Устройство для измерения эффективного значения напряжения или тока

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения сигналов синусоидальной и сильно искаженной формы в широком диапазоне частот. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит усилитель 5 разбаланса, коммутаторы 6 и 7, запоминающие блоки 8 и 9, блок 11 управления. Выполнение электротеплового преобразователя на резистивном мосте, в одно из плеч которого включен терморезистор 1 косвенного подогрева, и подогревателе 10, а также введение новых связей обеспечивают исключение из схемы сложных прецизионных блоков. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

С 01 R 19/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4372726/24-21 (22) 01.02.88 (46) 23.07.90. Бюл. В 27 (71) Азербайджанское научно-производственное объединение "Нефтегазавтомат" (72) A.Ë.Áåëîóñîâ (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 822058, кл. G 01 R 19/03, 1979

Авторское свидетельство СССР

I ф 822057, кл . Г 01 R 19/03, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ИЛИ ТОКА (57) Изобретение относится к электро„„SU„„1580269 А I

2 измерительной технике и может быть использовано .для измерения сигналов синусоидальной и сильно искаженной формы в широком диапазоне частот.

Цель изобретения — упрощение устройства. Устройство содержит усилитель 5 разбаланса, коммутаторы би 7, запоминающие блоки 8 и 9, блок 11 управления. Выполнение электротеплового преобразователя на резистивном мосте, в одно из плеч которого включен термореэиетор 1 косвенного подогрева, и подогревателе 10 а также введение новых связей обеспечивают исключение из схемы сложных прецизионных блоков. 1 ил.

1580269

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в вольтметрах и амперметрах переменного тока, работающих в широком диапазоне частот с .сигналами синусоидальной и сильно искаженной формы.

Цель изобретения — упрощение устройства. t0

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит терморезистор

1 косвонного подогрева, который совместно с резисторами 2 — 4 образует четырехплечий резистивный мост, усили.тель 5 разбаланса, входы которого подключены к выходной диэ.гонали моста, первый и второй коммутаторы 6 и 7, запоминающие блоки 8 и 9, подогреватель 10, блок 11 управления. Вход блока 8 соединен с размыкающим контактом коммутатора 7, а выход - с гитающей диагональю моста, подключенной с другой стороны к общей шине.

Вход блока 9 соединен с замыкающим контактом коммутатора 7, а выход— с замыкающим контактом коммутатора.

6 и выходом устройства, размыкающий контакт коммутатора 6 соединен с вхо- 3Q дом устройства, а переключающий контакт — с одним выводом подогревателя 10, другой вывод которого подключен к пине. Переключающий контакт коммутатора 7 соединен с выходом усилителя 5. Выходы блока 11 управления

35 подключены к управляющим входам коммутаторов 6 и 7. Терморезистор 1, резисторы 2 — 4 и подогреватель 10 образуют электротепловой преобразователь.

Коммутаторы 6 и 7 могут быть выполнены на базе электромагнитных реле,. а блок 11 — на базе мультивибратора, работающего в. автоколебательном или ждущем режимах.

Устройство работает следующим образом.

Цикл измерения состоит иэ двух тактов, В первом такте на вход устройства подается измеряемая величина (например, напряжение) и запоминается отклик усилителя 5, соответствующий

-моменту равновесия измерительного моста. Во втором такте измерения производится замещение измеряемого на55 пряжения на равное по тепловому дейст. вию постоянное напряжение, величина которого служит искомым эквивалентом входного напрФкения. При измерении действующего значения переменного тока во втором такте производят измерение величины постоянного тока в цепи подогревателя 10, являющейся эквивалентом входного тока.

Положение контактов коммутаторов 6 и 7 на чертеже соответствует первому такту измерения. Входной сигнал (напряжение) поступает через размыкающие контакты коммутатора 6 на подогреватель 10, выход усилителя 5 раэбаланса подключен к входу блока 8.

