Счетчик ампер-часов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«о702301

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 050777 (21) 2503057/18-21 с присоединением заявки Нов (23) Г)риоритет(5f)e. К .

G 01 R 11/34

Государственный комитет

СССР но деяам изобретений и открытий (53) УДК 821.317. .787.1(088.8) Опубликовано 051 279- Бюллетень Но 45

Дата опубликования описания 0812.79

P2) Авторы

ИЗОб зетФИИя A.A, Горлач, Ю.В. Леонов И F,.È. Пруди иков (71) Заявитель (54) СЧЕТЧИК АМПЕР-ЧАСОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля емкости аккумуляторндй батареи в системах энергопитания постоянного тока.

Известны счетчики ампер-часов для контроля емкости аккумуляторной батареи, содержащие нагрузку, питаемую от батареи, датчик тока самораэряда этой батареи и реверсивный двоичный счетчик . Для упрощения и повышения точности устройство снабжено переключающим дросселем, на вход которого включен датчик тока саморазряда,, цепь нагрузки и генератор тока треугольной формы. Две выходные обмотки переключающего дросселя соединены последовательно-согласно и подключены к системе управления реверсивным двоичным счетчиком, счетный вход которого связан с генератором импульсов 11) .

Однако данное устройство имеет ограниченные функциональные воэможности и недостаточную точность измерения, обусловленную погрешностью из-эа нелинейности характеристики управляющего тока.

Известны также счетчики ампер-часов, содержащие переключающий дроссель, измерительная обмотка которого соединена .со входом устройства, а выходная обмотка через устройство реверса с первым входом! Реверсивйого двоично-десятичного счетчика, подключенного выходом к цифровому индикатору. Второй вход реверсивного двоичного счетчика соединен с первым выходом генератора импульсов, подключенного вторым выходом к реверсивному двоичному счетчику, первый выход которого через преобразователь кодток соединен с управляющей обмоткой дросселя. Обмотка смещения дросселя подключена через регулировочный резистор к источнику опорного напряже2О ния (2) .

Недостатком устройства является . ограниченный диапазон измеренйя постоянных токов .

Наиболее близким техническим ре25 шением к предлагаемому является счетчик ампер-часов, содержащий переключающий дроссель, измерительная обмотка которого соединена со входом устройства, а выходная обмотка через устройство реверса — с первым

70 входом реверсивного двоично-десятич. ного счетчика. Выход этого счетчика подключен к цифровому индикатору, а второй вход — к первому выходу генератора лмпульсов, соединенного вторщщ в ыход о 4 с рев ерсив ным дв оичным счетчиком. Перв ая, управляющая обмотка переключаюшего дросселя поуфФр -

""" чейа" к выходу первого преобразов ателя код-ток, а вторая управляюшая об " -мо тка -" к выходу второго преобразователя код-ток. Входы двух преобразователей код-ток соединены с выходами реверсивного двоичного счетчика (3) . Этот счетчик ампер-часов при !

" .сохранении высокой точности и стабильности измерений имеет рабочий диапазон в два раза больший, чем пре дыду ций. .: Недостатком известного счетчика ампер-часов является наличие погрешности при измерении малых токов..

Обусловлено это тем, что при нулевоь значений намагничивающей силы токи йа выходах преобразователей код-ток равны половине амплитудного значения и погрешность в данной точке измере нйя удваивается и равна максимальной погрешности преобразователя код-ток .

Это приводит к большому дрейфу нуля и соответственно увеличивает относительную погрешность измерения малых токов .

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Роставленная цель достигается тем, что в счетчик ампер-часов, содержаший йереключаюший дроссель, измерительная обмотка которого соединена со входом устройства, а выходная через устройство реверса — с первым входом реверсивного двоично-десятичМоРо счетчика, выход которого подключен к цифровому индикатору, а второй вход - к первому выходу генератора ймпулвсов, сб4дйнеинОго вторым выходом с реверсивным двоичным счетчиком, первая управляюшая обмотка переключаюшего дросселя подключена к выходу первого преобразователя код -ток, а вторая управляющая обмотка — к вимо- ду второго преобразователя код-ток,. введемй триггер и два элемента запрета,"первые входы которых подключены к первому вйходу реверсивного двоичного счетчика, второй вход первого элемента запрета соединен с единичным вйходом триггера, а второй вход второго элемента зайрета - с нулевым выходом триггера, счетный вход которого подключен ко второму выходу реверсивного двоичного счетчика, энход первого элемента запрет6 соединен со входом первого преобразователя код-ток, а выход второго эле. мейта запрета — eo входом второгб преобразователя код -ток .

