Устройство для измерения мощности Советский патент 1982 года по МПК G01R21/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к устройствам для измерения мощности. Известен ваттметр, содержащий преобразователь постоянного напряжения в частоту следования импульсов, генератор ста бильного тока с интегрирующим конденсатором, пороговое устройство, входной уси литель, генератор тактовых импульсов, триггер, ключ сброса, управляющие диоды, источник питания, дифференцирующий конденсатор 1 J. . Недостатками устройства являются сра внительно Высокая погрешность дискретности и сложность схемы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения мощности в цепи постоянного тока, содержащее датчик Холла, помешенный в магнитное поле катущки иидуктивности, подключенной к входным зажимам через ограничительное сопротивление 2 J. Известное устройство характеризуется высокой чувствительностью, но, вследствие влияния температуры на значонио выходной величины, низкой точностью. Кроме того, выходной величиной устройства является напряжение, а для получения информации в цифровом виде-необходимо преобразовать напряжение в цифровой код, т.е. ввести в устройство дополнительный г еобразователь, что усложняет схему устройства и снижает точность измерения. Целью изобретения является повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее полупроводниковый датчик, помещенный в поле катушки индуктивности, первый шлвод которого подключен к первому зажиму нагрузки, первый вывод катушки индуктивности подключен к первой щине источника напряжения, два резистора, введен блок умножения частот, а датчик выполнен в виде двух стержней прямоугольной формы, первые выводы которых, снабженные инжектирующими контактами, соединены между собой и подключены ко второй щине источника напряжения, вторые выводы HXi снабженные омическими контактами, подключены к соответствующим входам блока умножения.частот и через соответс ву.клцие, резисторы к шрвой шине источника напряжения, причем второй зажим нагрузки подключен ко второму выводу катуш ки индуктивности. Один из стержней полупроводникового датчика выполнен из несобственного германия п-типа, другой из германия п-типа, близкого к собственному. На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема варианта устройства; на фиг. 3 - график, поясняющий работу варианта устройства. Устройство для измерения мощности содержит катушку 1 индуктивности, датчик, выполненный в виде двух полупроводниковых стержней - один (2) из несобственного германия п-типа, другой (З) из германия n-типа, близкого к собственному, снабженных инжектирующими 4 и 5, омическими 6 и 7контактами, резисторы 8 и 9, блок 10 перемножения частот и нагрузку 11. Инжектирующие контакты 4 и 5 стержней 2 и 3 соответственно соединены с положительной шиной источника напряжения и с одним из зажимов нагрузки 11. Омические контакты 6 и 7 стержней 2 и 3 соединены через соответствующие резисторы 8 и 9 с отрицательной ши ной источника напряжения и через катушку 1 со вторым зажимом нагрузки 11. Первый вход блока 1О перемножения частот подключен к резистору 8, а второй его вход подключен к резистору 9. Устройство работает следующим образом. При помещении стержня 2 из несобственного германия п -типа в магнитное пол катушки 1, силовые линии которого парал лельны оси стержня, и при подключении стержня в измерительную цепь последовательно с резист-ором 8, возникают колебания тока с частотой f., протекающие по стержню. Частота колебаний тока щэя- МО пропорциональна напр51женности электрического поля, т.е. напряжению приложен ного к контактам кристалла f F(E) F(Uy) или , где Uy - нащ)яжение, приложенное к омическому и инжектирующему контактам крис талла. При помещении стержня 3 из германия h-типа, близкого к собственному, в магнитное поле катушки 1, силовые линии которого параллельны оси стержня, возни кают колебания тока с частотой f-j. Часота колебаний тока прямо пропорциональа напряженности магнитного поля катуши возбуждения, т.е. току, протекающему о его обмотке. 2 Р(Р) F(JX) или % 2 к де J - ток, протекающий по обмотке каушки возбуждения. Величины, пропорциональные частотам олебаний тока, г отекающих по стержням и 3, подаются на первый и второй вхоы соответственно блока 10 перемножения астот, на выходе которого получаем веичину, пропорциональную мощности. f f,- f F(Vx) F(PX) PX PX где К KV K2, где Р - измеряемая мощность. в случае выполнения стержней датчика в виде усеченной пирамиды большее основание одного из них и меньшее осно- вание другого, снабженные инжектирующими контактами, соединены между собой, меньшее основание одного стержня и больщее основание другого, снабженные омическими контактами, подключены к соответствующим входам блока вычитания частот. Стержни датчика выполнены из высокоомного германия п-типа (фиг. 2). Таким образом, введение в устройство для измерения мощности двух стержней в прямоугольной форме один из несобственного германия п-типа, второй из германия п-типа близкого к собственному, каждый из которых снабжен инжектируюшим и омическим контактом, двух резисторов и блока перемножения частот позволяет повысить точность измеренияо Формула изобретения 1. Устройство для измерения мощности, содержащее полупроводниковый датчик, помещенный в поле катушки индуктивности, первый вывод которого пoдkлючен к первому зажиму нагрузки, первый вывод катущки индуктивности подключен к первой шине источника напряжения, два резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок умножения частот, а датчик выполнен в виде двух стержней прямоугольной формы, первые выводы которых, снабженные инжектирующими контактами, соединены между собой и подключены к второй шине источника напряжения, вторые выводы их, снабженные омическими контактами, подключены к соответствующим

входам блока умножения частот и через соответствующяе резисторы к первой шине источника нап яжения, причем BTqpoft зажим нагрузки подключен к второму выводу катушки индуктивности.

Источники информация, принятые во внимание щзв экспертизе

с. 295, рис. 16.3.

+

ff

ff в

ф1/г, /

Фг/г,