Измеритель больших постоянных токов

Измеритель больших постоянных токов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и способ- , ствует повышению точности измерения.: Устройство содержит подключенные к участку токопровода 1 формирователь 2 импульсов тока, измерительный шунт 3 и масштабный преобразователь 4. Регистрирующий прибор 5, блок 6 сравнения и фазочувствительный выпрямитель 7. В описании пр едставлены выражения, характеризующие зависимость падения напряжения на участке контролируемого токопровода от величины импульсного и измеряемого токов и определяющие величину напряжения, формируемого на выходе масштабного преобразователя . 1 ил. (О 0 S JL 1чЭ 00 со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (594 С 01 R 19/00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3721745/24-21 (22) 09.04.84 (46) 15.03.86. Бюл. ш 10 (71) Физико-технический институт

АН ТССР (72) А.Т.Белоус, И.Н.Сапранков, С;Г.Березин и Х.Ходжанепесов (53) 621.317.7(088;8) (56) Разин Г.И., Щелкин А.П. Бесконтактное измерение электрических токов. M.: Атомиздат, 1974, с. 100-105, рис. 3-13, 3-16.

Авторское свидетельство СССР

Р 819725, кл. G 01 R 15/02, 26.12.77. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ БОЛЬШИХ ПОСТОЯННЫХ

ТОКОВ

„„SU„„1218334 A (57) Изобретение относится к электронзмерительной технике и способствует повышению точности измерения.:

Устройство содержит подключенные к участку токопровода 1 формирователь 2 импульсов тока, измерительный шунт 3 и масштабный преобразователь 4. Регистрирующий прибор 5, блок 6 сравнения и фаэочувствительный выпрямитель 7. В описании представлены выражения, характеризующие зависимость падения напряжения на участке контролируемого токопровода от величины импульсного и измеряемого токов и определяющие величину напряжения, формируемого на выходе масштабного преобразователя. 1 ил.

1218334

Ч =BI Rþ (1О % °

ЧЕ Ч дч ЬФд1) Кт, Ф

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для.измерения больших постоянных токов.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже изображена блок-схема измерителя больших постоянных токов.

К участку контролируемого токопровода 1 с измеряемым током подключен формирователь 2 импульсов тока. Последовательно с выходной цепью формирователя 2 импульсов тока включена входная .цепь измерительного шунта 3 ° К участку токопровода 1 с помощью контактов, размещенных между точками подключения формирователя 2 импульсов,, подключен вход масштабного преобразователя 4 с перестраиваемым коэффициентом передачи. Выход масштабного преобразователя 4 подключен к регистрирующему прибору 5 и к одному из входов блока б сравнения. Второй вход блока 6 сравнения подключен к выходу измерительного шунта 3.

Выход блока 6 сравнения подключен к . сигнальному входу фазочувствительного выпрямителя 7, выход которого со-. единен со входом управления коэффициентом дередачи масштабного преобразователя 4. Опорный вход фазочувствительного выпрямителя 7 соединен с формирователем 2 импульсов тока.

Измеритель больших постоянйых токов работает следующим образом.

За счет импульсов тока, выраба тываемых формирователем 2 импульсов тока, на измерительном шунте 3 создается импульсное напряжение где а1 — амплитуда импульсов тока, R — сопротивление шунта 3.

Импульсное напряжение с выхода измерительного шунта 3 подается на один из входов блока 6 сравнения.

На участке контролируемого токопровода 1 формируется падение напряжения от импульсного и измеряемого токов,. равное где Ч вЂ” падение напряжений на участке токопровода, вызванное измеряемым током; — измеряемый ток;

ДЧ вЂ” падение напряжения на участке токопровода, вызванное импульсами .тока Д I

"т — сопротивление участка контролируемого токопровода.

Это напряжение подается на вход масштабного преобразователя 4, на выходе которого формируется напряже1О ННе Ч м=к v =К„„(Ч+дЧ) =K„R (1+д )=Ч+Я, I с где K - коэффициент передачи мас15 . . .штабного преобразователя 4

"=КмИт — составляющая напряжения на выходе масштабного преобразователя 4, пропорциональная измеряемому току Ъ и сопротивлению R„ участка токонровода;

Ч ="м д!"- составляющая напряжения на

"Кт выходе масштабного преобразователя 4, пропорциональная импульсному току д и сопротивлению Rq участка токопровода.

Напряжение Ч „ подается на регистрирующий прибор 5, который регистрирует эффективное значение этого напряжения, которое пропорционально измеряемому току I

Составляющая К Йт д1 не оказывает. существенного влияния на показания .

35 регистрирующего прибора 5, так как амплитуда импульсов тока д намного меньше уровня измеряемой величины

/ тока, а длительность Е импульсов тока дI составляет десятки-сотни с

40 микросекунд, в то время как период их повторения ri — сотни миллисекунд, при этом эффективное значение д пренебрежимо мало, и возникающая дополнительная относительная методическая погрешность измерителя из45 за неучета импульсов тока Ь f составляет

Кроме того, влияние составляющей можно свести до нуля за м т .счет использования формирователя 2

55 двухполярных импульсов тока, постоян-ная составляющая которых равна нулю.

