Измеритель активной мощности

 

С П И С А Н И Е 385229

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 02.111.1971 (K 1628543/26-9) с присоединением заявки №вЂ”

П.р.иоритет—

Опубликовано 29.Ч.1973. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 31 V.1974

М. Кл. 6 01г 21/08

Государственный камитет

Савета Министрав СССР на делам изабретений и аткрытий

УДК 621.3 17.78(088.8) Авторы изобретения

A. Т. Баланов, В. Б. Витевский и В. В. Иванютин

Куйбышевский электротехнический институт связи

Заявитель

ИЗМЕРИТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Устройство может быть использовано для измерения проходящей активной мощности в диапазоне радио- и ультразвуковых частот.

В известных измерителях активной мощности,на эффекте Холла низкий уровень полезного сигнала, несущего инфо р мацию о величине измеряемой активной мощности, и его форма (он представляет сооой постоячH ilo составляющую напряжения на выходе датчика Холла) приводят к необходимости его усиления усилителем .постоянного тока для последующей регистрации с помощью стрелоч.,1ого пр ибора. Усилители постоянного то ка из-за дрейфа нуля обладают малой чувствительностью и стабильностью коэффициента усиления.

Из-за потерь на высоких частотах в сердечнике электромагнита и в самом датчике

Холла,на выходе датчика нельзя потучить полезный сигнал с большим уровнем, что наряду с использованием нестабильных усилителей постоянного така обусловливает низкую чувствительность и точность существуюших измерителей высокочастотной активной мощности на эффекте Холла.

Малая чувствительность ограничивает как динамический, так и частотный д1иа пазоп измеряемой мощности. Последнее объясняется тем, что при малой чувствительности требуется значительная магнитная индукция в воздушном зазоре электромагнита, где размешается датчвьк Холла. Это обеспечивается о бмоткой электромагнита с большим числом витков (с большой индуки внсстью), что приводит к существенному влиянию электромагнита на цепь, в которой производятся изме рения, особеньчо на высоких частотах.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности,,расширение динамического и частотного диа пазонсв измерителей высокочастотной активной мошностп на эффекте

Холла.

Эта цель достигается совмешением функций пере множения .и преоб1раэования непрерывного сигнала в импульсный в датчике Хол ла благодаря введени1о в цепь его питания геркона с использованием для последуюшего усиления полезно го сигнала усилителя видео1имлульсов. Геркон (ге1рметизнрованшый кон20 такт), управляемый дополнительным генератором прямоугольных импульсов, .в определенные промежутки вре менн шунтнрует дат чик, что позволяет,,во-первых, при сохранеиии неизме1шой средней мсптпости поте рь в

25 датчике увеличить его управляющий ток, вовторых, получить полезный сигнал в форме видеоимпульсов, амплитуда которых пропорциональна измеряемой активной мощности.

Первое приводит к повышению уровня полез

30 ного сигнала, а второе — к возможности уси385229

60 ления этого сигнала с ломощью усилителя видеоимпульсов.

В пиковый детактор вндеои ппульсов вместо диода введен геркон, управляемый доп олнительным генератором црямоугольных .импульсов.

Схема измерителя изображена на чертеже.

Основньв| элементом измерителя является датчик Холла 1, находящийся в воздушном зазоре электромагнита 2. Воздушныи зазор выбирают так, чтобы он ооеспечил требуемую линейную зависимость между магнитной индукцией в зазо ре,и током в нагрузке. Линейная зависимость управляющего тока датчика от напряжения на нагрузке ооеспечивается включением датчика параллельно нагрузке и подсоединением последовательно с,датчиком добавочного резистора 8. Питан ие датчика с помощью активного резистора позволяет существенно снизить частотную погрешность за ьисимости управляющег0 тока от напряжения ,на нагрузке, что расширяет частотный диапазон измерителя.

