Способ измерения амплитуд импульсов тока

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСОВ ТОКА, основанный на воздействии на ферромагнитные регистраторы магнитным полем сначала управляющего , а затем измеряемого тока и оценке численных значений амплитуд путем сопротивлении результирующих магнитных состояний регистраторов с учетом предварительно составленных таблиц возможных комбинаций, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целыр повышения точности измерений, а также обеспечения возможности контроля разнополярных импульсов с любым соотношением амплитуд и импульсов затухгиошего колебательного тока, все регистраторы измерительной ячейки устанавливают на одинаковом расстоянии от провода с измеряемым током, в процессе управляющего магнитного воздействия первый регистратор намагничивают до насьидения магнитным полем управляющего тока положительной полярности, второй регистратор намагничивают до насыщения магнитным полем управI ляющего тока отрицательной полярности, третий регистратор полностью размаг (Л ничивают магнитньм полем затухающего колебательного тока, а итоговую с оценку амплитуд измеряемых импульсов тока производят для второго импульса путем усреднения показаний всех трех регистраторов , а для первого импульса путем усреднения показаний двух регистраторов, изменяющих свое состояние под его воздействием. ю ю о О5 ОЭ

, SU„„.l 0220 А

СОКИ СОВЕТСНИХ

МЗВ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3394977/18-21 (22) .08.02.82 (46) 07.06.83.. Бюл. 9 21 (72) H.A.Ïoëåõ, . О.И.Измайлов и С.И.Качкуркин (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И.Ленина (53) 621.317.7(088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

9 141547 кл.6 01 R 19/04 1960.

2. Техника высоких напряжений.

Под,ред. Л.И.Сиротинского, ч,l, И., Госэнергоиздат, 1951, с.183-184, фиг. 14-10. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИФПЛИТУД

HNlIV3IbCOB ТОКА, основанный на воздействии на ферромагнитные регистраторы магнитным полем сначала управляющего, а затем измеряемого тока и оценке численных значений амплитуд путем сопротивления результирующих магнитных состояний регистраторов с учетом предварительно составленных таблиц возможных комбинаций, о тличаюй ий-ся тем, что, с целью повышения точности измерений, а также обеспечения возможности контроля разнополярных импульсов с любым соотношением амплитуд и импульсов затухающего колебательного тока, все регистраторы измерительной ячейки устанавливают на одинаковом расстоянии.от провода с измеряемым током, в процессе управляющего магнитного воздействия первый регистратор намагничивают до насыщения магнитным полем управляющего тока положительной полярности, второй регистратор намагничивают до насыщения магнитным полем управляющего тока отрицательной полярности, третий регистратор полностью размагничивают магнитньм полем затухающего колебательного тока, а итоговую оценку амплитуд измеряемых импульсов тока производят для второго импульса путем усреднения показаний всех трех регистраторов, а для первого импульса путем усреднения показаний двух регистраторов, изменяюыих свое состояние под его воздействием.

1022063 зь

Измерительные ячейки l и 2 (фиг.l) состоят соэтветственно иэ регистра-, торов 3-5 и 6-8,удаленных от провода

9 с измеряемым током на расстояния

40 t „, "2 . Пусть по проводу 9 протекают импульсы тока +Зс,положительной полярности. Магнитное поле, пропорциональное амплитуде тока, намагничивает регистратор 3 по предельной кривой на4 магничивания 10 (фиг.2,а) от значения индукции В„0--В до значения В„., .

Регистратор 4 не изменяет своего исходного .состояния с индукцией В,+В (фиг.2,б), поскольку он был райее намагничен до насыщения магнитным полем тоха положительной полярности. Регистратор 5 намагничивается по кривой ll (фиг, 2,в) от значения индукции В =0 до значения В „. Если после прохождения импульса тока + 1.; по проводу 9 протекает импульс тока

-1 ° отрицательной полярности, то его

2 магнитное цоле намагничивает регистратор 3 по частной кривой 12 намагничивания (фиг. 2,а) до значения В„, 60 регистратор 4 - no предельной кривой

13 (фиг.2,б) до значения В22и -регистратор 5 — до частной кривой 14 (фиг.2,в) до значения В32 . Свидетельством того, что иэмеряемйй ток был

65 раэнополярным, является намагниченИзобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при. контроле токов молнии в объектах, токов переходных и аварийных режимов в электрических сетях, испытательных токов от мощных, 5 импульсных генераторов.

Известен способ измерения амплитуды униполярного одиночного импульса. тока или максимальной амплитуды из серии униполярных импульсов тока, 10 в частности тока молнии, предусмат,ривающий воздействие на ферромагнит-. ные регистраторы магнитным полем . сначала управляющего, а затем измеряемого тока и фиксацию .результирующих магнитных состояний феррорегистраторов, отображающих искомую величину амплитуды 1 ).

Недостаток известного способа связан е весьма значительной погрешностью измерения, которая в данном случае составляет 25-50%.

