Способ измерения напряжения химического источника тока

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХЮПИЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА, згшлбочающийся в измерения с псмооиыо иэ.ме рительного прибора леще кия йапря .жения на нап уэочном резисторе,включенном в цепь контрол1фуемого источника ., при выбранном значении регулируемого резистора,о тли чающийс я TaM,4TpjrC целью повышения точности , после измерения пгщення напряжения на нагрузочном резнсторе от тока ХИТ нзменяют напряжение в цепн на калиброванную, различимую по измерительному прибору величину, измеряют новое значение падения напряжения на нагрузочном резисторе, затем измеряют напряжение на последнем при отключвннс ХИТ, а о значении напряжения ХИТ судят по выРс1жению « Фз:где 4 и - калиброванное изменение. 9 напряжения в цепи; з напряжения, измеренные на нагрузочном резнсторе при наличии ХИТ, с дополнительным калиброванным приращением напряжения 8 в цепи и без ХИТ в цепи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЮВФ

РЕСПУБЛИН

МВ 01 0 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: к автонснамч сеидатгльствм

О -0 и„ми0Ц „

2 л Эю

° °

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИЙ (21) .3526329/24 07" (22) 24.12.82 (46) 28.02.84. Вюл. 9 8 (72) В.И. Скурихин, В.С. Балюк, В.Т. Кондратов, В.Й. Водотовка и Ю.А. Скрипник (53) 621. 355.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 654988 кл. Н 01 И 10/48, 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 554582 кл. Н 01 И 10/48, 1976.

3. Иатент Великобритании

У 1494458, кл. Р l A,1974. (54) (57) СНОСОВ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕ

НИЯ ХИИИЧЕСКОХ О . ИСТОЧНИКА ТОКА у заключающийся s измерении с помощью измерительного прибора падения напря,жения иа нагруэочном резисторе,включенном в цепь контролируемого источника,при выбранном значении регулируемого резистора,о т л и ч а ю щ и и с я тем,что,с целью повышения точиос„„SU„„6986 А ти, после измерения падения напряжения на нагруэочнам резисторе от тока ХИТ изменяют напряжение в цепи на калиброванную, различимую по измерительному прибору величину, измеряют новое значение падения напряжения на нагрузочном резисторе, затем измеряют напряжение на пос« леднем при отключенном ХИТ,-а о значении напряжения ХИТ судят по вы,ражению где . 40 - калиброванное изменение Pg напряжения в цепи; Uz;()< и .03 - напряжения, изме" ренные на нагрузочном резисторе при наличии ХИТ, с дополнительно калиброванным приращением напряжения в цепи и без ХИТ в цепи.

1076986

ИэОбретение относится к электрическим измерениям параметров химических источников тока (ХИТ) и может быть использовано по прямому назна-. чению при измерении ХИТ, например, воздушно-литиевых, водно-литиевых и других.

Известны способы измерения напряжения химических источников тока, реализуемые известными устройствами и заключающиеся в измерении па- 10 дения напряжения на нагрузочном резисторе, включенном в цепь контролируемого ХИТ. Г1 3 и Г21.

Указанным способам присуща недос- таточная точность измерения, обус- 15 ловленная методическими погрешностями измерения, Во-первых, способы измерения напряжения ХИТ не учитывают шунтирующее действие входного сопро-, тивления измерительного прибора или сопротивления входного делителя напряжения на результат измерения.

Во-вторых, способы чувствительны к влиянию значения омического сопро-, тивления цепи, на результат измерения у а также переходных и контактных соп- . .ротивлений.В-третьих, указанные способы измерения не обеспечивают исключе-. ние аддитивных и мультипликативных погрешностей, вносимых измерительным прибором, -на результат измерения.

Все это снижает точность измерения напряжения ХИТ в широком диапазоне их значений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения напряжения

ХИТ, заключающийся в измерении падения напряжения на нагрузочном резисторе, включенном в цепь ХИТ, сравнении полученных значений напряжения на элементе со средним значением 4О напряжения на всех элементах батареи (.3).

Известному способу также присуща недостаточная точность измерения напряжения ХИТ, обусловленная влия- 45 нием входного напряжения измеритель. ного прибора на результат измерения, а также аддитивной и мультипликативной погрешностей прибора на результат измерения, исключение которых gp известный способ не обеспечивает.

