Компенсатор постоянного тока
О ПИСА Н И
ИЗОБP-.-Е7 ЕН И Я (i i) 659962
Сова Советских
Сациалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.04.77 (2!) 2474127/18-21
;5! ) М. Кл."С 01R 17/06 с присоединением заявки №
Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (53) УДК 621.317.083. .5(088.8) пе делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Л, И. Анатычук, С. А. Андрусяк, В. И. Боднарук, Н. И. Гореликов и 3. Ю. Готра
Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (71) Заявитель (54) КОМПЕНСАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения ЭДС, напряжения, тока, сопротивления и мощности потенциометрическим методом на постоянном 5 токе.
Известен компенсатор постоянного тока, содержащий измерительные декады, состоящие из ряда последовательно соединенных преобразователей (резисторов) тока в 10
ЭДС, нормальный элемент, устройство установки рабочего тока и компенсации температурной зависимости ЭДС нормального элемента, а также устройства коммутации измерительных декад, устройство расшире- 15 ния пределов измерения, делитель напряжения, нуль-индикатор, зажимы для подключения измеряемой величины и три источника регулируемого постоянного тока (1). 20
Недостатком такого компенсатора является его многоконтурная структура, требующая отдельного источника питания для каждого из трех контуров, что вызывает значительную погрешность измерения от нестабильности рабочих токов в каждом из контуров, а также узкие пределы измерения.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является компенсатор, содержащий измерительную и замещающие декады, регулируемый источник рабочего тока, образцовую камеру ЭДС— нормальный элемент, последовательно соединенные зажимы для подключения измеряемого напряжения и нуль-индикатор, подключенные параллельно устройствам коммутации измерительных декад, переключатель пределов измерения, а также устройства установки рабочего тока и компенсации температурной зависимости ЭДС нормального элемента и делитель напряжения для расширения пределов измерения (2).
Недостатком такого компенсатора является погрешность от нестабильности рабочего тока, влияние вариации переходных сопротивлений коммутационных устройств и их паразитных термо-ЭДС, а также узкие пределы измерения.
Кроме того, недостатком известных компенсаторов является применение делителей напряжения для расширения пределов измерения, которые потребляют значительную мощность от источника измеряемого сигнала и вносят погрешность в результат измерения, и низкая производительность измерений из-за необходимости частого контроля и установки рабочего тока.
Целью изобретения является повышение точности и расширение пределов измерения
О! I!
«итк(>«с Иpяли 22-6 cдсл
13ь(хо..:1 )ц>ры ЭДС 22, который подключен иа .«ход 23-1 — 23-2 усилителя рассогласования 23.
Выход 23-3 усилителя рассогласования 23 через указаi e.71 неравновесия 24 соединен с управляющим входом 20-3 источника тока 20.
Внсши;»с поверхности термопреобразоватсг!С(> 7, 8 и 9 тсрмостабилизированы кор25 или riptt необход:!мо«i« иомс)цсиы в активный термостат.
Ком. (Ис:)тор работaer следу)осцим обРЯЗО
Г>т исто !1(п;1 то:(;1 20 через псрсключа .:" ., 2(пол;.1..<>1 lf3 Один из входов 22-10—
22-1 «я;»и<>як. f! !tff(;!i;vt«ры ЭДГ 22 рабочий т<>к „. Мои!по«7», Bi t Je, 1il< ма» To!(0!>t !» B
0.,1п)м»п;» «О «ссх нагре«атслях 22-2 ——
?2-4, (p;! B!!!fB3(Teil с ),10111IIocTI>lo радиоактп«; (10 i!c >чиикя тепла 22-5. При разности сра(3ни(3<>смых мощностей на ьч>гходе меры Э7С 22 по»в isierc» разностный сигнал . <Е, „"oñòó«3;ni;ti на вход усилителя рассог.-(::сования 23, который усиливается до
3»; .И» Лс! и поступает через указатель
H p3ш!о«(cи» 24 иа управляющий вход 20-3 рсгу. I» pt «:..Oão источника посто»ипого или ис()с)1:. н)(ого тока 20, воздействуя 1(а его вы: од 20- — -?0-2 до тех пор, пока сравни«яс >ыс и )1с рс ЭДС 22 мощности нс будут р3131:.и, 0 1«)! судят: о отсутствшо отклонеIlli» j Hÿ33òe. .51 неравновесия, так как при этом )Е=-О, следовательно, и AU=0.
