Йоксоюзная i 6 ^ •if^if^fj'^^•-^j•*'^ '<•''' ^-' ^ ' -'- •:••.••: .-я я «wj kj?nusu";..^.:.^;^-:t'>&|

 

387304

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.Ч1.1969 (№ 1341218/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.Ч1.1973. Бюллетень . Ь 27

Дата опубликования описания 29.XI.1973

М. Кл. 6 01г 29/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР па ренам изобретений и открытий

УДК 621.317.7(088.8) Авторы изобретения

И. Г. Лещенко и А. И. Оберган

Томский политехнический институт им. С. М. Киров

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФОРМЫ КРИВОЙ

ПЕРЕМЕНОГО ТОКА

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения отношения действующего к среднему значениям токов или напряжений, т. е, коэ ффициента формы (Кф) в электрических це- 5 пях от 20 аи до десятков килогерц и широком диапазоне амплитуд токов и напряжений.

Известны приборы для непосредственного измерения коэффициента формы кривой переменного тока, представляющие собой магнито- 10 электрический логометр, одна из рамок которого включена в цепь переменного тока через выпрямитель, а другая через термопреобразователь. Так как ток в рамке логометра, включенной через термопреобразователь, пропор- 15 ционален действующему значению исследуемого переменного тока, а ток в рамке, включенной через выпрямитсль, работающий на квадратичном участке характеристики,— среднему значению переменного тока, то отклоне- 20 ние логометра, являющееся функцией отношения токов в рамках, однозначно зависит от значения коэффициента формы кривой исследуемого переменного тока.

Недостатком таких приборов является необ- 25 ходимость работы полупроводникового выпрямителя на квадратичном участке характеристики, который, как известно, очень мал.

Известны также другие аналогичного типа приборы, обеспечивающие возможность рабо- 30 ты на линейном участке характеристики выпрямителя, в которых применен дополнительный термопреобразователь, включенный через фильтр между выпрямителем и соответствующей рамкой логометра.

Недостатком этих проборов для измерения коэффициента формы кривой переменного тока является их низкая точность.

Цель изобретения — повысить точность измерения в широком диапазоне частот и амплитуд измеряемого тока.

Поставленная цель достигается тем, что прибор, содержащий выпрямитель, в цепь нагрузки которого включен преобразователь действующего значения исследуемого переменного тока, снабжен схемой уравновешенного сравнения напряжений, пропорциональных действующему и среднему значениям измеряемой формы тока, состоящей из магнитоэлектрического нуль-индикатора, декадного потенциометра и стабилизированного источника постоянного тока, выход с сопротивления нагрузки которого включен через нуль-индикатор встречно с выходом потенциометра, включенного в цепь выпрямленного тока измеряемой формы, а также устройством стабилизации уровня действующего значения в цепи измерения Кф, состоящего из компаратора действующего значения, цепь постоянного тока которого включена последовательно с

387304 выходным сопротивлением источника постоянного тока, и цепи автоматического регулирования уровня действующего значения на входе прибора до заданного уровня, содержащей воспринимающий орган и регулируемый масштабный преобразователь.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема прибора, в которой компаратор действующего значения выполнен в виде фотопреобразователя; на фиг. 2 — схема прибора, в которой компаратор выполнен на термопреобразователях.

Предлагаемый прибор содержит масштабный преобразователь 1, состоящий из магазина шунтов, делителя напряжений и широкополосного усилителя с плоской частотной и линейной фазовой и амплитудной характеристикой, мостиковый выпрямитель 2, фотопреобразователь 3, состоящий из лампочки накаливания и фоторезистора, .включенного в мостовую цепь переменного тока 4, отсчетное устройство 5 в виде декадного потенциометра, сопротивления нагрузки б, стабилизированный источник постоянного тока 7, нуль-индикатор магнитоэлектрической системы 8 и схему автоматической стабилизации рабочего тока 9, состоящую из усилителя и реверсивного двигателя (на чертеже не показаны).

Электрический сигнал исследуемой формы тока или напряжения преобразуется масштабным преобразователем 1 до заданного значения и выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 2, нагрузкой которого является безреактивное сопротивление, состоящее из лампочки накаливания, фотопреобразователя

3 и потенциометра 5, обеспечивающее получение почти линейной динамической характеристики выпрямителя.