В цепь .питания дагчика Холла введен пе ,реключатель на геркопе 4, управляемый гене>ратором прямоугольных импульсов 5. При замыкании,контактов б и 7 шунтируется резистор 8, и ток цротекает через датчик. При замыкании контактов б и 9 датчик шунги руется, а ток протекает через резистор 8, сопро т изление которого раию входному со противлению датчика, что позволяет уvlBnblIIIHTb влияние коммутаций в его цепи на цепь, в которой п роисходит .измерение. Практически это влияние;исключается выбором сопротивления ре зистора 8, значительно превосходящего как входное сопротивление датч|ика, так и

colnpo Heление нагрузки.

Сигнал на выходе датчика Холла представляет собой совокупность видеоиппульс ов, несущих полезную информацию оо измеряемой акт ивнюй мощности, и радиоимпульсоB с основной н удвоенной частотами заполнения.

Радиоимпульсы .с удвоенной частотой заполнен ия появляются в силу перемноисающих свойсгв,датчи ка (при перемножении двух гармонических сигналов с основной частотой получаются пост1ояппая составляющая и составляющая с удвоенной частотой), а радиоимпульсы с основной частотой за полнения являются электромагнитными помехами, lnpoникающими па выходные вы воды,датчика.

Для подавления помех в виде радиоимпульсов с основной и удвоенной частотами на выходе датчика включен фильтр нижних частот

10, последовательно соединенный с усилителем вндеоимпульсов 11 и п иковым детектором 12 па гер.коне 18.

К выходу генератора прямоугольных импульсов 5 параллельно подключены катушки

З0

:обоях герконов, поэтому датчик и цепь заряда пикового детектора видеоимпульсов включаются одно временно. На чертеже герконы показаны в положениях, соответствую щи i времени действия сигнала с генератора 5. При отсутствии сигнала геркон 18 отключает от усилителя видеоимпульсов 11 конденсатор 14, который разряжается через большое сопротивление (резистор 15) и стрелочныи индикатор 1б. ,К усилителю видеоимпульсо в 11 и генератору,рад иоиылульсов 5 питапие подводится от источника питания 17.

Alps периодическом появлениями сигнала с генератора прямоугольных импульсов срабатывают герконы 4 и 18. Первый,из них периодически шунтирует резистор 8 и включает датчик Холла. Датчик, перемножает воздействующую на него:магнитную индукцию, lnpoпорц иональную току в нагрузке, и управляющий ток, пропорциональный напряжению на нагрузке. Напряжение с выхода датчика, содержащее в силу, периодичности работы гер,кона 4 полезный сигнал в виде,видеоимпульсов, амплитуда которых,пропорциональна из,меряем ой активной мощности,,и помехи в виде,радиоимпульсов с основной и удвоенной частотами за.полнения, подаегся на вход фильтра нижних частот .10, которьш подавляет помехи. После фильтра видеонмнульсы че.рез yñHëHòåëü 11 подаются на пиковый детектор 12, цепь заряда которого включается герконо1м 18. После,детектнрования постоянный ток, пропорциональный аьмплитуде видео,им пульсов, регистрируется микроамперметром

1б. Характеристика измерителя линейная, что упрощает калибрсва у.

Предмет изобретення

Измеритель активной мощности, содержащий датчик Холла с последовательно соединенными резистораии, электромагнит датчи;ка, фильтр, низких частот, включенный на выходе датчика, и стреломпый,индикатор, отличаюи1ийсл тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, а также расширения динамического и,частотного диапазона, в него введены, переключатель па герконе, генератор лрямоугольных импульсов, усилитель видеоимпульсов и пиковый детектор на ге рконе, при этом переключающий контакт геркона в одном положении подключен параллельно датчику, а в другом — параллельно одно му из последовательно соединен,ных,резисторов, выход фильтра нижних частот через усилитель впдеоимпуль" ов Iopcoeдинен ко входу пикового детектора на гер«оне, а управляющие обмотки герконов соедннены с выходом генератора прямоугольных нм пмльсов.

385229

Составитель А. Рассмотров

Техред Т. Курилко

Корректор Н. Стельмах

Редактор Г. Синицына

Тип. Харьк. фил. пред. Патент»

Заказ 641 Изд. Л 646 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-З5, Раушская наб., д. 4/5