SU1076986A1

SU1076986A1 - Method of measuring voltage of chemical source of electric energy

Info

Publication number: SU1076986A1
Application number: SU823526329A
Authority: SU
Inventors: Владимир Ильич Скурихин; Виктор Степанович Балюк; Владислав Тимофеевич Кондратов; Владимир Ильич Водотовка; Юрий Алексеевич Скрипник
Original assignee: Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Усср; Предприятие П/Я М-5183
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1984-02-29

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ХЮПИЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА, згшлбочающийс в измерени с псмооиыо иэ.ме рительного прибора леще ки йапр .жени на нап уэочном резисторе,включенном в цепь контрол1фуемого источника ., при выбранном значении регулируемого резистора,о тли чающийс TaM,4TpjrC целью повышени точности , после измерени пгщенн напр жени на нагрузочном резнсторе от тока ХИТ нзмен ют напр жение в цепн на калиброванную, различимую по измерительному прибору величину, измер ют новое значение падени напр жени на нагрузочном резисторе, затем измер ют напр жение на последнем при отключвннс ХИТ, а о значении напр жени ХИТ суд т по выРс1жению « Фз:где 4 и - калиброванное изменение. 9 напр жени в цепи; з напр жени , измеренные на нагрузочном резнсторе при наличии ХИТ, с дополнительным калиброванным приращением напр жени 8 в цепи и без ХИТ в цепи.A METHOD FOR MEASURING THE VOLTAGE OF A HYPICAL SOURCE CURRENT, which is used as a sensor for a sensor with a measuring instrument and a sensor for a variable resistor connected to a controlled source circuit. If the value of the adjustable resistor is selected, a sensor is connected to a voltage resistor included in the controlled source circuit. after measuring the voltage on the load resistor from the current HIT, the voltage in the circuit is changed by a calibrated value that can be distinguished by the measuring device, the new value of the voltage drop on the load resistivity is measured then the voltage is measured at the last when the HIT is disconnected, and the value of the HIT voltage is judged by exploring Fz: where 4 and is the calibrated change. 9 voltage in the circuit; voltages measured on a load-resistor in the presence of a HIT, with an additional calibrated increment of voltage 8 in the circuit and without a HIT in the circuit.

Description

а:but:

