Устройство для измерения мощности индуктора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 080681 (21) 3297582/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.1182. Бюллетень ¹44

Дата опубликования описания 30. 11. 82 (И)М.К .

G R 21/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

) 53) УДК 6 21. 31 7; 384

1088. 8) (72) Автор изобретения

И.Т.Шпанько (71 ) 3a я в ит ель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ИНДУКТОРА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мощности нагревательных индукторов в установках плазмохимического травления или термоионного осаждения пленок.

Известно устройство для измерения мощности поглощения в нагрузке индуктора калориметрическим методом.

Это устройство содержит водоохлаждаемый калориметр, расположенный внутри индуктора. Калориметр снабжен штуцерами для ввода термометров, с помощью которых измеряют температуру на его входе и выходе, а также устройством для измерения расхода воды (13.

Недостаток этого устройства состофт .в том, что при замещении реальное .нагрузки стальным калориметром, мощности в нагрузке и в калориметре, при одной и той же мощности на зажимах индуктора могут не совпадать, так как КПД индуктора меняется, что. приводит к снижению точности измерения, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее масштабные преобразователи напряжения и тока индуктора, два перемножителя их мгновенных значений на датчиках Холла, потенциаметрический регулятор, вычитающий блок и измерительный прибор, причем потенциальные зажимы датчиков

Холла и измерительный прибор соединены последовательно.

Измерение мощности непосредственно в реальной нагрузке индуктора осуществляется без разрыва цепи эа счет измерения сигнала, пропорционального разности мощностей на зажимах чндуктора и потерь в нем l2).

Недостатками этого устройства яв-. ляются ограниченный частотный диапазон и сравнительно большая погрешность измерения, вызванные использованием перемножителей мгновенных значений тока и напряжения индуктора и последующим интегрированием их выходных сигналов с помощью измерительного прибора.

Цель изобретения — повышение точности измерения в широком частотном

25 . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения мощности индуктора, содержащее мас— штабные преобразователи тока и на- пряжения и потенциометрический регулятор, выход которого соединен с

978061 первым входом первого вычитающего блока, выход которого подключен к измерительному прибору, дополнительно введены фазочувствительный выпрямитель, второй вычитающий блок, два квадратора и выпрямитель, причем 5 выход масштабного преобразователя напряжения подключен к входу фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен с первым входом второго вычитающего блока и через !О ,первый квадратор, с вторым входом первого вычитающего блока, а управ.ляющий вход — с выходом масштабного преобразователя тока и входом выпрямителя, выход которого соединен с,!5 вторым входом второго вычитающего блока, выход которого через второй квадратор соединен с входом потенциометрического регулятора.

На чертеже представлена блок-схе- ;щ ма устройства для измерения мощности индуктора.

Устройство содержит масштабный преобразователь 1 напряжения, выход которого соединен с входом фазочувствительного выпрямителя 2, управляющий вход которого соединен с выходом масштабного преобразователя 3 тока и входом выпрямителя 4, выход которого подключен к первому входу вычитающего блока 5, второй вход которого подключен к выходу фазочувствительного выпрямителя 2 и входу квадратора 6, а выход — к входу квадратора 7, выход квадратора 6 соединен с первым входом вычитающего блока 8,,второй вход которого соединен через потенциометрический регулятор 9 с выходом квадратора 7, а выход — с измерительным прибором 10. ! .40

Устройсъво для измерения мощности индуктора работает следующим образом.

Выходные напряжения масштабных преобразователей К 0 и К,пропор- 45 циональные мгновенным значениям напряжения и тока индуктора, поступают на выпрямители 2 и 4. На выходе фазочувствйтельного выпрямителя 2 напряжение равно Квасов У, где U

-действующее значение напряжения на индукторе; 4 — фазовый угол между мгновенными значениями тока и напряжения. Выходные напряжения квадраторов 6 и 7 равны соответственно:

k>U cos и (KsUcos V — К„) ), где КР напряжение на выходе выпрямителя 4.

На измерительный прибор 10 поступает разность выходных сигналов квадраторов 6 и 7, равная 2К К, (U3cosЧ60

К4 >2

К

Д уя каждого типа индуктора при отсутствии нагрузки в нем с помощью потенциометрического регулятора 9 65 добиваются нулевого показания измерительного прибора 10. При этом мощность индуктора равна мощности потерь в нем

U3cos V = — 3

Кз

Отсюда следует

К4

R, где R - собКз ственное активное сопротивление индуктора. .В режиме нагрева детали, помещенной в индуктор, при том же положении потенциометрического регулятора 9, что и при холостом ходе, показания измерительного прибора 10 будут пропорциональны мощности индуктора за вычетом потерь в нем, т.е. полезной мощности в нагрузке.

Введение в устройство для измерения мощности индуктора фазочувствительного выпрямителя, квадраторов, выпрямителя и второго вычитающего блока обеспечивает расширение частотного диапазона за счет работы квадраторов на постоянном токе, а уменьшение частотной погрешности приводит к снижению общей погрешности измерения, которая определяется, в основном, погрешностью преобразования фазочувствительного выпрямителя.

Формула изобретения

Устройство для измерения мощности индуктора, содержащее масштабные преобразователи тока и напряжения и потенциометрический регулятор, выход которого соединен с первым входом первого вычитающего блока, выход которого подключен к измерительному прибору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены фазочувствительный выпрямитель, второй вычитающий блок, два квадратора и выпрямитель, причем выход масштабного преобразователя напряжения подключен к входу фазо" чувствительного выпрямителя, выход которого соединен с первым входом второго вычитающего блока и через первый квадратор,с вторым входом первого вычитающего блока, а управляющий вход — с выходом масштабного преобразователя тока.и входом выпрямителя, выход которого соединен с вторым входом второго вычитающего блока, выход которого через второй квадратор соединен с входом потенциометрического регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Безикович A.ß., Шапиро E.Ç. Из-. мерение электрической мощности в звуковом диапазоне частот. Л., "Энергия"., 1980, с. 7.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 284162, кл. G 01 R 21/08 (прототип).

978061

Составитель Е.Борзов

Редактор Н.Стащишина Техред М.Надь Корректор А Дзятко

Заказ 9208/60 Тираж 717 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4