Устройство для измерения вольтамперных характеристик термоэмиссионных преобразователей

 

ае 01) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3С59 0 01 R 31 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (211 3376493/21 (221 31. 12. 81 (461 07.04.84. Бюл. 9 13 (72) T.À.Äæèøêàðèàíè, Б.Н.Игумнов и Г.М.Маилов (53 I 662211,382.2 088.8 (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 530283, кл. G 01 R 31/26, 1974. (54 1 (57 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИИ

ВОЛЬТ-АИПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК TEPNOЭМИССИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее источник компенсирующего напряжения, к первому выходу которого присоединены последовательно вклю ченные шины для подключения испытуемого прибора, управляемая нагрузка и токосъемный элемент, соединенный вторым выводом с вторым выходом ис.точника компенсирующего напряжения, .измерительные каналы тока и напряжения, выполненный каждый в виде после довательно включенных дифференциального усилителя, ключа и пикового детектора, регистратор и синхронизатор, соединенный выходом с входом генератора амплитудно-модулированных импульсов, входы дифференциальных усилителей измерительных каналов то ка и напряжения присоединены соответственно к выводам токосъемного элемента и к шинам для подключения испытуемого прибора, а выходы пиковых детекторов измерительных каналов соединены с входами регистратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности измерений, в него введены генератор прямоугольных импульсов, прерыватель,, динамический запоминающий элемент, задатчик напряжения, допол.нительный дифференциальный усилитель регулируеьжй усилитель, модулятор, сумматор, коммутатор, таймер и три программных задатчика температур, при этом синхронизатор снабжен входом питающей сети, а генератор амплитудно-модулированных импульсов— управляющим входом, выход генератора амплитудно-модулированных импуль- сов соединен с управляющими входа ми ключей непосредственно и с регулирующим входом управляемой нагрузки через последовательно включенные регулируемый .усилитель и сумматор, под ключенный вторым входом к выходу модулятора, первый вход которого сое- I динен с выходом дополнительного дифференциального усилителя и управляющим входом регулируемого усилителя, а второй вход модулятора подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов и к одному иэ входов пре-. Я рывателя, соединенного другим входом с выходом дифференциального усилителя, измерительного канала напряжения, а выходом — через .динамический запоминающий элемент с первым входом дополнительного дифферецциального усилителя, второй вход которого присоединен к выходу эадатчика напряжения, выход синхронизатора подключен к входам генератора прямоугольных импульсов и таймера, соединенного выходом с управляющим входом генератора амплитудно-модулированных импульсов и с входом коммутатора, выходы которого подключены соответственнб к входам каждого из трех программных задатчиков температур.

1084708

Изобретение относится к функцио. нальным испытаниям электрических батарей и разрядных приборов и может быть использовано для измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) тепловой энергии в электрическую, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения вольт-амперных характеристик термоэмиссионных преобразователей, содержащее источник компенсирующего напряжения, к первому выходу которого присоединены последовательно включенные шины для подключения ис- 15 пытуемого прибора, управляемая нагрузка и токосъемный элемент,, соединенный вторым выводом с вторым выходом источника компенсирующего напряжения, измерительные каналы тока -и напряжения, выполненные каждый в виде последовательно включенных дифференциального усилителя, ключа и пикового детектора, регистратор и синхронизатор, соединенный выходом с входом генератора амплитудно-модулированных импульсов, входы дифференциальных усилителей измерительных каналов тока и напряжения присоединены соответственно к выводам токосъемного элемента и к шинам для подключения испытуемого прибора, а выходы пиковых детекторов измерительных каналов .соединены с входами регистратора (13.

Недостатком известного устройства является низкая производительность измерений, так как для получения семейства ВАХ испытуЕмого прибора требуется значительное время. Выходной ток ТЭП является функцией, внешних па 40 раметров преобразователя (температур эмиттера ТЕ, коллектора Тс и цезие вого резервуата Т . Семейства ВАХ снимают от режима холостого хода до тока короткого замыкания ТЭП в широ- 45 ком диапазоне выходных токов и внешних параметров, каждый из которых изменяется с малыми шагами. При.этом ,необходимо подбирать (устанавливать) амплитуды диагностических сигналов 5g а зависимости от внешних параметров, а следовательно, и выходных токов

ТЭП, что требует присутствия оператора и существенно замедляет процесс снятия семейств ВАХ.