Одновременно напряжение Ч = Ч +V поступает на второй вход блока 6

3 сравнения. В блоке 6 сравнения сб-

II ставляющая,Ч, несущая информацию о величине сопротивления К» участка контролируемого токопровода, сравнивается с импульсным напряжением Ч, снимаемым с выхода измерительного шунта 3. При равенстве этих напряжений разностное напряжение V, формируемое на выходе блока 6 сравнения

\lр — К (Ч Ч )-К (К и R,- aI R)— — с Км Ят я 1 где К< — коэффициент преобразования блока 6 сравнения, равно нулю, чему соответствует равенство. К,„RT = К,„= co i st, где Км R< — коэффициент преобразования измерителя.

При изменении коэффициента преобразования КЙ.Й T на выходе блока

6 сравнения появляется разностное напряжение Чр, отличное от нуля.

Полярность напряжения Ур зависит от значения Км. Rt . Если Кн Ктбольше R, то напряжение Чр > О. В противном случае полярность Чр обратная, т.е. Чр < О.

Таким образом, выходное напряжение Чр блок" 6 сравнения прямо пропорционально отклонению коэффициента преобразования измерителя относительно коэффициента преобразования эталонной:цепи — измерительного шунта 3.

Выходное напряжение Ур блока 6 сравнения подается на сигнальный вход фазочувствительного выпрямителя 7, на опорный вход которого поступают импульсы тока с выхода формирователя 2 импульсов тока.

При этом на выходе фазочувствительного выпрямителя 7 формируется сигнал, полярность которого однозначно указывает направление отклонения стабилизируемой величины коэффициента преобразования измерителя от коэффициента преобразования эталонной цепи, а величина — абсолютное значение этого отклонения. Этот сигнал в виде квазипостоянного напряжения используется в качестве сигнала управления коэффициентом передачи масштабного преобразователя 4, что обеспечивает компенсацию ухода значения коэффициента преобра1218334 4 зования K„.Я т измерителя изменением коэффициента К„ передачи масштабного преобразователя 2.

Таким образом, с помощью фазочувствительного выпрямителя 7 и бло-. ка 6 сравнения выявляется изменение коэффициента преобразования

K„Rq измерителя,. вызванное воздействием внешних факторов (например и

10 изменения температуры окружающей среды), и последующая стабилизация коэффициента, преобразования.K м.К - . измерителя за счет регулирования коэффициента передачи К мас15 штабного преобразователя 4.

Погрешность предлагаемого измерителя,больших постоянных токов. определяется погрешностью коэффициента преобразования Кн Ят измери20 Te JIsl

При этом результирующая погрешность может быть описана выражением

G(K т

Ср=б25

1+1 к где 6,„ — погрешность сопротивления измерительного шунта 3, б(К,„ Я, - относительная нестабильность коэффициента.преобра30: зования измерителя при разомкнутой обратной связи;

P-<- петлевой коэффициент передачи системы подстройки коэффициента передачи из35

Отнбсительная нестабильность. сопротивления измерительного шунта, рассчитанного на малую мощность, как правило, не превышает 10 Х.

40 Петлевой коэффициент передачи, . определяемый коэффициентами преобра-. зования фазочувствительного выпрямителя и масштабного преобразователя, с учетом квазипостоянного характера коэффициента преобразования предлагаемого измерителя, может быть установлен на уровне, превышающем 10 и

При этом с учетом возможкого значения относительно нестабильности коэффициента преобразования измерителя, равной 100Х, результирующая погрешность измерителя составляет . Gp"-1Î -7.

В предлагаемом измерителе для

55 измерения тока используется один измерительный тракт и контур самонастройки вместо четырех измерительных трактов, применяемых в извест1218334

Составитель С.Вейский.

Редактор Н.Горват Техред О.Неце Корректор С.Черни

Заказ 1129/54 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ном. Следовательно, погрешность измерения снижается и в связи с уменьшением числа составляющих погрешности.

С учетом того, что в практике использования больших постоянных токов в составе измеряемого тока содержатся переменные составляющиепульсации, то укаэанные расчетные данные следует скорректировать с учетом этого обстоятельства, т.е. практически погрешность измерения токов предлагаемым устройством на- ходится на уровне порядка 0,05Х.

Использование предлагаемого измерителя позволяет эффективнее регулировать технологический процесс (например в электролизерах при производстве алюминия), а также повысить точность учета расхода электрической энергии.

Формула изобретения

Измеритель больших постоянных токов, содержащий участок контроли-. руемого токопровода, формирователь импульсов тока, подключенный выходными зажимами к участку констролируемого токопровода, измерительный шунт, включенный в выходную цепь формирователя импульсов тока, масштабный преобразователь, входные. зажимы которого подключены к участку контролируемого токопровода внутри точек подключения выходных зажимов формирователя импульсов тока, и pe1ð гистрирующий прибор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве масштабного преобразователя использован масштабный преобразователь с перестраиваемым коэффициентом передачи, и дополнительно введены блок сравнения и фазочувствительный выпрямитель, причем один вход блока сравнения подключен к выходным зажимам измерительного шунта, регистрирующий прибор и второй вход блока сравнения подсоединены к выходу масштабного преобразователя, выход блока сравнения присоединен к сиг2 нальному входу фазочувствительного выпрямителя, опорный вход которого связан с выходами формирователя . импульсов тока, а выход подключен к входу управления коэффициентом-передачи масштабного преобразователя.