Цель изобретения — повышение точ-ности измерения напряжения химического источника тока (ХИТ).

Поставленная цель достигается тем,5 что согласно способу измерения напряжения химического .источника тока, заключающемся в измерении падения напряжения на нагрузочном резисторе, включенном в цепь контролируемого

ХИТ, при выбранном значении регулируемого резистора, после измерения падения напряжения на нагрузочном резисторе от тока ХИТ, изменяют напряжение в цепи на калиброванную, различимую по измерительному прибо- 65 ру величину, измеряют новое значение падения напряжения, затем измеряют напряжение на нагруэочном резисторе при отключенном ХИТ, а о эначении напряжения ХИТ судят по выражению где лО - калиброванное приращение (изменение) напряжения в цепи;

U, U и U — напряжения изме ренные на нагруэочном резисторе при наличии ХИТ, С дополнительньм калиброванным приращением напряжения в цепи и беэ ХИТ в цепи, На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Через цепочку, состоящую иэ последовательно соединенных регулируемого резистора R и нагрузочного резистора R> в виде параллельно соеди ненных резистора R> и входного сопротивления Кэ„=й измерительного прибора, пропускают ток, обуловленный включением ХИТ в эту цепь.

Значение регулируемого резистора

Й выбирают таким, чтобы в течение времени измерения напряжения ХИТ разряд ХИТ эа счет тока нагрузки был оптимальным. Обычио устанавливают такое значение регулируемого резистора R Ä при котором ток через эквивалент нагрузки и измерительными прибор равен рабочему току. При снятии вольт-амперных характеристик XHT значение сопротивления Й.(изменяется в широких пределах.

Известно, что характеристика преобразования измерительного прибора имеет вид у = х(1+у)+ах, (1) где х - входная величина; у - показания прибора; у — мультипликативная погрешность; д x — аддитивная погрешность измерительного прибора.

В соответствии с спредлагаемьм способом, вначале измеряют падение напряжения U„ на нагруэочном резисторе R (фиг ° lа). В результате получают, с учетом (1) напряжение

3 10769

g - мультиплнкативная погреш-ность измерения напряжения и» .й - аддативная погрешность измерения;

0„„ - истинное значение падения 5 напряжения на нагрузочном резисторе кн." .

Затем изменяют напряжение в цепи на калиброванную, различимую по измерительному прибору величину ЬО 10 (фиг. 1б). В результате напряжение цепи будет равно

00= 0х Ы

0-0

Х Ц Q

2 1 (6) После этого переключатель 2 режи- мов работы устанавливается в исходное положение, при котором также измеряется и запоминается с помощью арифметического устройства 7 напряжение на резисторе Q2 нагрузки 6.

Так как в указанном положении переключателя 2 напряжение от ХИТ а це» пи отсутствует, то результатом измерения будет дрейф нуля измеритель ного прибора.

Согласно предлагаемому. способу измеряют новое значение падения напряжения на нагрузочнои резисторе обУсловленное токаи иапряженияЦэ ц p (< g (д у (1+ур(ю, (4)

О г в+р н г =.г н где фг - мультипликативная погреш«. ность измерения напряжения Оо 3

CL - аддитивная погрешность asмерення той же величины, что и при предыдущем измерении, так как моменты. ЗО времени обеих измерений отличаются на доли секун- ды, т.е. практически совпадают;

02> — истинное падение напряжениями на иагрузочном резисторе Яв, .при изменении напряжения s цепи иа hU, Затем измеряют падение напряжения на нагрузочном резисторе При отклю» ченном напряжении питания цепи (Фиг.1в). В результате получим напря жение (5)

-03 равное аддитивной погрешности измерительного прибора.

О значении напряжения ХИТ судят. по выражению

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит блок 1 ХИТ, напряжение которого подлежит измере- вв нию, переключатель 2 режимов работы, калиброванный делитель 3 напряжения источник 4 опорного напряжения„ коммутатор 5, регулируемая нагрузка 6» .состоящая из последовательно соеди- 49 ненных регулируемого резистора и нерегулируемого нагрузочного резистора, арифметическое устройство 7 с памятью (или микропроцессор), отсчет",но-регистрирующее устройство 8. у причем одни одноименные (например отрицательные) клеммы блока 1 ХИТ соедчнены между собой и подключены к входу переключателя 2 режимов работы, первый вход которого соединен с земляной шиной, третий вход свободный, а второй подключен через калиброванный делитель .3 напряжения к источнику 4 опорного напряжения.

