Электроизмерительный прибор

Электроизмерительный прибор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социал истическик

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ЛВГОГСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 01 R 19/00 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комитет (28) Приоритет во девам изобретений н откритнй

Опубликовано 25.06.80. Бюллетень № 23

Дата опубликованич описания 25.06.80 (53) УДK 621.317. .7 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Л. Шпади, M. И. Белый, В. П. Шерстнев и С. Л. Шпади

Ульяновский политехнический институт (7I) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТБЛЬНЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быль использовано для измерения и регистрации амплитудных значений переменного тока.

Известны электроизмерительные приборы для измерения и представления в дискретной форме величины тока и напряжения, содержащие каскады преобразования, управления и индикатор 11).

Недостатком этих приборов является недостаточная точность измерения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является электроизмерительный прибор, который содержит последовательно соединенные датчик измеряемой величины, каскад преобразования, каскад управления и полиатронный индикатор, один из свободных анодов которого подключен к выходу генератора. Один вход генератора подключен ко второму входу каскада управления, а другой — ко второму выходу каскада преобразования (2).

В схеме этого электроизмерительного прибора происходит преобразование измеряемой аналотовой величины в число-импульсный код и последующее отображение измеренного значения в основном определяется количеством дискретных элементов полиатронного индикатора и количеством уровней квантования входной величины.. Для соблюдения условия метрологической совместимости количество уровней квантования датчика обьиио равняется количеству дискретных элементов шщикатора, т.е. точность измерения в основном огранигивается количеством компараторов квантователя, а выполнение датчика измеряемой величины на микроэлектронной базе затрудняет осуществление гальванической развязки цепей питания и измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в электроизмерительный прибор, содержащий последовательно соединенные датчик измеряемой величины, каскад преобразования, каскад управления и полиатронный индикатор, один из свободных анодов которого подключен к выходу генератора, соединенного одним входом со вторым входом каскада управлсния, а другим — со вторым выходом каскада преобразования, введены последовательно соединенные синхронный детектор и аналоговый иццикатор.

Одни: входы синхронного детектора подключены ко входам каскада преобразования, а другие — к дополнительным выходам датчика измеряемой величины, который выполнен в виде трансформаторного преобразователя на двух тороидальных сердечниках с ППГ, собранных

Нэ отдельных изолированных друг от друга ферромагнитных колец, периметры которых в одном сердечнике равны периметрам соответствующих изоляционных промежутков между кольцами в другом сердечнике, охваченных общей входной обмоп ой, дополнительной обмоткой и выходной обмоткой из двух встречно включенных секций, размещенных на отдельных тороидальных сердечниках преобразователя.

Ба фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого электроизмерительного прибора; на фиг. 2 — диаграммы (а, б, в, г, д, е, ж. э) изменения напряжения и тока в данном приборе, Электроизмерительный прибор содержит

) датчик 1 измеряемой величины, каскад 2 преобразования, каскад 3 управления, генератор 4, полиатронный индикатор 5, синхронный детектор б и аналоговый индикатор 7. Датчик 1 измеряемой величины выполнен в ниде трансформаторного преобразователя на двух тороидальных сердечниках 8 и 9 с прямоугольной петлей гистереэиса, собранных из отдельных изолированных друг от друга ферромагнитных колец, периметры которых в сердечнике 8 равны периметрам соответствующих изоляционньгх промежутков между кольцами в сердепгике 9, Оба сердечника охвачены общей входной обмоткой 10, обмоткой 11 управления синхронным детектором и выходной обмоткой 12 из двух встречно включенных секций, размещенных на сердечниках 8 и 9.

Датчик 1 измеряемой величины через каскад

2 преобразования и каскад 3 управления подключен к анодам полиатронного индикатора 5.

Выход генератора 4 соединен с одним иэ сво45 бодных анодов полиатронного индикатора 5.

Один вход генератора 4 подключен ко второму входу каскада 3 управления, а другой — со вторым выходом каскада 2 преобразования.

Синхронный детектор 6 и аналоговый индикатор 7 соединены последовательно. Одни входы синхронного детектора 6 подключены ко входам каскада 2 преобразования, а другие— к дополнительным выходам датчика 1 измеряемой величины, образованными обмотками управления и синхронным детектором 11.