Наиболее близким техническим ре-. шением к изобретению является способ измерения амплйтудных импульсов тока, в том числе раэноцолярных, основанный на воздействии на разноудаленные от провода с измеряемым током ферромагнитные регистраторы магнитным полем сначала управляющего, а затем измеряемого тока и 30 оценке численных значений амплитуд сопоставления результирующих магнитных состояний с учетом предварительно составленных таблиц возможных комбинаций (2)

Недостаток укаэанного способа также определяется невысокой точ ностью измерения, обусловленной, например, разбросом индивидуальных параметров используемых ферромагнитных регистраторов. При практическом иапользовании известного способа расшифровка показаний становится возможной только в том случае, когда амплитуда второго импульса оказывается меньшей амплитуды первого импульса. Если же измеряемый ток имеет затухающий колебательный характер,то регистраторы в результате намагничивания убывающим перемен .ным магнитным. полем размагничиваются до нуля и какие-либо измерения вообще .исключаются.

Цель изобретения — повышение точ ности измерения, а также обеспечение возможнос и контроля раэнополир- : ных импульсов с любым соотношением амплитуд и импульсов затухающего колебательногб тока.

Поставленная. цель достигается тем, что согласно опособу измерения амплитуд импульсов тока, основанном на воздействии на ферромагнитные ðeгистраторы магнитным полем сначала управляющего, а затем измеряемого то» ка .и оценка численнйх значений ампли-: туд путем сопоставления результирующих магнитных состояний регистраторов с учетом предварительно составленных таблиц возможных комбинаций

У все регистраторы измерительной ячейки устанавливаются на одинаковом расстоянии от провода с измеряемым током, в процессе управляющего магнитного воздействия первый регистраТор намагничивают до насыщения магнитным полем управляющего тока положительной полярности, второй регистратор намагничивают до насыщения магнитным полем управляющего тока отрица ).ельной полярности, третий регистратор полностью размагничивают .магнитным полем затухающего колебательного тока, а итоговую оценку амплитуд измеряемых импульсов тока производят для второго импульса путем усреднения показаний всех трех регистраторов, а для первого импульса путем устранения показаний двух регист-. раторов, изменивших свое состояние под его воздействием.

На фиг. 1 показана схема размещения ферромагнитных регистраторов для ,случая использования двух измеритель. ных ячеек;на фиг.2,а-в-стилизованные (спрямленные)семейства кривых зависимостей индукции В в регистраторах от тока 3 в проводе и графики изменения остаточных магнитных индукций под воздействием магнитного поля тока, поясняющие общий процесс измерения, 1022063 ность регистраторов 3 и 4, не равная начальной.

Используя специально составленную таблицу возможных комбинаций параметров (амплитуда, полярность и порядок следования) воздействующих вм пульсов и экспериментально полученные номограммы семейства кривых намагничивания, по значениям остаточной намагниченности регистраторов .

3-5 определяют-сначала величину тока 10

l2, а затем 2.<

Операции иамагиичиванйя и раэмагни чивания регистраторов 3-5 выполняют в соленоиде от специального генератора; .. апериодических и колебательных имнуль- 15 сов тока. Измерение магнитной индукции в относительных единицах производят магии тсвлетром.

З предлагаемом способе не накладывается.иикамих усиовий на соотношение ammaтуд раэиополярных ююнульсов тока. Способ позволяет также определять амплитуды первого и второго имиульдов про Затухающем колебательном процессе. В этом случае многократ- 25 нов воздействие разноцолярных импульсов с умейьшающейся амплитудой при легко достнжимам условии что измеря-. емый ток эначйтельно меньше тока,прикотором прюисходнт насыщение регйстраторов, приведет к тому, что регистраторы .3 и 4 будут иметь остаточную намагниченность, близкую к значениям

В, и Э2,. Регистратор Ь останется; раяиагяйчейним.

Повышение точности достигается тем, 35 что измеренная. амплитуда второго импульса, является средней величиной из значений токов, измер6ннйх всеми тремя регистраторами измерительной ячейки Х. Ври этом для определения тока щ каждым регистраторшам используются три различйые кривые намагничивания.

Измеревная амплитуда первого импульса является средней величиной из значений токов, измеренных двумя регист-. раторами, и .существенно зависит от точности определения амплитуды второго импульса.

Если амплитуда измеряемых токов может изменяться в широких пределах, например, в пять-десять раз, то при больших значениях токов регистраторы будут насыцаться. Поэтому такие и еще большие значения токов зарегистрировать одной измерительной ячей кой не удается. С целью расширения диапазона измеряемых токов, устанавливается дополнительная измерительная ячейка 2, удаленная от провода 9 на расстояние y2)y При необходимости, установив несколько ячеек, можно обеспечить любой заданный диапазон регистрации.

Установка двух и более измерительных ячеек дополнительно увеличивает точность измерений. Достигается это за счет того, что диапазоны измерений соседних ячеек частично перекрываются и измеряемый ток фик- .. сируется регистраторами .уже не одной, а двух измерительных ячеек.

Поэтому в итоге усреднение вцполняется не по двум — трем ферромагнит-. ным регистраторам, а по четырем— шести.

Многократное измерение тока с последующим усреднением позволяет в несколько раз снизить погрешность измерения за счет разброса индивидуальных значений параметров регистраторов, которая обычно и дает

,главный вклад в общую погрешность .измерения тока.

В предлагаемом способе. расчетное значение поррешности измерений за счет разброса магнитных характеристик и допусков на изготовление конструкции не превышает + 53 для уни- . полярных импульсов и лйшь вдвое выше для разнополярных и колебательных. импульсов тока. !

1022063

Составитель Л.Иорозэв

Редактор т.Киселева Техред О.Неце Корректор Г. Решет н и к

Заказ 4032/36 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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