Положительные клеммы блока 1 ХИТ соединены с входами управляемого коммутатора 5, выход которого через регулируемую нагрузку б подключен к арифметическому устройству 7 с па- . мятью..Е выходу арифметического устройства 7 подключено отсчетио-регистрирующее устройство 8. устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии переключатель 2 режима работ находится в положении 3 . В специальное приспособление устанавливается кассета с XHT (100 шт). Эта кассета и представляет собой блок 1 ХИТ. С помощью коммутатора 5 к входу регулируемой нагрузки б подключается положительная клемма ХИТ, напряжение которого подлежит измерению. Затем переключатель

2 режима работ устанавливается в положение 1 (фиг. 1г). Соединенные между собой:отрицательние клеммы ХИТ подключаются к земляной: шиве. Через резисторы 9< и Р2 нагрузки 6 течет ток, обусловленный напряжением контролируемого ХИТ. Иеобходимая величина тока в цепи устанавливается с помощью переменного резистора 94 нагрузки б. Падение напряжения на резисторе Р> нагрузки б измеряется и запоминается с помощью арифметического устройства 7.

Затем переключатель 2 режимов работы переводится в положение ™ 2 (Фиг. 1г). В результате к контроли руемому ХИТ последовательно .подкпючается через делитель 3 напряжения источник 4 опорного напряжения. Де литель .3 напряжения предназначен для установки требуемого калиброванного значения напряжения.à.Î. В результа-те напряжение цепи увеличивается на значение hU.

Измеряют и запоминают новое значение падения напряжения на ревиста ре Иг нагрузки б.

1076986

С помощью арифметического устройства 7 вычисляют значение U< по выражению (6) по результатам измерения падений напряжений в каждом из трех тактов измерения.

Затем к утатор 5 перводят в дру- 5 гое положение и аналогично повторяют процесс измерения 0„ нового контролируемого ХИТ.

В отличие от известных предлагаемый способ обеспечивает повышение точности измерения, путем исключения аддитивной и мультипликативной погрешностей измерительного прибора, исключения влияния входного сопротивления измерительного прибора на ре- $ зультат измерения. Как видно иэ фиг. 1, входное сопротивление,R3 измерительного прибора включается параллельно сопротивлению Я2 нагрузки 6.

Это приводит к изменению козффициен- щ та деления делителя напряжений, состоящего иэ Р1 и а2.

В результате измерения значения U с помощью известных способов вносится дополнительная погрешность. Иэ-!

:вестно, что ;К- у разных измерительных приборов имеет разную величину и стабильность эа счет исключения погрешности от влияния сопротивления цепи, по которому протекает ток от

ХИТ, а также от временной и температурной нестабильности сопротивлеНия цепи, исключения влияния переходных и контактных сопротивлений изме.рительной цепи на результат измерения значения напряжения ХИТ.

Исключение аддитивной и мультипли» кативной погрешностей измерения обеспечивается путем совокупности и по,следовательности операций измерения падения напряжения на резисторе Rr

4 нагрузки гри разных условиях и вычислительной обработки результатов измерения по предложенному алгоритму учитывающему как исходные, так и измеренные данные и влияние погрешностей измерения.

Результат измерения с помощью предлагаемого способа не содержит погрешностей измерения. Высокая точность измерения напряжения ХИТ необходима для снятия его вольт-амперных характеристик при сверх малых токах разряда (10 A) при определении таких характеристик надежности ХИТ, как его саморазряд, в течение ограниченного промежутка времени, а также при типовых испытаниях саморазряда ХИТ в условиях длительного хранения.

Та%им образом, предлагаемый способ измерения напряжения ХИТ в целом обеспечивает повышение точности измерения контролируемой величины.

1076986

Составитель И. Найдяна

Редактор A. Власенко Техред И.Асталош Корректор А. Повх

Заказ 762/50 тираи 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного тжитета СССР по делам изобретений и открытий

3.13035, Иосква, 7L-35, Раумская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Уигород, ул. Проектная, 4