Измеритель энергии искры

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ИСКРЫ, содержащий измерительные преобразователи тока и напряжения, входы которых являются входами устройства, сшалоговые ключи, два интегратора, аналого-цифровой ггреобразователь, устройство управления и источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий интегратор, аналоговые запоминающие устройства, множительно-делительное устройство, элемент совпадения и формирователи высокого и низкого уровней, причем вход формирователя высокого уровня соединен с выходом измерительного преобразователя напряже-ния и входом первого аналогового ключа, вход формирователя низкого уровня соединен с выходом измерительного преобразователя тока и входом второго ангшогового ключа, выходы формирователей высокого и низкого уровней через элемент совпадения соединены с первым входом устройства управления и управляющими входами аналоговых ключей, выходы которых через соответствующие последовательно соединенные интегратор и аналоговое запоминакяцее г устройство подключены ко входам ko множительно-делительного устройства , выход которого через аналого-цифро- . вой преобразователь соединен со вторым входом устройства управлений, выходы которого подключены .к управс ляющим входам интеграторов, аналоговых запоминающих устройств и аналого-цифрового преобразователя, вход третьего аналогового ключа соединен с шиной источника опорного напряже|Со ния . сх А Од

союз советсних

РЕСПУБЛИК

3ДЦ G .01 R 21/06 госудАРственный HoMHTET cccp

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ С1ВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

:Cb

CO (21) 3333833/18-21 (22) 04.09.81 (46) 23.04.83. Бюл. Р 15 (72) Г.A.Âåêcëåð и П.П.Парфенов (71) Особое конструкторское бюро при Смоленском заводе им. ХХУ съезда КПСС (53) 621 ° 317.38(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 585455, кл. С 01 R 21/06, опублик.

1977.

2. Буткевич Г.В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей.

M. "Высшая школа", 1967. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ИСКРЫ, содержащий измерительные преобразователи тока и напряжения, входы которых являются входами устройства, аналоговые ключи, два интегратора, аналого-цифровой Преобразователь, устройство управления и источник опорного напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий интегратор, аналоговые запоминающие устройства, множительно-делительное устройство, элемент совпадения и формирователи высокого и

„„Я0„„1013866 А низкого уровней, причем вход формирователя высокого уровня соединен с выходом измерительного преобразователя напряжения и входом первого аналогового ключа, вход формирователя низкого уровня соединен с выходом измерительного преобразователя тока и входом второго аналогового ключа, выходы формирователей высокого и низкого уровней через элемент совпадения соединены с первым входом устройства управления и управляющими входами аналоговых ключей, выходы которых через соответствующие последовательно соединенные интегратор и аналоговое запоминающее устройство подключены ко вхбцам множительно-делительного устройства, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен со вто- рым входом устройства управлениями, выходы которого подключены .к управляющим входам интеграторов, аналого" вых запоминающих устройств и аналого-цифрового преобразователя, вход третьего аналогового ключа соединен с шиной источника опорного напряжения.

1013866

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения мощности и электрической энергии быстротекущих импульсных процессов, и может быть использовано для измерения электрической энергии электрических разрядных процессов, возникающих при включении или отключении в коммутационной аппаратуре, в электрических разрядниках и устройствах 10 аналогичного назначения.

Известно ус ройство для измерения электрической энергии, содержащее преобразователи тока и напря-. жения, входы которых являются вхо- 15 дами устройства, а выходы подключены к входам множительного устройства, выход которого через преобразователь с частотным выходом соединен с входом коммутатора, подсоеди-20 ненного к входам первого и второго счетчиков импульсов, вход блока определения знаков соединен с вы-, ходом множительного блока, а выход -. с Управляющим входом коммутатора f1) 25

Недостатком данного устройства является инерционность измерения, не позволяющая измерять энергию быстропротекающих процессов.