Цель изобретения — повышение производительности измерений. . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения волИамперных характеристик термоэмиссионных преобразователей, содержащее источник компенсирующего напряжения, к первому выходу которого присоединены последовательно включенные шины для подключения испытуемого прибора, управляемая нагрузка и токосъемный 65 элемент„ соединенный вторым выводом с вторым выходом источника компенсирующего напряжения, измерительные каналы тока и напряжения, выполненные каждый в виде последовательно включенных дифференциального усилителя, ключа и пикового детектора, регистратор и синхронизатор, соединенный выходом с входом генератора амплитудно-модулированных импульсов, входы дифференциальных усилителей измерительных каналов тока и напряжения присоединены соответственно к выводам токосъемного элемента и к шинам для подключения испытуемого прибора, а выходы пиковых детекторов измерительных каналов соединены с входами регистратора, введены генератор прямоугольных импульсов, прерыватель, динамический запоминающий элемент, задатчик напряжения, дополнительный дифференциальный усилитель регулируемый усилитель, модулятор, сумматор, коммутатор, таймер и три программных задатчика температур, при этом синхронизатор снабжен входом питающей сети, а генератор амплитудно-модулированных импульсов управляющим входом, выход генератора амплитудно-модулированных импульсов соединен с управляющими входами ключей непосредственно и с регулирующим входом управляемой нагрузки через последовательно включенные регулируемый усилитель и сумматор, подключенный вторым входом к Выходу модулятора, первый вход которого соединен с выходом дополнительного дифференциального усилителя и управляющим входом регулируемого усилителя, а второй вход модулятора подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов и к одному из входов прерывателя, соединенного другим входом с выходом дифференциального усилителя измерительного канала напряжения, а выходом — через динамический запоминающий элемент с первым входам дополнительного дифференциаль ного усилителя, второй вход которого присоединен к выходу задатчика напря жения, выход синхронизатора подключен к входам генератора прямоугольных импульсов и таймера, соединенного выходом с управляющим входом гене ратора амплитудно-модулированных импульсов и с входом коммутатора, выходы которог<у подключены соответственно к входам каждого из трех программных задатчиков .температур. .На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временйые диаграммы его работы.

Устройство содержит источник 1 компенсирующего напряжения, управляемую нагрузку 2, токосъемный элемент

3 (шунт), синхронизатор 4, генератор

1084708

5 амплитудно-модулированных по ли-, нейному закону прямоугольных импуль сов, измерительные каналы тока и напряжения, состоящие соответственно из дифференциальных усилителей 6 и 7, ключей 8 и 9 и пиковых детекторов

10 и 11, регистратор 12, регулируемый усилитель 13, сумматор 14, генератор 15 прямоугольных импульсов, прерыватель 16, динамический запоминающий элемент (ДЗЭ ) 17, дополнитель ный дифференциальный усилитель .(ДУ)

18, модулятор 19, таймер 20, коммута тор 21, задатчик 22 напряжения ТЭП, задатчики 23, 24 и 25 соответственно температур ТЕ, Т« Т< и испытуе- 15 мый термоэмиссионный преобразователь 26.

К выводам источника 1 компенсирую щего напряжения подключены последо-, вательно соединенные управляемая нагрузка 2, токосъемный элемент 3 и шины для подключения испытуемого термоэмиссионного преобразователя 26

Выход синхронизатора 4 подключен к входам синхронизации генератора 5 амплитудно-модулированных импульсов, генератора 15 прямоугольных импульсов и таймера 20, а его вход соединен с питающей сетью. Входы дифференциальных усилителей 6 и 7 измеритель. ных каналов тока и напряжения соеди30 нены соответственно с выводами токосъемного элемента 3 и с шинами для подключения преобразователя. 26, а их выходы — с входами ключей 8 и 9, управляющие входы которых подключены к выходу генератора 5 и регулируе. мого усилителя 13, их выходы через пиковые детекторы 10 и 11 — к входам регистратора 12. Выхоц регулируемого усилителя 13 через сумматор 14 соединен с регулирующим входом нагрузки 2, а дополнительный вход сумматора 14 подключен через последовательно включенные прерыватель 16, динамический запоминающий элемент 17, 45 дополнительный дифференциальный усилитель 18 и модулятор 19 к выходу

7 генератора 15, который подключен так же к дополнительному входу модулятора 19. Кроме того, дополнительные 0 входы прерывателя 16 и усилителя 18 соединены соответственно с выходами усилителя 7 и задатчика 22 напряжения, а выход усилителя 18 подключен к управляющему входу регулируемого усилителя 13. Выход таймера 20 соединен с входом запуска генератора

5 непосредственно и с входами задатчиков 23, 24 и 25 через коммута- тор 21.