На входную обмотку 10 датчика 1 подается измеряемая аналоговая величина — ток синусоидальной формы 3 х (фиг. 2а). При каж. дом периоде нарастания амплитуды тока 3в„ магнитное лоле в обеих частях тороидального сердечника преобразователя растет до величины соответствующей максимальной амплитуде тока в обмотке 10. Так как магнитное поле в торондальном сердечнике датчика 1 убывает по гиперболе от центра к краям, то в обеих частях датчика 1 при нарастании амплитуды тока 1 х в обмотке 10 пРоисходит пеРемагничивание иэ одного магнитного состояния в другое ферромагнитных колец rro мере увеличения их периметров поочередно в каждой части сердечника. Количество перемагниченных колец прямо пропорционально максимальным амплитудным значениям протекающего по входной обмотке тока. Соответственно в секциях выходной обмотки 12 преобразователя наводятся иьнульсы напряжения Ur (фиг. 2б), которые получаются разнополярными вследствие встречного включения секций выходной обмотки 12 датчика 1. Количество разнополярных импульсов в выходной обмотке прямо пропорционально амплитудным значениям протекающего по входной обмотке 10 тока вследствие прямой зависимости числа перемагниченных колец от амплитудных значений измеряемого тока.

Число-импульсный код измеряемой величи. ны с преобразователя поступает на синхронный детектор 6 и каскад 2 преобразования. В каскаде 2 преобразования происходит усиление, инвертирование и стабилизация импульсов Ц по амплитуде. С звена преобразования 2 импульсы Uz (фиг. 2в) подаются на генератор 4 и каскад 3 управления, которое осуществляет их последовательное распределение по анодам лолиатронного индикатора 5 U3, U4 и U< согласно запускающим импульсам Uz до тех пор, пока на вход звена 3 управления «re придет запирающий импульс (фиг. 2г, д, е).

Запирающий импульс U, (фиг. 2ж) вырабатывается в генераторе 4 и служит для при. ведения в исходное состояние каскада 3 управления и полиатронного индикатора 5. Это дает возможность дважды в период измеряемого тока производить регистрацию амплитудного значения переменного тока на полиатронном индикаторе 5, которое пропорционально количеству перемагниченных колец трансформаторного датчика 1.

Синхронный детектор 6 под действием управляющего синусоидального напряжения с обмотки 11 датчика 1 осуществляет подачу пачек импульсов напряжения О, (фиг. 2э) с выходной обмотки 12 датчика на аналоговый индикатор 7 только в положительный полупериод измеряемого тока. Так как в трансфор742809 маторном датчике 1 вольт-секундная площадь последнего выходного импульса пропорциональ на величине тока в пределах одного кванта преобразования, то на аналоговом индикаторе 7 происходит измерение аналоговой величины

5 внутри текущего интервала неопределенности .трансформаторного датчика 1.

В результате построения электроизмерительного прибора с использованием полиатронного индикатора для регистрации целых значений и rÎ с использованием аналогового газоразрядного индикатора для измерения величины входного тока внутри интервала неопределенности целях значений повышается точность измерений.

Кроме того, выполнение датчика измеряемой 1э величины в виде трансформаторного преобразователя также повышает точность измерений из-за гальванической развязки цепей питания и измерения.

Формула изобретения

Электроизмерительный прибор, содержащий последовательно соединенные датчик измеряемой величины, каскад преобразования, каскад управления и полиатронный индикатор, один из свободных анодов которого подключен к выходу генератора, соединенного одним входом со вторым входом каскада управления, а другим — со вторым выходом каскада преобразования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные синхронный детектор и аналоговый индикатор, причем одни входы синхронного детектора подключены ко входам каскада управления, а другие — к дополнительным выходам датчика измеряемой величины, который выполнен в виде трансформаторного преобразователя на двух тороидальных сердечниках с ППГ, собранных из отдельных изолированных друг от друга ферромагнитных колец, периметры которых в одном сердечнике равны периметрам соответствующих изоляционных промежутков между кольцами в друтом сердечнике, охваченных общей входной обмоткой, дополнительной обмоткой и выходной обмоткой из двух встречно включенных секций, размещенных на отдельных тороидальных сердечниках преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Научно-технический сборник "Электронная техника", серия 4, вып. 5, с. 113.

2. Каганов И. Л. Ионные приборы. М., "Энергия", 1972, с. 274, рис. 2-105 (прототип).