В этот момент по нагревателям 7-1, 7-2, 8-!, 8-2, 9-1 .. 9-2 проходит задапиый рабо П1)«ДСЛО.,1 1:3)ICPclllf51 кол<1 пснсатОР3. Ппохо:кдсиис пябо !«го тока 1„по нягрсВ3Т«.-»м вихре!)ых -.Срмопрсобразовятелей 7, 8 х п(>pсcl(710 !ателей 1О 15, — Опрсд(icl.l:.i!; 3:ячшпi!i тер,ioЭ !С Е„,.„., о»рсдс»»«iit! fx, !>япример, при i f11» .. < >3 i !1, 11>1101< (1>0111(1 «1! < НО с 11111> BЛ и 7 3, Il; 3 r!0 il 3Bi С>ИО1! ((10p;>it ЛС Евтп! т!Лд,ьт, 1! Ь, 111 глс >< ; — lliC,1О ВИТКОВ СПИР3.>и; 3 с<; -- яиизотропиая термо-ЭДС, )Т; — псрспад темпсратуры на витках спирали, I„ /,. и!< — соответственно длина, высота и толщина витков спиралей 7-3, 8-3, 9-3 вихревых термопреобразователей 7, 8 и 9. Из Гп>!раж«ни» с1) видно, чтo значение тср)1о-ЭДС иа выходных зажимах 16 компсисатора завис(гг от количества включен659962 И 1>1 Х 13 И VO 13 . 1 ;, . С . 0 1 и О. 1 0 К (> и И» и С Р С ключателсй декад 10 — 15. Г10дK,IIO»II!13 K 3 !)кимам 16 !I«TO<È(ик ItBXI«p»e)ioro ci1r1!3,7;1 с<, измснснием положсний переключателей 10 — 15 добиваются нулевого показания нуль-индикатора 17 и в то время по показаниям коммутационных устройств отсчитывают значение измеряемого сигнала U,- с учетом выбранного с помощью переключателя 21 предела измерения. Если невозможно добиться нулевого показания нуль-шлдикатора 17, то переходят на другой предел измерения и после переходного процесса, т. с. когда указатель нсрав24 <:о« горно ур авио«сшивают ком иенс атор. 13 слу)ас Ог!слоне!лия рабочего тока 1„(>т ; ii, 1i1lfl101O ЗН(1 f«flit», ОПРСДС,:1ЯСМО! 0 МОЩИОсгьк> рядиоакти«ног(> источника тепла 22-5 - 0 и ««личиной сопротивления, включенного I!1>г(1«13ят«л>1 ?-2. 22-3 или 22-4 1пи их с0«диисиий, у«!питсль рассогласования 23 ьч>здсйствуст ня управляющий вход 20-3 исТо и(ика тока 20 до восстановления преж25 исго значения !«. Таким образо11, в предлагаемом компсиcяторс задан»(ый рабочий ток поддерживас Гся автомяти !секи. что повышает произволитсльиость 11змсрсиий по сравнению с изЗ0 всстными устройствами. \.7» сохраисни» высокой временной стаби,»BH(>crit рабочего тока в радиоактивной . «(и ЭДГ 22 пр«дусмотрена компенсация потери первоначальной тепловой мощности 35 зя счет псрсмcl!Icíèÿ контейнера 22-7 вдоль витков первой боковой поверхности спира! ?2-С, происход»щего автоматически с помощью сильфона 22-8. При распаде пл)тони» 238 «об»ьсм сил. фона попадает радио40 г(!!И!11(1 гелий, давление которого обратно .".()опорц(IOI»<7,71>HÎ пот(рс ТСП70«0111 X Дя«лен(е гелия заставляет разжиматься силь(л)013 22-8, который передвигает коитей22-7 Bgoii t> витков пс;>вой Ооковой Ilo13cр. ности cïifð3л!! 22-6, подогревая со врем(И.(» Bc(бол),П1(«количество сс витков. (,11(!l РЯЗ011:IОСТИГЯЕТС>t 3« ГО >1:1ТИ»И CÊ3» С 171б1311!i» BI>I XO!IIIOI 0 СИ ГИ<111 3 р<1д1!О як т!!««0(! м«ры ЭДГ 22. Кроме того, радиоактивная мера ЭДС 22 одновременно выполняет функции устройств установки рабочего тока и рясширсН»»» ripe 7cëîâ изм",.!1«H;isi. Тяк. Iiaripil tcp, иа5(> ли! Iic вссго трех нагревателей в Mc pc ЭДС и !Стырсх сс токовых входов позволяет ИО,! »i»òü 17 пределов измерения компенсаторя, причем расширеги(с пределов измерения ;I3ep): или вниз осуществляется без потреб60 лс!