Известно также устройство для .измерения энергии искры, содержащее измерительные преобразователи тока и напряжения, входы которых являются входами устройства, аналоговые ключи, два интегратора, аналогоцифровой преобразователь, устройство 35 . управления и источник опорного напряжения. В устройстве энергию определяют путем осциллографического измерения тока, напряжения и времени существования разряда (2 ). 40

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения. 45

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель энергии искры, содержащий измерительные преобразователи тока и напряжения, входы котоDbTx являются входами устройства аналоговые ключи, два интегратора, 50 аналого-цифровой преобразователь, устройство управления и источник опорного напряжения, введены третий интегратор, аналоговые запоминающие устройства, множительно-делительное . устройство, элемент совпадения и формирователи высокого и низкого уров- ней, причем вход формирователя вы. сокого уровня соединен с выходом измерительного преобразователя на- 60 пряжения и входом первого аналогового, ключа, вход формирователя низкого уровня соединен с выходом измерительного преобразователя тока и входом второго аналогового ключа, вы-А5 ходы формирователей высокого и низкого уровней через элемент совпа,цения соединены с управляющими входами аналоговых ключей и первым входом устройства управления, выходы аналоговых ключей через соответствующие последовательно соеди- ненные интегратор и аналоговое запоминающее устройство подключены ко входам множительно-делительного устройства, вход третьего. аналогового ключа соединен с шиной источника опорного напряжения, выход множительно-делительного устройства через . аналого-цифровой преобразователь сое« динен со вторым входом устройства управления, выходы которого подключены к управляющим входам интеграторов, аналоговых запоминающих устройств и аналого-цифрового преобразователя.

На фиг.1 представлена структурная схема измерителя энергии искры, на фиг.2 — временные диаграмма его работы.

Измеритель энергии искры подключается к клеммам исследуемого коммутационного изделия 1, в цепи питания которого включен эталонный резистор 2, и содержит измерительные преобразователи 3 и 4 напряжения и тока, формирователи 5 и 6 высокого и низкого уровней, элемент 7 совпадения, аналоговые ключи 8-10, интеграторы 11-13, аналоговые запоминающие устройства 14-16, множительно-делительное устройство 17, аналого-цифровой преобразователь 18 и устройство 19 управления.

Вход преобразователя 3 напряже-, ния соединен с клеммой напряжения, исследуемого коммутационного изделия 1, а выход - со входами ключа 8 и формирователя 5 высокого уровни.

Вход преобразователя 4 тока соединен с токовой клеммой исследуемого коммутационного изделия 1, соединенного с эталонным резистором 2, à Bblход — со входами ключа 10 и формирователя б низкого уровня. Выходы формирователей 5 и 6 через элемент 7 совпадения соединены с управляющими входами ключей 8-10 и первым входом устройства 19. Выход ключа 8 соединен со входом триггера 11, вход ключа 9 соединен с шиной 20 источника опорного напряжения, а выход - со входом интегратора 12, выход ключа 10 соединен со входом интегратора 13. Выходы интеграторов 11 и 13 через аналоговые запоминающие устройства 14 и 16 соответственно соединены с множительными входами множительно-делительного устройства 17, делительный вход которого соедйнен с выходом аналогового запоминающего устройства 15,- а выход - со входом аналого1013866

65 цифрового преобразователя 18, выход которого соединен со вторым входом устройства 19, выход последнего подключен к управляющим входам интеграторов 11-13 и.аналоговых запоминающих Устройств 14-16 °, 5

Устройство работает следующим об-. разом.

В исходном состоянии исследуемое коммутационное изделие 1 находится во включенном состоянии . Через него !О протекает постоянный ток, величина которого определяется нагрузкой, под-. ключенной к клемме напряжения исследуемого изделия.

Измерительный преобразователь на- 15 пряжения представляет собой усилитель с большим входным сопротивлением. При замкнутых контактах иэделия ,1 напряжение (фиг.2а), поступающее с выхода преобразователя 3 на вход формирователя 5, мало, и на выходе формирователя 5 присутствует низкий потенциал .запрещающий работу с элемента 7.

