Устройство для измерения тока и напряжения

 

< >91 71 10

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалиетичееник

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040880 (21) 2971225/18-21 с присоединением заявки №

1511М К з

G 01 R 19/25

Государсгвенный комитет

СССР но лелам изобретений и открытий (23) Приоритет.

Опубликовано 30,0382, Бюллетень ¹ 12

153) УДК 621. 317. . 7 (088. 8) Дата опубликования описания 300382

С,И. Емец, Ю.К. Тараненко, С.Д. Попович нко;. и В.A. Резвицкий р (72) Авторы изобретения

" 1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

15

25

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле эффективных значений тока и напряжения.

Известен измерительный преобразователь,, содержащий термочувствительный элемент, выполненный в виде биметаллической пластины, размеи енной внутри токоподводящей обмотки, и ме-. хано-гидравлический блок вторичного преобразования, управляющий орган .которого связан с концом биметаллической пластины (1).

Недостаток данного устройства заключается в нелинейной характеристике преобразования контролируемого электрического параметра. Кроме того,устройству свойственны большая тепловая инерционность и ограниченные функциональные воэможности вследствие отсутствия частотного выходного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения тока и напряжения, содержащее преобразователь контролируемого электрического параметра в перемещение, выполненный в виде металлической мембраны и укрепленных по обеим ее сторонам плоских кольцевых пьезоэлементов, дифференциальный струнный преобразователь перемещения в частоту, струны которого расположены по прямой линии между противоположными стенками корпуса и жестким центром мембраны, блок регистрации, подключенный к выходу струнного преобразователя (2).

Известное устройство обладает линейной проходной характеристикой и имеет частотный выходной сигнал.

Однако при контроле эффективных значений тока и напряжения результаты измерения носят весьма приближенный характер, поскольку использованный в устройстве первичный преобразователь контролируемого электрического параметра на названные значения. параметра непосредственно не реагирует.

Цель изобретения — повышение точности подобного измерительного устройства при контроле эффективных значений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения тока и напряжения, содержащем преобразователь контролируемого электрического параметра в перемещение

917110 и дифференциальный струнный преобразователь перемещения в частоту, выход которого подключен к блоку регистрации, преобразователь контролируемого электрического параметра в перемещение выполнен с двумя преобразующими элементами, разнесенными между собой в пространстве, а преобразователь перемещения в частоту реализован с вращающимися барабанами, вокруг которых соединены друг с 10 другом участки струнного контура.

Пространственное расчленение первичного преобразователя в сочетании с замкнутой конфигурацией вторичного преобразователя позволяет применить 15 в устройстве биметаллические преобразующие элементы, определяющим фактором реагирования которых при размещении их внутри токоподводящих катушек является именно эффективное 20 значение контролируемого электрического параметра °

На фиг.1 схематически представлен .общий вид предлагаемого устройства для измерения тока и напряжения; 25 на фиг.2 — поясняющие эпюры сил, действующих на отдельные участки струн при изгибе биметаллических пластин.

Устройство содержит корпус 1 (фиг.1), биметаллические пластины 2 и 3, разнесенные между собой в пространстве, и обращенные активными слоями навстречу друг другу, последовательно включенные токоподводящие обмотки 4 и 5 для пропускания тока от источника с контролируемым электрическим параметром, ферромагнитные струны б и 7, вращающиеся (при растяжении и сжатии струн) барабаны 8 и 9, электромагнитные адаптеры 11 колебаний струн, операцион- 40 ные усилители 12 и 13, смеситель 14.

Позициями 15 и 16 отмечены вводы устройства.

На фиг.2 приняты следующие условные обозначения: 45

Г„- силы,растягивающие струну 6;

F2c - силы, сжимающие струну 71

M> - моменты изгиба биметаллических пластин 2 и 3 при тепловом действии тока. 50

Устройство работает следующим образом.

При измерении эффективных значений тока или напряжения источник с контролируемым электрическим параметром подключается к вводам 15 и

16. Проходя по обмоткам 4 и 5, ток нагревает биметаллические пластины

2 и 3 до температуры, определяемой его эффективным значением. При 60 большом коэффициенте теплопроводимости корпуса 1 и медленном изменении тока пластины 2 и 3 успевают отслеживать измеряемые значения тока и развивают усилия, направления ко- 65 торых. показаны на фиг.2. В результате действия сил F<> струна б растягивается и частота ее колебаний: f+ возрастает согласно соотношению

-)() oi+ЬР, Л„вр где 8 — длина струны 6;

S — площадь поперечного сечения струны б; плотность материала струны б;

F — начальная сила натяжения о струны б .

Одновременно .с этим за счет вращения барабанов 8 и 9 силами F c ослабляется струна 7 и частота ее колебаний f г уменьшается согласно соотношению

/ щИ,с г Sp где г — длина струны 7;

S — площадь поперечного сечения струны 7; плотность материала струны 7;

F — начальная сила натяжения струны 7.

Колебания струн б и 7 возбуждаются с помощью электромагнитных возбудителей 10 и адаптеров Ъ1,. включенных соответственно на выходы и входы операционных усилителей 12 и 13. При замыкании цепей селективной положительной обратной связи на выходах усилителей.12 и 13 имеют место напряI жения, изменяющиеся с частотами f H

f> . Разностная частота, выделяющаяся в смесителе 14 и линейно зависящая от эффективных значений контролируемого электрического параметра,воспринимается блоком регистрации (на фиг.1 не показан).

Поскольку в предлагаемом устройстве отсутствуют промежуточные преобразования сил У в, Foci его чувствительность поддерживается на достаточно высоком уровне. Инерционность предлагаемого устройства может быть снижена при уменьшении площади биметаллических пластин 2 и 3.

Формула изобретения

Устройство для измерения тока и напряжения, содержащее преобразователь контролируемого электрического параметра в перемещение и дифференциальный струнный преобразователь перемещения в частоту, выход которого подключен к блоку регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при контроле эффективных значений, преобразователь контролируемого электричес917110

Frp

Составитель Л. Морозов

Редактор Н. Ковалева Техред А. Бабинец Корректор кто Н. !Овыдкая

Заказ 1881/65 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ж

Филиал ППП Патент г. ужгород, ул. Проектная, 4 кого параметра в. перемещение выполнен с двумя преобразующими элементами, разнесенными между собой в пространстве, а преобразователь перемещения в частоту реализован с вращаЬщимися барабанами, вокруг .которых соединены друг с другом участки струнного контура. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Денисов А.A. и др. Пневматические и гидравлические устройства автоматики. М., Высшая школа, 1978, с. 123, рис. 68а.

2. Авторское свидетельство СССР

М 46 1382, кл. G 01 R 19/26, 1972 .