Устройство для измерения импульсного тока

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использоваться для измерения режимов работы импульсных потребителей тока. С целью повышения точности измерений в устройство введены нуль-индикатор 11 и переменный резистор 10. Питание устройства осуществляется от входов 2 и 8 питания. Блок 9 управления задает режим переключения ключей 3 и 4, и через импульсную нагрузку 1 и переменный резистор 5 начинают протекать импульсы тока, которые измеряются амперметром 7. Регулируя величину сопротивления резистора 10 с помощью нуль-индикатора 11, добиваются равенства напряжений на амперметре 7 и резисторе 6,1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

I, (l9) 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИТКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4771130/21 (22) 21.11.89 (46) 07.03.92. Бюл. hh 9 (71) Украинский научно-исследовательский

-институт механизации и электрификации сельского хозяйства и Научно-производственное обьединение "Зенит" (72) Ю.В.Герасимчук, H.Н.Скрыпник, А.И.Безлепкин и А.П,Попов (53) 621.317.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 815645, кл, 6 01.Я 19/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

t4 1182419, кл. 6 01 и 19/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГОО ТОКА (ЯИ 6 01 R 19/00, 19/04 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использоваться для измерения режимов работы импульсных потребителей тока, С целью повышения точности измерений в устройство введены нуль-индикатор 11 и переменный резистор

10. Питание устройства осуществляется от входов 2 и 8 питания. Блок 9 управления задает ражим переключения ключей 3 и 4, и через импульсную нагрузку I и переменный резистор 5 начинают протекать .импульсы тока, которые измеряются амперметром 7.

Регулируя величину сопротивления резистора 10 с помощью нуль-индикатора 11, добиваются равенства напряжений на амперметре 7 и резисторе 6. 1 ил.

1718127

Р5

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при исследовании режимов работы импульсных потребителей тока.

Известно устройство для измерения си- 5 лы тока и мощности газоразрядных ламп высокого давления при кратковременных перегрузках, предусматривающее использование осциллографов. Сила тока определяется путем планиметрирования 10 увеличенных и преобразованных осциллограмм тока с последующим сравнением их с тарировочными осциллографами.

Недостаток этого устройства — наличие большого числа измерительных приборов, 15 громоздкость annaратуры, необходимость использования осциллографов, снятие тарировочных осциллограмм, длительная об. работка результатов измерений и невысокая точность. 20

Известно также устройство для измерения импульсного тока, содержащее амперметр, ваттметр, газоразрядную лампу, балластные дроссели, коммутирующие элементы, один из которых создает длитель- 25 ность и скважность импульсного тока через газоразрядную лампу, резистор, переключатели и блок управления, причем параллельно газоразрядной лампе с нагрузкой из последовательно соединенных дросселей 30 подключена активная нагрузка, коммутируемая в противофазе с импульсным таком другим коммутирующим элементом.

Недостатком этого-устройства является сложность процесса измерения и низкая 35 точность. Особенность работы устройства состоит в том, что подбирая. нагрузку, т.е. регулируя проходящий через нее ток, добиваются, чтобы показания амперметра были постоянными (без колебаний)..Однако добиться, чтобы показания амперметра были постоянными и при этом точно соответствовали измеряемой амплитуде импульсного тока с помощью этого устройства сложно.

Когда величина тока через активную нагрузку значительно отличается от. измеряемого импульсного тока, то и показания амперметра будут значительно колебаться. Когда же величины тока через активную нагрузку и измеряемого тока отличаются незначительно, но полностью не совпадают, показания амперметра могут быть постоянными (без колебаний), однако ке соответствовать измеряемой амплитуде импульсов.

Известно устройство для измерения импульсного тока и мощности импульсной нагрузки, содержащее газоразрядную лампу, первый вывод которой через два соединительных последовательно балластных дросселя к первой шине, первый коммутирующий элемент, первый силовой вывод которого подключен к обьединенным выводам балластных дросселей, второй коммутирующий элемент, первый амперметр, соединенный последовательно с токовой обмоткой первого ваттметра, обмотка напряжения которой включена между первой и второй шинами, активную регулируемую нагрузку и блок управления, прямой выход которого подключен к управляющему электроду первого коммутирующего элемента, а противофазный — к управляющему электроду второго коммутирующего элемента, второй амперметр, второй ваттметр, третий коммутирующий элемент и резистор, сопротивление которого равно сумме внутреннего сопротивления второго амперметра и сопротивления токовой обмотки второго ваттметра, при этом второй силовой вывод первого коммутирующего элемента соединен с первым силовым выводом второго коммутирующего элемента и через последовательно соединенные второй амперметр и токовую обмотку второго ваттметра — с первой шиной, обмотка напряжения второго ваттметра включена между первой и второй шинами, к которой подключен также второй вывод газазрядной лампы, второй силовой вывод второго коммутирующего элемента соединен с первым выводом третьего коммутирующего элемента и свободным выводом токовой обмотки первого ваттметра, второй силовой вывод третьего коммутирующего элемента через резистор соединен с первой шиной, свободный вывод первого амперметра через активную регулируемую нагрузку соединен с второй шиной, а управляющий электрод третьего коммутирующего элемента подключен к дополнительному прямому выходу блока. управления.