По эталонному резистору 2 протекает ток нагрузки иэделия 1 ° Падение напряжения, пропорциональное ,току нагрузки, с эталонного резистора через токовую клемму поступает на вход измерительного преобразова.теля 4 тока, представляющего собой усилитель.. Уровень напряжения (фиг.2б) на выходе преобразователя

-4 достаточен для того, чтобы на выходе формирователя 6 был высокий потенциал. 35

В момент. размыкания контактов изделия 1 напряжение на входе преобразователя 3 начинает возрастать, возрастает уровень напряжения и на его выходе, что прнводит к срабаты- 40 ванию формирователя 5 и появлению на его выходе высокого потенциала (фиг.2в), открывающего элемент 7 по первому входу. Так как элемент совпадения по второму входу о рыт 45 высоким потенциалом (фиг.2r) с выхода .Форь ирователя 6, то на выходе элемента 7 появляется сигнал (фиг.2д), время существования которого определяется временем протекания тока через эталонный резистор 2 после.момента размыкания контактов изделия 1, т.е..временем существования разрядного процесса, горения электрической дуги или проскакивания искры, в зависимости от характера испытания.

1Io прекращении протекания тока

:через эталонный резистор 2 уровень напряжения с выхода измерительного преобразователя тока 4:уменьшается до напряжения срабатывания форми рователа 6, с выхода которого поступает низкий потенциал, запрещающий прохождение сигнала на выход элемента 7. сигналом с s xqpa элемента 7 открываются ключи 8-10 и через устройство 19 подается сигнал на управляющие входы интеграторов и аналоговых: запоминающих устройств. Напряжение, пропорциональное напряжению разрядного процесса, через ключ 8 посту- пает на вход интегратора 11 и,будет интегрироваться им в течение Ыременй, равного времени существования разрядного процесса.

Напряжение на выходе интегратора

11 в момент прекращения интегрирова ния пропорционально произведению по.ступившего входного напряжения на время интегрирования. Это напряжение запоминается устройством 14. Аналогично на вых>де интегратора 12 напряжение пропорционально произведению опорного напряжения на время интегрирования, а поскольку опорное -. напряжение неизменно во времени, то напряжение, запомненное устройством 15, пропорционально трлько времени интегрирования. Напряжение, запомненное устройством 16, пропорционально произведению тока нагрузки на время интегрирования. Напряжения с выходов аналоговых запоми« нающих устройств поступают на вход множительно-делительного устройства

17, которое осуществляет. перемножение напряжений с выходов запоминаю« щих устройств 14 и 16, пропорциональных произведению напряжения разряд! ного процесса на время его существования,и произведению тока разрядного процесса на время его существования, и делит на напряжение с выхода устройства 15, пропорциональное времени существования разрядного процесса.

Таким образом, на выходе множительно-делительного устройства 17 получается напряжение, пропорциональное произведению напряжения разрядного процесса на его ток и на время существования этого процесса т.е. энергии разрядного процесса.

Аналого-цифровой преобразователь

18 преобразует напряжение с выхода множительно-делительного устройства

17 в цифровую форму. Информация с выхода преобразователя 18 анализируется в устройстве 19, которое выдает соответствующую информацию, Зависящую от зарегистрированной энергии.

После окончания процесса измеренйя и преобразования информации устройство 19 приводит в исходное. состояние интеграторы и запоминающие уст" ройства (связь на чертеже не показана) .

Предлагаемый измеритель энергии искры позволяет измерять энергию быстротекущих процессов иэ-за наличия формирователей низкого и вы1013666 соного уровней, которые совместно с элементом совпадения позволяют вы, делить временной интервал, равный

1времени существования разрядного процесса, наличию аналоговых sano; минанхцих устройств, обеспечивающих запоминание и хранение результатов ,измерения и наличию мноаительно- . делительного устройства, позволяющего. обрабатывать результаты измерения.

101 3866 в

Og

Составитель Л.Дарьина

Редактор П.Коссей Техред Ж. Кастелевич Корректор С -0 екмар

Заказ 3009/53 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4