2301

На фиг. 1 представлена блок-схема счетчика ампер-часов; на фиг. 2 и 3временные диаграммы его работы.

Счетчик ампер-часов содержит переключаюций дроссель 1, имеюший измерительную обмотку 2, две управляющие обмотки 3, 4, выходную обмотку 5, и два преобразователя код-ток 6, 7, два элемента запрета 8, 9, триггер

10, реверсивный двоичный счетчик 11, 0 генератор импульсов 12, последовательно соединенные устройство реверса 13, реверсивньФ двоично-десятичный счетчик 14 и цифровой индикатор

15. Измерительная обмотка 2 соединена со входом устройства. Первая уп равляющая обмотка 3 соединена с выходом первого преобразователя код-ток

6f а вторая управляюшая обмотка 4— е выходом второго преобразоваТеля код-ток 7. Выходйая обмотка 5 подключена к устройству реверса 13. Первые входы элементов запрета 8, 9 соединены между собой и подключены к первому выходу реверсивного двоичного счетчи. ка 11, второй выход котррого соединен со счетным входом триггера 10, а входс одним выходом генератора импульсов

l2. Единичный выход триггера 10 подключен ко второму входу первого элемента запрета 8,. а нулевой выход триггера 10 — ко второму входу второго элемента запрета 9. Выход первого элемента запрета 8 соединен со входом первого преобразователя код-ток 6, а въжод второго элемента запрета 9— со входом второго преобразователя код-ток 7. Другой выход генератора импульсов 12 подключен ко второму вхо-, ду реверсивного двоично-десятичного счетчика 14.

4{) 6т генератора импульсов 12 импульсы с эталонной частотой f." непрерывно поступают на входы счетчиков 11,, 14..

?еверсивный двоичный счетчик 11 содержит схему управления,- которая в определенные моменты времени производит переклйЯейие режима работы счетчика. Таких моментов два. В одном из них все разряды Счетчика 11 устанавливаются s "н у л еeвeоoеe, а во втором — в единичное состояние. В первом случае схема управления переводит счетчик 11 в режим сложения и он по мере поступления на его вход импульсов принимает последовательно состояния от 0 до

2 " - 1, (где n - количество разрядов счетчика 11) . Когда же счетчик запол" нен и, следовательно, все его разряды установлены в единичное состояние, схема управления переведет счетчик в режим вычитания. Теперь по мере поотупления импульсов на вход счетчика, ой принимает последовательно состояния от 2п - 1 до О.

Таким образом на первом выходе реверсивного двоичного счетчика II npu сутствует непрерывная последователь702301

Причем, изменение интервалов времени будет прямо пропорционально изменению ампер-витков в измерительной обмотке и, сю)едовательнь, изменению измеряемого тока. 3a интервалы времени Т«Т в рев ерсивный двоично-десятичный, счетчик

14 поступит различное число ймпульсов на сложение и вычитание. Лля случая, представленного на Фиг. Зб, aN Ndw»t Т4 (Та 01 (М»

При изменении йаправления измеряе- . мого тока 1ц р процесс аналогичен, Для случая, представленного на фиг.Зв

hN N К J Т1 >Та я4 ъы а

Таким образом, количество импульсов, зафиксированное в реверсивном двоично-десятичном счетчике импульсов 14 за один период изменения управляющего тока, прямо пропорционально измеряемому току, а эа любой интервал времени t, при изменении измеряемого тока во времени —.интегралу н ) t j g „,„.Й .

Выход счетчика импульсов 14 связан с цифровым устройством индикации 1 5, которое выдает информацию в амперчасах.

Таким образом, счетчик. ампер-часов позволяет получить переменный магнитный поток, нулевое значение которого соответствует нулевому значению управля щих токов Хм и 11»у что позволяет повысить точность измерения малых токов в начале рабочего диапазона.

N 4

Формула изобретения

Счетчик ампер-часов содержащий переключающий дроссель, измерительная о бмотка которого соединена со входом устройства, а выходная через устрой- ство реверса — с первым входом реверивного двоично-десятичного счетчика, си н выход которого подключен к цифр.о ому в ность параллельных и-разрядных двоич", . ных чисел монотонно изменяющихся от 0 до 2" - 1 и от 2" - 1 до 0 (см.фиr.2) .