Устройство работает следующим об- 60 разом.

Синхронизатор 4 вырабатывает синхроимпульсы, которыми запускаются .генератор 5 пакета амплитудно-модулй, рованных импульсов (импульсы .05, 65 фиг. 2) и генератор 15 прямоугольных импульсов (импульсы 01, фиг, 2) .

Импульсы генератора 15 открывают прерыватель 16 и одновременно поступают на вход модулятора 19. Сигналы

1 апряжения Откуп через прерыватель 16 оступают на вход ДЗЭ 17, à с выхода ДЗЭ - на вход дифферейциального усилителя 18, на второй вход которого подано напряжение с задатчика 22.

ДЗЭ запоминает импульс напряжения

ТЭП в течение времени паузы между диагностическими импульсами.

Задатчиком 22 устанавливается тре. ,буемое значение U ä. Усиленный ДУ 18 сигнал разбаланса управляет нагрузкой 2, обеспечивая поддержаниВ уста,новленного значения U,п в процессе

"изменения выходного тока ТЭП. Это осуществляется следующим образом.

Выход ДУ 18 подключен к второму входу модулятора 19 и входу регулирования коэффициента передачи усилителя 13. При этом импульсы генератора

15 модулируются выходным напряжением

Ду 18; амплитуда этих импульсов на выходе молулятора 19 автоматически изменяетc (импульсы 019 и Uq9 фиг.2) обеспечивая поддержание заданной задатчиком 22 величины выходного напряжения ТЭП (при снятии BAX с>т режима холостого хода до тока короткого замыкания напряжение задатчика 22 уста навливается равным G ). На фиг. 2 показаны импульсы 0 1 9, 01 t на выходе модулятора 19 для двух различных значений токов короткого замыкания ТЭП.

Одновременно выходным напряжением

Ду 18 устанавливается требуемый коэффициент передачи усилителя 13 так, чтобы максимальная .амплитуда импульсов в пакете генератора 5, поступающих через усилитель 13 (импульсы

01з и О и сумматор 14 на вход управ. ляемой нагрузки 2, была равная амплитуде импульсов генератора 15, промодулированных модулятором 19 (т.е.

U<>=U<9 соответственно U<> =U<9i,фиг. 2)

Импульсы генератора 5 выбираются по длительности больше импульсов генератора 15. При этом на выходе сумматора 14 формируется ступенчатый импульсный сигнал {импульсы 0„4 и U 4, фиг. 2 ). Прерыватель 16 и транзистор ные ключи 8 и 9 запускаются в разные моменты времени (соответственно

1„и 12, фиг. 2 ), чем обеспечивается селекция работы каналов поддержания заданного напряжения ТЭП и регистрации BAX. Генератор 5 амплитудно-модулированных импульсов запускается в заданные таймером 20 моменты времени. При этом пакетом амплитудномодулированных импульсов производится снятие ВАХ от режима холостого хода до тока короткого замыкания ТЭП

Максимальная амплитуда импульсов в пакете определяется коэффициентом

1084708 передачи усилителя 13 и автоматичес" ,ки устанавливается Ду 18 таким обра..зом, чтобы снятие BAX производилось до напряжения ТЭП, заданного задатчиком 22. Следовательно, при непрерывном изменении одного из внешних параметров (например Тц ) при йостоssHaac остальных (T < H T

ВАХ при различных Тн от режима холос того хода до тока короткого замыка-"..

:ния.

Предлагаемое устройство обладает повышенной производительностью измерений, так как обеспечивается автоМВ тическое снятие семейства BAX в широком диапазоне изменения. выходного ТЭП при постоянной скорости развертки BAX благодаря автоматической модуляции ди-. агностических сигналов.

1084708

Составитель Ю.Брызгалов

Редактор Л.Филь Техред С. Мигунова корректор И- Макаренко

Заказ 1990/39 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

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