Через некоторое время, определяемое тепловой инерцией терморезистора 1, измерительный мост приходит к положению равновесия, Балансировка моста происходит автоматически за счет изменения напряжения на питающей диагонали, поступающего с выхода запоминающего блока 8. Для нормальной работы устройства необходимо выполнение начальных условий ,R2 i R4

Р1 ) - — — и ТКСК1 (0 о R3

Л где Ri< — сопротивление термоэерисо тора 1 при температуре окружающей среды„

R2, R3, Г4 — сопротивления резисторов 2 3 и 4;

TKCR1 — температурный коэффициент сопротивления термореэистора 1, т.е. необходимо, чтобы по мере раэо1 грева термореэистора 1 измерительный мост приближался к положению равновесия, Во втором такте происходит переключение переключающих контактов коммутаторов 6 и 7 в нижнее по схеме положение, При этом питающая диагональ измерительного моста остается под напряжением, поступающим с выхода блока

8, выход усилителя 5 соединяется с входом блока 9. Подогреватель 10 отключается от входной клеммы и подключается к выходу блока 9. Измерительный мост автоматически балансируется.

В течение одного цикла измерения, включающего два такта, температуру окружающей среды, а также характеристики элементов схемы можно считать постоянными. Баланс моста означает, что сопротивление и температура терморезистора 1 в обоих тактах одинакова.

Зто, в свою очередь, позволяет сделать вывод о равенстве суммарных теп5 158026 .ловых мощностей, подводимых к терморезистору 1 в первом и втором тактах измерения.

Для первого и второго тактов изме5 рения можно записать следующие выражения.

Ц2 R1+

Р1- .+112

R< и (R1<+R2) 2

P2- =з.. +1»а

1»2

R„ и где Р1 и Р2

«R1i (R1 +R2)2 суммарные тепловые мощности, подводимые к терморезистору 1 в пер-15 вом и во втором тактах измерения; — эффективное значение входного напряжения; сопротивление подо- 20 гревателя 10;

- коэффициент передачи электротеплового преобразователя; напряжение на выходе 25 блока 8, приложенное к питающей диагонали измерительного моста в конце обоих тактов измерения; ЗО сопротивление терморезистора 1, соответствующее моменту баланса измерительного моста

R2 Б.4.

R1 = — — — +оР (bR — ве- 35

R3 личина, определяемая напряжением смещения усилителя 5 разбаланса, одинаковая в обоих @» тактах); постоянное напряжение на выходе блока 9 в конце второго такта измерения. 45

Из равенства суммарных мощностей

P1=P2 следует, что эффективное значение входного переменного напряжения соответствует постоянному напряжению, снимаемому с выхода блока 9 во вто- 5р ром такте измерения. Это напряжение измеряется вольтметром постоянного тока (не показан).

9 б

Устройство сочетает в себе преимущества метода замещения и мостового метода измерений. Работа- мостовой схемы в точке равновесия позволяет термостабилизировать рабочую точку термо" резистора, что обеспечивает высокую линейность характеристики измерительного преобразования и максимальную чувствительность мостовой измерительной схемы. Реализация метода замещения делает работу устройства инвариантной к медленному изменению характеристик всех элементов схемы и. температуры окружающей среды. Это позволяет полностью отказаться от термостатирования- элементов схемы, снижает требования к метрологическим характеристикам последних и исключает необходимость калибровки устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения эффективного значения напряжения или тока, содержащее электротепловой преобразователь, выход которого через усилитель разабаланса подключен к переключающему контакту второго коммутатора, размыкающий контакт, которого соединен с входом первого запоминающего блока, а замыкающий контакт — с выходом устройства через второй запоминающий блок, размыкающий контакт первого коммутатора подключен к входу устройства, управляющие входы коммутаторов подключены к выходам блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения электротеплсвой преобразователь выполнен на резистивном мосте, в одно из плеч которого включен резистор косвенного подогрева, и подогревателе, питающая диагональ резистивного моста подключена между вьгходом первого запоминающего блока и общей шиной, а выходная диагональ является выходом электротеплового преобразователя, один вывод подогревателя является входом электротеплового преобразователя и подключен к переключающему контакту первого коммутатора, а другой вывод подключен к общей .шине, замыкающий контакт первого коммутатора соединен с выходом второго запоминающего блока.