QDQD

00 ffi Изобретение относитс к электрическим измерени м параметров химических источников тока (ХИТ) и может быть использовано по пр мому назначению при измерении ХИТ, например, воздушно-литиевыхj водно-литиевых и других. Йэвестны способы измерени напр жени химических источников тока, реализуемые известньами устройствами и заключающиес в измерении падени напр жени на нагрузочном резисторе , включенном в цепь контроли руемого ХИТ Cll и C2l. Указанным способам присуща недостаточна точность измерени , обусловленна методическими погрешност ми измерени . Во-первых, способы измерени напр жени ХИТ не учитывают шунтирующее действие входного сопротивлени измерительного прибора или сопротивлени входного делител напр жени на результат измерени . Во-вторых, способы чувствительны к вли нию значени омического сопролз ивлени цепи, на результат измерени а также переходных и контактных соп ротивлений.В-третьих,указанные спос бы измерени не обеспечивают исключе ние аддитивных и мультипликативных rtOJ-Решностей, ВНОС1ШЫХ измерительным прибором, на результат измерени . Все это снижает точность измерени напр жени ХИТ в широком диапазоне их значений. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ измерени напр жени ХИТ, заключан цийс в измерении падени напр жени на нагрузочном резисторе , включенном в цепь ХИТ, срав нении полученных значений напр жени на элементе со средним значением напр жени на всех элементах батареи СзЗ. Известному способу также присуща недостаточна точность измерени напр жени ХИТ, обусловленна вли аием входного напр жени измерительного прибора на результат измерени а также аддитивной и мультипликативной погрешностей прибора на резульТ;ат измерени , исключение которых известный способ не обеспечивает. Цель изобретени - повьниение точности измерени напр жени химического источника тока (ХИТ)„ Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу измерени напр жени химического .источника тока заключаквцемс в измерении падени н апр жени на нагрузочном резисторе включенном в цепьконтролируемого ХИТ, при выбранном значении регулируемого резистора, после измерени падени напр жени на нагрузочном резисторе от тока ХИТ, измен ют нап|р жение в цепи на калиброванную, различимую по измерительиому прибору величину, измер ют новое значение падени напр жени , затем измер ют напр жение на нагрузочном резисторе при отключенном ХИТ, а о значении напр жени ХИТ суд т по выражению -, где ли - калиброванное приращение (изменение) напр жени в цепи; и, и и Uj - напр жени , измеренные на нагрузочном резисторе при наличии ХИТ, с дополнительньол калиброванным приращением напр жени в цепи и без ХИТ в цепи. На чертеже приведена структурна схема устройства дл реализации предлагаемого способа. Способ осуществл ют следуинцим образом. Через цепочку, состо щую из последовательно соединенных регулируемого резистора R и нагрузочного резистора RK в виде параллельно соединенных резистора R и входного сопротивлени измерительного прибора , пропускают ток, обуловленный включением ХИТ в эту цепь. Значение регулируемого резистора R. выбирают таким, чтобы в течение времени измерени напр жени ХИТ разр д ХИТ за счет тока нагрузки был оптимальным. Обычно устанавливают такое значение регулируемого резистора R..,, при котором ток через эквивалент нагрузки и измерительный прибор равен рабочему току. При сн тии вольт-амперных характеристик ХИТ значение сопротивлени й измен етс в широких пределах. Известно, что характеристика преобразовани измерительного прибора имеет вид у х(1 + з.)+лх. где X - входна величина; у - показани прибора; 2 - мультипликативна погрешность; d X - аддитивна погрешность измерительного прибора. В соответствии с спредлагаемым способом, вначале измер ют падение напр жени Ц на нагрузочном резисторе К,( фиг. 1а). В результате получают , с учетом (1) напр жение Г-р-,Т-н() ggB « - мультипликативна погрешность измерени напр жени и,г . и - аддативна .погрешность измерени ; истинное значение падени напр жени на нагрузочном резистбре . RH Затем измен ют напр жение в цепи на калиброванную, различимую по измерительнс 1у прибору величину л1/ (фиг. 16). В результате напр ение цепи будет равно и,-и, Согласно предлагаемому способу измер ют новое значение падени напр жени на нагрузочнсм резисторе (r Ойхрловленное током напр жени А7нН и{ где мультипликативна погрешность измерени напр жени Ufl ; д - аддитивна погрешность из той же величины, что и при предфддуцем измерении , так как мс ленты времени обеих измерений отличаютс на доли секунды , т.е. практически сов .пёщают; ( 2 истинное падение напр жен на нагрузочном резисторе К при изменении напр жени I цепи на йО. Затем измер ют пгщение напр жени на нагрузочном резисторе при отклн « ченном напр жении питани цепи : . (фиг.1в). В результате получим напр жение . , - .J.. - равное аддитивной погрешности измерительного прибора. О значении напр жени ХИТ суд т по выражению 3 (6) Устройство дл реализации предла способа содержит блок 1 ХИТ напр жение которого подлежит измере jttaOf переключатель 2 режимов работы калиброванный делитель 3 напр жени источник 4 опорного напр жени ,, кс мутатор 5, регулируема нагрузка 6, /состо ща из последовательно соеди ненных регулируемого резистора и нерегулируемого нагрузочного резистора , арифметическое устройство 7 с пгш тью (или микропроцессор), от че ;но-регистрирующеэ устройство 8, Причем одни одноимённые (например), отрицательные) клеммы блрка 1 ХИТ соединены между собой и подключены к входу переключател 2 режимов работы , первый вход которого соединен с земл ной шиной, третий вход свободный , а второйподключен через калиброванньй делитель 3 напр жени к источнику 4 опорного напр жени . Положительные клеммы блока 1 ХИТ соединены с входами управл емого коммутатору 5, выход которого через регулируемую нагрузку 6 подключа к арифметическому у-стройству 7 с па- . м тью. К выходу арифме;тического устройства 7 подключено отсчетно-регистрнрук аее устройство 8. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии переклаочатель 2 режима работ наход итс положении 3 . В специальное приспосо(ленне устанавливаетс кассета с.