Недостатком известного устройства является сложность процесса измерение и низкая точность, Особенность работы устройства состоит в том, что изменяя дополнительную активную нагрузку, т.е, изменяя проходящий через нее ток, добиваются положения, когда показания амперметров равны. Однако в достаточно широком диа-. пазоне возле такого положения показания. амперметров будут отличаться очень незначительно и устанавливать различие в их показаниях сложно и неудобно. Это же обстоятельствообуславливаети низкуюточность проводимых измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерения импульсного тока, Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения импульсного тока, содеркгзщее имоуаьснукг нагрузку. оден нз

10

55 выводов которой подключен к первому выводу для подключения к питаюшей сети, а второй соединен с первым выводам первого управляемого ключа, второй управляемый ключ, первый вывод которого через переменный резистор соединен с первым выводом для подключения к питающей сети, амперметр, резистор, сопротивление которого равно внутреннему сопротивлению амперметра, один иэ выводов которого соединен с вторым выводом для подключения к питающей сети и с указанным резистором, а другой вывод соединен с вторыми выводами первого и второго управляемых ключей, блок управления, прямой выход которого соединен с управляющим выводом второго управляемого ключа. снабжено нуль-индикатором и вторым переменным резистором, один из выводов которого соединен с первым выводом для подключения к питающей сети, а второй — со свободным выводом резистора и одним из выводов нуль-индикатора, второй вывод которого подключен к общей точке соединения второго вывода первого управляемого ключа и амперметра, причем подвижные контакты, первого и вторОго переменных резисторов спарены, а величины пх сопротивлений равны и имеют один и тот же закон изменения, В устройстве используется амперметр, который предназначен для измерения непрерывного (постоянного), а не импульсного тока. В то же время предлагаемая схема позволяет существенно расширить диапазон измерения таких амперметров, т.е. эффективно использовать такие приборы для измерения импульсного тока,. Это достигается за счет использования работающих в противофазе первого и второго управляемых ключей, один иэ которых обеспечивает импульсный режим работы нагрузки, в цепь которой включен амперметр, а второй управляемый ключ обеспечивает протекание тока через этот амперметр в моменты пауз импульсов тока через нагрузку. Изменяя переменное сопротивление, величина этого тока устанавливается равной величине. тока через импульсную нагрузку. При этом через амперметр будет протекать непрерывный (постоянный) ток, равный амплитуде импульсов тока через нагрузку, величина которого измеряется указанным прибором, Повышение точности достигается тем, что в моменты времени, когда первый управляемый ключ закрыт, а второй открыт., через резистор и амперметр текут равные токи не зависимо от величины сопротивлений первого и второго переменных резисторов. П ри этом нул ь-индикатор устанавливается в нулевое положение. В

50 моменты, когда первый управляемый ключ открыт, а второй закрыт, величины токов, протекающих через резистор и амперметр, могут быть равны и не равны. Когда токи не равны, показания нуль-индикатора будут отличаться 0Т нуля, Изменяя величины спаренных первого и второго переменных резисторов можно добиться положения, когда токи, протекающие через резистор и амперметр, будут равны и в моменты времени, когда первый управляемый ключ открыт. а второй закрыт. Таким образом, процесс измерения величины тока импульсной нагрузки упрощается и сводится к тому, что изменяя величины спаренных переменных резисторов можно установить нуль-индикатор в нулевое положение, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения импульсного тока, Устройство для измерения импульсного тока содержит импульсную нагрузку 1, один из выводов которой подключен к первому выводу 2 для подключения к питающей сети, а второй вывод соединен с первым выводом первого управляемого ключа 3, второй управляемый ключ 4, первый вывод которого соединен с первым выводом 2 для подключения к питающей сети через первый переменный резистор 5, резистор 6, сопротивление которого равно внутреннему сопротивлению амперметра 7, один из выводов которого соединен с вторым выводом 8 для подключения к.питающей сети и резисторов 6, а другой вывод амперметра 7 соединен с вторыми выводами первого и второго управляемых ключей, блок 9 управления ключами, прямой выход которого соединен с управляющим выводом первого управляемого ключа 3, а противофазный соединен с управляющим выводом второгоуправляемого ключа 4, второй переменный резистор 10, один из выводов которого соединен с первым выводом 2 для подключения к питающей сети, а второй соединен со свободным выводом резистора 6 и одним из выводов нуль-индикатора 11, второй вывод которого подключен к общей точке соединения второго вывода первого управляемого ключа 3 и амперметра 7. Подвижные контакты первого 5 и второго 10 переменных резисторов спарены, а величины сопротивлений переменных резисторов 5 и 10 равны и имеют один и тот же закон изменения.