Н(я энергии от 1лсточника измеряемого сигнала. При выполис:i;!» тсрмопреобразователей 7, 8 и 9 и, оптими3!tpo«3!!ttoro аиимоиидя I(i1лми» !l соотвстст,ющсй геометрии яии05 зотропиых спиралей верхний предел изме659962 ренин компенсатора может достигать 10 100 В. Следует отметить, что вихревые прсооразоватсли могут быть унпфицированпы IH по анизотропной спирали и o(личаlогс51 только сопротивлением нагревателей. Предлагаемый компепсатор может оьггь выполнен по любой из известны: c;ic»l Фсйснсра, Дисссльхорста, Уманцсвя и др. Посколькм в предлагаемом компснсаторс цепь рабочего тока гальванически разделена от цепи ЭДС, то в цспи тока отсутствм(от контакты коммутационных устройств, что устраняет ряд дополнительных погрешностей нзвсстных компенсаторов и, КРОМЕ ТОГО, ИСТО|(l(III(МО. 1 .ЕТ Он(ТЬ К Я!, ПОС1 Оянного, так и переменного тока. Таким образом, предлагаемый кo»(lcalcaтор имсст следующие преимущества 1 1 сравнению с прототипом и аналогами: 2(! имеет широкпс пределы I(a (cpc((I(5! (17 пределов), расширение которых осуществляется бсз потребления энергии оТ источника измеряемого сигнала; повышена точность и стабильность показаний; может пита"üc5(от испи постоянного или переменного тока; более производителеп в эксплуатации отсутствует необходимость в контроле и ус- ЗО тановкс рабочего тока; сокращено количество элементов — отсутствуют замещающие декады, устройство компенсации тем псратурной зависимое" и нормального элемента и др. Зб Формул а изобрстсния Компенсатор постоянного тока, содер>кящий измерительные декады, состоящие из ряда последовательно соединенных прсоо- Ю разователей тока в ЭДС и устройств коммутации, регулируемый исто шик тока, один выход которого соединен с измеритc;I(>lb!.,»I декадами, последовательно соединенные зажимы для подключения измеряемого напряжения и нуль-индикатор. Подключенные параллельно устройствам коммутации измерите IbH(lx декад, псреключатель прсдслОв измcpcн1151, Icpсз кoTОрьlй рсГулиpi смый исто шик тока соединен с образцовой мерой ЭДС и,(ругой выход которого соединсн с измерительными декада.яи, устройства установки рабочего тока и расширения пределов измерения, о т,(и I а и щ и йс 51 тем, ITo, с целью повышения То шости и расширения пределов измерения без потребления энергии от источника измеряемого напряжения, в него введены посс!сд(1ватсльно соединеппыс усилите (I рассогласования и указатсл! неравновесия, измериТс,Iû(ûc декады выполнены в впдс вихревых многовитковых тсрмопрсобразователсй, элсктри lccKI!c нагреватели KoTopblx соединены мсжду собой, а образцовая мера ЭДС и устройства установки рабочего тока и расширсния пределов измерения выполнены в виде единой многозначной радиоактивной мерь(ЭДС, имеющей (стырс токовых входа и дифференци ал ьный в ыход ЭДС, подключенный ко вход5 усилителя рассогласования, выход 1казатсля неравновесия соединен с управляющим входом рсгулируемого источника тока. Источники информации, иринятыс во внимание при экспертизе 1. «Потенциомстр постоянного тока двухрядный полуавтоматический с автономной поверкой Р332 класса, — 0,0005». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЗИП, Краснодар, с. 32. 2. «Поверка элсктроизмеритсльныx приборов». Сборник инструкций. Из-во Госкомитета стандартов, мер и измерительных приборов СССР, М., 19б4, с. 122.
