Способ измерения мощности в цепях переменного тока и устройство для осуществления этого способа

Способ измерения мощности в цепях переменного тока и устройство для осуществления этого способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Рй 111359

Класс 21е, 31

СССР, ° Г;r г.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. С. Попов

СПОСОБ, ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА

Заявлено 13 июня 1957 г. за No 574816 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Для измерения мощности в высокочастотных цепях переменного тока применяют ваттметры с двумя термообразователями, на нагреватели которых подаются, соответственно, сумма и разность тока и напряжения контролируемой цепи, а в цепь термопар (нли подогрсвных сопротивлений) включается прибор, измеряющий разность их э. д, с.

В подобных ваятметрах должна "уществовать строго квадратичная зависимость между э. д. с. термопреобразователя и током подогрева. Однако получить такую зависимость весьма трудно, так как теплоотдача нагревателя возрастает с ростом температуры, а количество выделенного в нем тепла не зависит от температуры и всегда строго пропорционально квадрату протекающего тока.

Квадратичная зависимость между э. д. с. термопреобразователя и током подогрева нарушается также за счет нелпнейной зависимости э. д. с. от температуры нагревателя.

У неэвакуированных термопреобразователей получить требуемую квадратичную зависимость можно лишь при избыточной температуре нагревателей не свыше 10 — 12 - При этом э. д. ". на выходе термопреобразователя получается очень малой, что заставляет использовать в ваттметре громоздкие и сложные термобатареи, ограничивающие частотный диапазон его применения.

Эвакуированные термопреобразователи также не обладают достаточно строгой квадратичной характсристикой, вследствие чего они не позволяют создать термоэлектрический ваттметр, работающий в широком диапазоне частот и обладающий одновременно высокой точностью.

Предлагаемый способ измерения мощности подобными ваттметрами позволяет устранить указанный недостаток и повысить точность измерений. Для этого предлагается осуществлять измерение по компенсационному, методу, путем подачи в цепь одного из нагревателей (нагрегого до меньшей температуры) дополнительно постоянного тока до полной взаимной компенсации э. д. с. обеих термопар или сопротивлений и определять мощность по величине компенсационного тока. № 111359

Для выполнения измерений по этому способу предлагается устройство, которое обеспечивает автоматическую компенсацию разности э. д. с. обеих термопар. Это достигается путем подключения термопар на вход электронного усилителя, выходной ток которого и"пользуется для дополнительного питания одного из нагревателей. При применении в ваттметре подогревных сопротивлений автоматическая компенсация разности их э д. с. может быть осуществлена путем включения этих сопротивлений в схему моста переменного тока и использования тока его гыхэдной диагонали для питания одного из нагревателей.

Нагреватели, применяемые в описываемом приборе, могут быть составлены из отдельных изолированных одна от другой проволок, одна из которых включена в измеряемую цепь, а другая служит для подачи компенсирующего тока.

На фиг. 1, 2 и 3 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства в трех вариантах исполнения.

Основными элементами ваттметра являются два термопреобразователя термопары 1 и 2, на нагреватели которых подаются соответственно сумма и разность тока (, и напряжение U» контролируемой цеги. Ток 1 подается в прибор с помощью трансформатора 3 тока, а напряжение — посредством трансформатора 4 напряжения. При использовании в качестве термопреобразователей термопар 1 и 2 (фиг. 1) они подключаются на вход электронного усилителя 5, выходной ток I которого используется для дополнительного питания нагревателя термопары 2, нагретый до меньшей температуры, чем термопара 1.

Когда э. д, с. обеих термопар будут взаимно компенсированы, величина тока I, измеряемая магнитоэлектрическим прибором б, будет определять измеряемую мощность.

Для разделения цепей измеряемого переменного тока I и вспомогательного постоянного тока I в схеме устройства предусмотрены разделительные конденсаторы 7 и дроссели 8.

При использовании в качестве термопреобразоватслей подогревных сопротивлений 1 и 2 (фиг. 2) они включаются в схему моста переменного тока совместно с сопротивлениями 9, и к выходной диагонали моста подключается =лектронный усилитель б. Выходной ток 1 усилителя б, выпрямленный вентилем 10, используется так же, как и в устройстве по фиг. 1, для дополнительного питания нагревателя термопары (сопротивления) 2.

В некоторых случаях, особенно при измерении мощности постоянного тока или мощности на низких частотах, желательно электрически разделять цепь вспомогательного тока от цепи измеряемого тока. Для этого нагреватели термопреобразователей и подогревных сопротивлений следует изготовлять из отдельных изолированных проволок 11 и

12> одна из которых включена в измеряемую цепь, а другая в цепь компен=ирующего тока (фиг. 3)

Предмет изобретения

1. Способ измерения мощности в цепях переменного тока с помощью ваттметра с квадратичным детектированием, в котором применены два термопреобразователя, на нагреватели которых подаются, соответственно, сумма и разность тока и напряжения контролируемой цепи, а в цепь термопар (или сопротивлений) включен измеряющий разность их э. д. с. прибор, отл и ч а ющи и ся тем, что, с целью повышения точности измерения, компенсируют отклонение измерительного прибора путем подачи на один из нагревателей, имеющий более низкую температуру, дополнительно постоянного тока и определяют измеряемую мощность по величине компенсационного тока.

М 111359

2. Устройство для осуществления способа по п, 1, в котором в качестве термопреобразователей применены нагреваемые термопары, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматической компенсации разностей э. д. с. термопар, последние подключены на вход электронного усилителя, ток на выходе которого использован для дополнительного питания одного из нагревателей таким образом, чтобы увеличение тока происходило до полной компенсации э. д. с. термопар.

3. Устройство для осуществления способа по п. 1, в котором в качестве термопреобразователей использованы подогревные сопротивления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что указанные сопротивления служат плечами моста переменного тока, выпрямленный ток в выходной диагонали которого подается в цепь одного из нагревателей устройства.

4. В устройстве по п. 2 применение нагревателя, составленного из отдельных изолированных одна от другой проволок, одна из которых включена в измеряемую цепь, а другая служит для подачи компенсирчющего тока. № 111359

Фиг. 2

Фиг, 3

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор И. В. Макаров

Типография Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров . ССР

Москва, Петровка, !4.! !нформационно-издательский отдел, Объем 0,34 и. л. Заказ 3542

Поди. к печ. 30/IX-!958 г.

Тираж !600 Цепи 0 коп