Устройство для измерения импульсного тока работает следующим образом

К выводам 2 и 8 устройства подается напряжение питающей сети. Через нагрузку

1 проходит импульсный ток, Длительность и скважность импульсов задается первым уп1718127 равляемым ключом 3. Во время открытого состояния управляемого ключа 3 ток проходит по цепи: первый вывод 2 для подключения к питающей сети -импульсная нагрузка

1 — управляемый ключ 3 — амперметр 7— второй вывод 8 для подключения к питающей сети, Во время закрытого состояния первого управляемого ключа 3 открыт второй управляемый ключ 4 и ток проходит по цепи: первый вывод 2 для подключения к 10 питающей сети — первый переменный резистор 5 — управляемый ключ 4 — амперметр

7 — второй вывод 8 для подключения к питающей сети. По цепи: первый вывод 2 для подключения к питающей сети — второй пе- 15 ременный резистор 10- резистор 6 — второй вывод 8 для подключения к питающей сети; ток проходит как при открытом так и при закрытом состоянии первого и второго управляемых ключей. Подключением прямого 20 выхода. блока 9 управления.к управляемому .выводу первого управляемого ключа 3, а противофазного выхода — к управляемому выводу второго управляемого кл|оча 4 обеспечивается работа указанных.управляемых 25 ключей в противофазе, т.е, во время открытого состояния управляемого ключа 3 управляемый ключ 4 закрыт, а во время закрытого состояния управляемого ключа 3 управляемый ключ 4 открыт. 30

В момент открытого состояния первого управляемого ключа 3 через амперметр 7 проходит. ток импульсной нагрузки 1. В мо- мент закрытого состояния первого управляемого ключа 3 (при этом открыт второй 35 управляемый ключ 4) через амперметр 7 проходит ток, который задается первым переменным резистором 5. Поэтому величина тока, проходящего через амперметр 7 в моменты закрытого состояния первого управ- 40 ляемого ключа 3, может быть больше, меньше или равна по величине току импульсной нагрузки 1, который и роходит в моменты открытого состояния первого управляемого ключа 3. Если величина тока, 45 проходящего через амперметр 7 в моменты открытого состояния первого управляемого ключа 3 (т,е. измеряемого импульсного тока) больше или меньше величины тока. проходящего через амперметр 7 в моменты за- 5р крытого состояния указанного управляемого ключа, то показания амперметра 7 колеблются. Соответственно будет изменяться и падение напряжения на внутреннем сопротивлении амперметра 7. 5-, Поскольку величины падений напряжений на резисторе 6 в момента закрытого и открытого состояния первого управляемого ключа 3 равны, а разница падений напряжения на резисторе 6 и внутреннем сопротивлении амперметра 7 фиксируется нуль-индикатором 11, то показания нуль-индикатора будут отличны от нуля.

Изменяя величину сопротивления спаренных резисторов 5 и 10 в ту или другую сторону, добиваются положения, когда показания амперметра 7 не колеблются. Это возможно только в том случае, когда величина токов, проходящих через амперметр 7 в моменты открытого и закрытого состояний первого управляемого ключа 3, будут равны.

При этом разница падений напряжений на внутреннем сопротивлении амперметра 7 и резистора 6 будет равна нулю, а значит и показания нуль-индикатора 11 также будут равны нулю.

Таким образом, для измерения импульсного тока, проходящего через нагрузку 1, необходимо изменяя величины сопротивлений спаренных резисторов 5 и 10 добиться положения, когда показания нуль-индикатора 11 будут равны нулю, При этом амперметр 7 покажет величину измеряемого импульсного тока.

Формула изобретения

Устройство для измерения импульсного тока, содержащее два управляемых ключа, первый выход устройства ".îåäèíåí с первым выводом первого управляемого ключа, первый вывод второго управляемого ключа через первый переменный резистор соединен с вторым выходом устройства и первым входом питания, амперметр, резистор, первый вывод которого соединен с вторым входом питания и первым выводом амперметра, второй вывод которого соединен с вторыми выводами первого и второго управляемых ключей. и блок управления, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, а противофазный выход блока управления соединен .с управляющим входом второго управляемого ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены нуль-индикатор и второй переменный резистор, один из выводов которого соединен с вторым выходом устройства, а второй его вывод соединен с вторым выводом резистора и одним из выводов нуль-индикатора. второй вывод которого соединен с вторым выводом амперметра, причем выводы подвижных контактов обоих переменных резисторов соединены с вторым выходом устройства,