Действующее значение тока измеряемой формы устанавливается строго постоянным при помощи мостовой цепи переменного тока

4, в одно из плеч которой включен фоторезистор.

Мост уравновешивается при настройке и градуировке прибора по заданному значению тока в цепи нагревателя фотопреобразователя. При отклонении действующего значения тока измеряемой формы от заданной величины напряжение разбаланса моста 4, усиленное усилителем переменного тока, с помощью реверсивного двигателя воздействует на масштабный преобразователь 1 и производит регулировку тока в цепи преобразователей 3 и 5.

Точность установки заданного действующего значения тока в цепи преобразователей 3 и 5 определяется пороговой чувствительностью усилителя и реверсивного двигателя, позволяющей устанавливать рабочий ток с точностью до 0,1

Постоянный ток в нагрузке б стабилизированного источника постоянного тока 7 устанавливается при градуировке равным заданному действующему значению тока измеряемой формы, т. е. Io — — 1 . При этом выход с сопротивления нагрузки б стабилизированного источника, пропорциональный действующему значению тока измеряемой формы Уг — — Рг1О=

=R>I=const, сравнивается при помощи магнитоэлектрического нуль-индикатора 8 со средним значением падения напряжения от выпрямленного тока на потенциометре 5. В момент равновесия схемы сравнения 1ср: /а, т. е 1ср г = 1„.R где R> — — const — сопротивление б нагрузки стабилизированного источника постоянного тока;

1,р — среднее значение тока изме15 ряемой формы;

1 — действующее значение тока измеряемой формы.

Измеряемый коэффициент формы тока равен: г0

К@в (1)

Из формулы (1) видно, что при Яг — — const сопротивление может быть отградуировано в

25 единицах Кф, обеспечивая абсолютно равномерную шкалу отсчетного устройства, что позволяет выполнить прибор многопредельным.

Сравниваемые напряжения U,ð и с4 имеют величину порядка нескольких вольт и обеспеЗ0 чивают высокую чувствительность схемы сравнения, позволяющую применить в качестве нуль-индикатора щитовой микроамперметр.

Отсчетное устройство r потенциометра 5 имеет высокую разрешающую способность, до55 пускающую отсчет Кф до 0,001. Схема, изображенная на фиг. 2, имеет компаратор, выполненный на термопреобразователях 10 и 11.

Принцип работы этой схемы аналогичен вышеуказанной. Отличие заключается только в

40 том, что действующее значение тока измеряемой формы устанавливается строго постоянным при помощи компаратора одновременного сравнения, состоящего из двух термопреобразователей 10 и 11, нагреватели кото45 рых обтекаются соответственно измеряемым током и постоянным током от стабилизированного источника постоянного тока 7.

50 Предмет изобретения

1. Прибор для измерения коэффициента формы кривой переменного тока, содержащий выпрямитель, в цепь нагрузки которого вклю55 чен преобразователь действующего значения исследуемого переменного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен схемой уравновешенного сравнения напряжений, пропорциональных

60 действующему и среднему значениям измеряемой формы тока, состоящей из магнитоэлектрического нуль-индикатора, декадного потенциометра и стабилизированного источника постоянного тока, выход с сопротивле65 ния нагрузки которого включен через нуль3 87304

Фиг 1 индикатор встречно с выходом потенциометра, включенного в цепь выпрямленного тока измеряемой формы.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения независимости показаний от уровня действующего значения измеряемого напряжения, он снабжен устройством стабилизации уровня действующего значения в цепи измерения Кф, состоящего из компаратора действующего значения, цепь постоянного тока которого включена последовательно с выходным сопротивлением источника постоянного тока, и цепи автоматического регулирования уровня действующего значения на входе прибора до заданного уровня, содержащей воспринимающий орган и регулируемый масштабный преобразовательь.

3. Прибор по п. 2, отличающийся тем, что компаратор выполнен на термопреобразователях.

4. Прибор по п. 2, отличающийся тем, что компаратор выполнен в виде фотопреобразователя, состоящего из лампочки накаливания, включенной в цепь выпрямителя тока измеряемой формы и фоторезистора, включенного в одно из плеч мостовой цепи, работаюшей в уравновешенном режиме.