух сигналов - переключение коэффициента усиления в сторону уменьшения.Таким образом, выбирается оптимальный коэффициент усиления второго усилителя 6. Значение коэффициента усиления кодируется и запоминается. Падение напряжения на испытуемых контактах 1 подается на первый усилитель 5. С выходов усилителей 5 и 6 сигналы, пропорциональные мгновенным значениям тока и напряжения, поступают на блок 8 определения наличия дуги, который, анализируя значение тока и напряжения, вырабатывает сигнал управления, поступающий на интеграторы 9 и 10, а также счетчик 23.Этот сигнал разрешает проводить интегрирование интеграторам 9 и 10, а также, воздействуя на управляющий вход Третьего счетчика 23, разрешает счетчику 23 проводить подсчет импульсов, поступающих с генератора 11 тактовых импульсов. В результате чего в третьем счетчике 23 образуется двоичное число, пропорциональное времени горения дуги. Каналы измерения энергии и количества электричества подобны, поэтому рассмотрим подробно один из них канал измерения энергии. Мгновенные значения тока и напряжения поступают на блок 7 умножения, на выходе которого образуется мгновенное значение мощности, выделяемой дугой. Сигнал с выхода блока 7 умножения поступает на интегратор 9, где интегрируется за время горения дуги. В канале измерения количества электричества сигнал с выхода второго усилителя 6, пропорциональный мгновенному значению тока, интегрируется интегратором 10 в течение времени горения дуги. Интеграторы 9 и 10 выполнены с изме няемой постоянной времени интегрирования. Управление переключением постоянной времени интегрирования интегратора 9 осуществляется блоком 12 установки и кодирования, а интегратора 10 - блоком 13 установки и кодирования. 5 Таким образом, после окончания горения дуги результат измерения энергии, выделившейся на дуге, будет представляться мантиссой в виде аналогового напряжения на выходе интегратора 9 и порядком, который формируется первым блоком 19 вычисления порядка из значений кода коэффициента усиления второго усилителя, кода постоянной времени интегрирования первого интегратора 9, который форми руется первым блоком 12 установки и кодирования, формируемого блоком 18 кодирования измерительного шунта. В канале измерения количества электричества вычисление порядка производит ся вторым блоком 20 вычисления поряд ка таким же образом, как и в канале измерения энергии. Аналоговое напряжение с выхода интегратора 9 преобра зуется время-импульсным преобразователем 15 в импульс длительностью, пропорциональной значению напряжения на выходе интегратора 9- Этот импуль открывает первый счетчик 21, На счет ный вход первого счетчика 21 поступают импульсы с выхода управляемого делителя 17 частоты. Делитель 1 час тоты управляется кодом значения коэф фициента усиления второго усилителя 6 и служит для согласования значений мантиссы и порядка результата измерения. Третий счетчик 22, второй бло 20 вычисления порядка и второй время-импульсный преобразователь 16 слу жат для фиксации результата измерения количества электричества, протекающего через контакты в процессе горения электрической дуги. Удобство сгема показаний результа тов измерения без пересчета масштабных коэффициентов, простота эксплуатации и возможность автоматической регистрации результатов измерения по зволяет значительно сократить как время подготовки и проведения самого измерения, так и время последующей обработки результатов измерения. Формула изобретения Устройство для измерения параметров электрической дуги, содержащее включенные последовательно испытуемые контакты и измерительный шунт, параллельно которым через нагрузку подключен блок питания, первый усили тель, подключенный параллельно испытуемым контактам, второй усилитель, подключенный параллельно измеритель8ному шунту, выходы усилителей подключены к входам блока умножения и к входам блока определения наличия дуги, выход которого подключен к первым входам первого и второго интеграторов, выход блока умножения подключен к второму входу первого интегратора, второй вход второго интегратора подключен к выходу второго усилителя, генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерения, в него введены три блока установки и кодирования, два время-импульсных преобразователя, управляемый делитель частоты, блок кодирования измерительного шунта, два блока вычисления порядка и три -счетчика, причем выход первого интегратора через первый время-импульсный преобразователь подключен к первому входу первого счетчика, а через первый блок установки и кодирования - к третьему входу интегратора и к первому входу первого блока вычисления порядка, выход второго интегратора через второй время-импульсный преобразователь подключен к первому входу второго счетчика, а через второй блок установки и кодирования - к третьему входу второго интегратора и к первому входу второго блока вычисления порядка, второй вход которого подключен к второму входу первого блока вычисления порядка и к выходу блока кодирования измерительного шунта, третьи входы первого и второго блоков вычисления порядка « подключены к первому входу управляемого делителя частоты, управляющему входу второго усилителя и выходу третьего блока установки и кодирования, вход которого подключен к выходу второго усилителя, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего счетчика и с вторым входом управляемого делителя частоты, выход которюго подключен к вторым входам первого и второго счетчиков, второй вход третьего счетчика подключен к выходу блока определения наличия дуги. Источник информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Болотин И.Б. и Эйдель Л.З. Измерения в режимах короткого замыкания. Л., Энергия, 1373, с.161, 2.Самолетное электрооборудование,Сб.статей под общ.ред.А.Ф.Федосеева ,М. ,0боронгиз,I960,с.71, рис.1,