Изменение чисел происходит с частотой следования входных импульсов Йэ. На втором выходе присутствуют импульсы 5 частотой

Е

) и длительностью С=2 (см. Фиг. 2,б), которые по1 ступают на счетный вход триггера 1.0.

На выходах триггера образуются. импульсы с частотой следования - -(см. фиг. 2 в и 2 г) .

Параллельный п-,ðàçðÿäíèé двоичный код с первого выхода реверсивного 15 двоичного счетчика 11 поочередно про-. .пускается на входы преобразователей код-ток б, 7 элементами запрета 8, 9, так как их вторые входы подключены к противоположным выходам триггера, 20

10. На выходах преобразователей б, 7 поочередно присутствуют импульсы треугольной Формы 1; i>2 (см, Фиг . 2,д, 2,е), которые протекая по включенным встречно обмоткам управления 3, 4,создают в сердечнике переключающего дросселя 1 линейно изменяющееся переменное магнитное поле (см. Фиг. 2,ж) .

В моменты времени, », 3 ха- 30 рактериэующиеся измейением направления магнитного потока в сердечнике переключающего дросселя 1 йроисходит перемагничивание сердечника и s вы ходной обмотке 5 присутствуют импульсы Ч „V», V> и т.д.

Перемагничивание сердечника про" исходит через равные промежутки времени Т Т», при этом s выходной обмотке 4 будут появляться импульсы

Ч4, Ч», Ч и т.д. также через равные

40 интервалы времени (см. Фиг. З,а) .

Импульсы V у V< р V> и т ед à посту» пают на устройство реверса 13, управляющее двоично-десятичным реверсивным счетчиком импульсов 14. 45

С приходом импульса Ч устройство реверса 13 включит реверсивный двоично-десятичный счетчик импульсов 14 на суммирование и в течение интервала времени Т4 в счетчик импульсов 14 50 поступают импульсы от генератора импульсов 12. 3а интерзал Времени Т,(в счетчик 14 поступит число импульсов где Т вЂ” период следования импульсов.

Э

С приходом импульса Ч» устройство реверса 13 переключит реверсивный дво войчно-десятичный счетчик 14 на вы и тание. Ва интервал времени Т» в реверсивный двоично-десятичный счетчик . 14 с генератора импульсов 12 поступит на вычитание число импульсов

Т2

2 Тз

С приходом импульса V3 устройство реверса 13 переключит реверсивный двоичнр-десятичный счетчик 14 на сложение и процесс повторится.

В течение равных интервалов времени Т, Т» число импульсов, поступивших в реверсивный двоично-десятичный счетчик 14 на суммирование и.вычитание, будет одинаковым и в нем эафиксируется остаток дн =И„-Ы»= 0

При наличии в измерительной обмотке 2 измеряемого тока 1иэ, создающего подмагничивающий магнитный поток, перемагничивание сердечника дросселя 1 происходит в мсиенты времени t<, t« t+ и в выходной обмотке присутствуют имйульсы Ч4, Ч», Ч через неравные промежутки времени

Т, Т2 (см. Фиг. З,б).

702301,индикатору, а второй вход — к первому выходу генератора импульсов, соединенного вторым выходом с реверсивным . .двоичным счетчиком, первая управляю- щая обмотка переключающего дросселя подключена к выходу первого преобра- 5 зователя код-ток, а вторая управляющая обмотка — к выходу второго пре" образователя код-ток, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения точности измерейия, в него вве- )g дены триггер и два элемента запрета, первые входы которых подключены к первому выходу реверсивного двоичногс счетчика, второй вход первого элемен . та запрета соединен с единичным выходом триггера, а второй вход второго элемента запрета — с нулевым выходом триггера, счетный вход которого подключен ко второму выходу реверсивного двоичного счетчика, выход первого элемента запрета соедйнен со входом первого преобразователя код-ток, а выход второго элемента запрета — со входом второго преобразователя код-ток .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР

9 385363 кл. Н 01 М 10/48, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М 439757, кл. G Ol R 11/34, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

М 5241 31, кл. G 01 R 11/34, 1975.

702301

Подписное

Уг е

ЦНИИПИ Заказ 7581/42 Тираж 1073

C илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4