ХИТ (100 шт). Эта кассета и представл ет собой блок 1 ХИТ. С помощью коммутатора 5 к входу регул}фуемой иагрузки 6 подключаетс положительна клемма ХИТ, напр жение которого подлежит измерению. Затем переключатель 2 режима работ устанавливаетс в положение «1 (фиг. 1г. Соединенные между совой отрицательные клеьмы ХИТ подклклчаютс к земл ной шине. Через резисторы и 2 нагрузки б течет ток, обусловленный напр жением контролир5тамого ХИТ, Необходима величина тока в цепи устанавливаетс с помощью переменного резистора f нагрузки 6. Падение напр жени на резисторе R.J нагрузки б измер етс и запоминаетс с пс с цью арифметического устройства 7. Затем переключатель 2 режимов работы переводитс в положение 2 (фиг. 1г). В результате к контролируемому ХИТ последовательно подключаетс нерез делитель 3, напр жени источник 4 опорного напр жени . Де-.. литель 3 напр жени предназначен длй установки требуемого калиброванного значени напр жени .ujU. В результате напр жение цепи увеличиваетс на значение iU. Измер ют и запоминают новое значение падени напр жени на резисто Й2 нагрузки б. После этого переключатель 2 режимов работы устанавливаетс в исходное доло сение, при котором также измер етс и запоминаетс с помопхью арифметического устройства 7 напр жение на резисторе Я нагрузки 6. Так как в указанном положении переключател 2 напр жение от ХИТ в цепи отсутствует, то результатом лзмерени будет дрейф нул измеритель ого прибора. С помощью арифметического устройства 7 вычисл ют значение U по выражению (6) по результатам измерени пгшений напр жений в каждом из трех тактов измерени , Затем кс 1мутатор 5 первод т в дру гое положение и аналогично повтор ют процесс измерени Uj нового контролируемого ХИТ. В отличие от известных предлагаемый способ обеспечивает повышение точности измерени , путем исключени аддитивной и мультипликативной погрешностей измерительного прибора, исключени вли ни входного сопротив лени измерительного прибора на результат измерени . Как видно из фиг. 1, входное сопротивление РЭ измерительного прибора включаетс параллельно сопротивлению Я нагрузки 6 Это приводит к изменению коэффициента делени делител напр жений, состо щего из Рх, и . В результате измерени значени t/ с помощью известных способов вноситс дополнительна погрешность. Из|Вестно , что Щ у разных измерительных приборов имеет разную величину и стабильность за счет исключени погрешности от вли ни сопротивлени цепи, по которому протекает ток от ХИТ, а также от временной и температурной нестабильности сопротивлейи цепи, исключени вли ни переходных и контактных сопротивлений иамерительной цепи на результат измерени значени | 1апр жени ХИТ. Исключение аддитивной и мультипликативной погрешностей измерени обеспечиваетс путем совокупности и последовательности операций измерени падени напр жени на резисторе нагрузки при разных услови х и вычислительной обработки результатов измерени по предложенному алгоритму учитывающему как исходные, так и измеренные данные и вли ние погрешностей измерени . Результат измерени с пс нсадью предлагаемого способа не содержит погрешностей измерени . Высока точность измерени напр жени ХИТ необходима дл сн ти его во.пьт-амперных характеристик при сверх малых токах разр да (10 А), при определении таких характеристик нгщежности ХИТ, как его саморазр д, в течение ограниченного промежутка времени , а так;11е при типовых испытани х саморазр да ХИТ в услови х длительного хранени . ТаЛим образом, предлагаемый способ измерени напр жени ХИТ в целом обеспечивает повышение точности измерени контролируемой величины.00 ffi The invention relates to electrical measurements of the parameters of chemical current sources (HIT) and can be used for its intended purpose in measuring HIT, for example, air-lithium-water-lithium and others. There are known methods for measuring the voltage of chemical current sources, realized by limestone devices, which consist in measuring the voltage drop across a load resistor connected to a circuit controlled by a CET and Cll. These methods are characterized by insufficient measurement accuracy due to methodological measurement errors. First, the methods for measuring the voltage of the HIT do not take into account the shunting effect of the input resistance of the measuring device or the resistance of the input voltage divider on the measurement result. Secondly, the methods are sensitive to the influence of the value of the ohmic chain creep, on the measurement result as well as on the transient and contact resistances. Third, the indicated methods of measurement do not provide for the elimination of additive and multiplicative rtOJ Resolutions, by measuring with the measuring device measurement result. All this reduces the accuracy of measuring HIT voltage over a wide range of their values. The closest to the present invention is the method of measuring HIT voltage, which consists in measuring the voltage drop across a load resistor connected to the HIT circuit, comparing the obtained voltage values on a cell with an average voltage value on all cells of the C3Z battery. The known method is also characterized by insufficient accuracy of measuring the voltage of the HIT due to the influence of the input voltage of the measuring instrument on the measurement result as well as additive and multiplicative errors of the instrument on the result; measurement, the exclusion of which the known method does not provide. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the voltage of a chemical current source (HIT). The goal is achieved according to the method of measuring the voltage of a chemical current source to conclude with measuring the drop in apr on the load resistor connected to the controlled HIT, with the selected value of the adjustable resistor, after measuring the voltage drop across the load resistor from the HIT current, the voltage in the circuit is changed to a calibrated value that can be distinguished by the measuring instrument th value of the voltage drop, then the measured voltage across the load resistor when disconnected HIT and a CSC voltage value is judged by the expression -, wherein if - a calibrated increment (change) of the voltage in the circuit; and, and and Uj are the voltages measured at the load resistor in the presence of a HIT, with an additional calibrated increment of voltage in the circuit and without a HIT in the circuit. The drawing shows a block diagram of a device for implementing the proposed method. The method is carried out in the following manner. Through a chain consisting of a series-connected adjustable resistor R and a load resistor RK in the form of a parallel-connected resistor R and an input resistance of the measuring device, a current is flowing through the inclusion of a HIT in this chain. The value of the adjustable resistor R. is chosen so that during the time of measuring the voltage HIT, the discharge HIT due to the load current is optimal. Usually set the value of the adjustable resistor R .. ,, at which the current through the load equivalent and the measuring device is equal to the operating current. When removing the current – voltage characteristics of the HIT, the resistance value varies over a wide range. It is known that the conversion characteristic of the measuring device has the form y x (1 + 3) + lx. where X is the input value; y — instrument readings; 2 - multiplicative error; d X - additive measurement error. In accordance with the proposed method, the voltage drop C is first measured at the load resistor K, (Fig. 1a). As a result, taking into account (1) the voltage G-p-, Tn () ggB ' is the multiplicative error of the measurement of voltage i, g. and - additive measurement error; true value of the voltage drop across the load resistor. RH Then, the voltage in the circuit is changed to a calibrated, discernible by measuring 1 device value l1 / (Fig. 16). As a result, the voltage of the circuit will be equal to, and, According to the proposed method, the new value of the voltage drop across the load resistor is measured (r Oughdra current of voltage A7nH and {where the multiplicative error of voltage measurement Ufl; d is the additive error from the same value , as in the prefdduc measurement, since the ms tape of the time of both measurements differs by a fraction of a second, i.e., it practically makes it hard; (2 the true voltage drop across the load resistor K when the voltage of the I circuit changes on yO. Then pscheni voltage across the load resistor when the supply voltage of the circuit is disconnected: (Fig. 1c). As a result, we obtain the voltage., - .J .. - equal to the additive error of the measuring device. The HIT voltage value is judged by expression 3 (6) The device for realization of the method preliminarily contains the unit 1 HIT voltage of which is to be measured jttaOf switch 2 operating modes calibrated divider 3 voltage source 4 of the reference voltage, x mutator 5, adjustable load 6, / consisting of successively connected adjustable resistor and an unregulated load resistor, an arithmetic unit 7 with a microchip (or a microprocessor), from one; but a registering device 8, and one of the same (for example) negative terminals of the block 1 HIT are interconnected and connected to the input of the switch 2 operating modes, the first the input of which is connected to the earth bus, the third input is free, and the second is connected via a calibrated divider 3 voltage to the source 4 of the reference voltage. The positive terminals of unit 1 of the HIT are connected to the inputs of the switch 5 that is controlled by the switch 5, the output of which through the regulated load 6 is connected to the arithmetic unit 7 with pa-. m tew. The output-register device 7 is connected to the output of the arithmetic unit 7. The device operates as follows. In the initial state, the stalker 2 operation modes are position 3. In a special device (a cassette of a SIT (100 pcs.) Is installed. This cassette is a HIT block 1. With the help of a switch 5, a positive HIT terminal is connected to the control input} of the load 6, then the voltage of which is to be measured. Then switch 2 the operation mode is set to position 1 (Fig. 1d. Connected between the owl negative HIT adhesives are connected to the ground bus. Current through the resistors and 2 loads is flowing due to the voltage of the controlled HIT, the required current value in the circuit is set using a variable resistor f of the load 6. The voltage drop across the resistor RJ of the load b is measured and stored with PS with the arithmetic unit 7. Then the switch 2 operating modes is switched to position 2 (Fig. 1d). As a result, a non-cut is connected to the controlled HIT divider 3, the voltage of the voltage source 4. The voltage delimiter 3 is designed to set the required calibrated voltage value .ujU. As a result, the voltage of the circuit is increased by the value of iU. Measure and memorize the new value of the voltage drop across the resistor J2 of the load. B. After this, the switch 2 of the operation modes is set to the initial position, at which the voltage on the load resistor I is also measured and stored with the help of the arithmetic unit 7, since the voltage from the HIT is absent in the indicated position of the switch 2, the measurement result there will be a drift zero meter gauge. Using the arithmetic unit 7, the value of U is calculated by expression (6) from the results of measuring voltage across each of the three measurement cycles. Then x 1 switch 5 is moved to another position and similarly repeat the process of measuring U j of a new controlled HIT. In contrast to the known, the proposed method provides an increase in the measurement accuracy by eliminating the additive and multiplicative errors of the measuring device, eliminating the influence of the input resistance of the measuring device on the measurement result. As can be seen from FIG. 1, the input impedance of the ME of the measuring device is connected in parallel with the resistance I of the load 6. This leads to a change in the division factor of the voltage divider consisting of Px, and. As a result of measuring the value of t / using known methods, an additional error is introduced. It is known that Щ for different measuring instruments has different size and stability due to the exclusion of the error due to the influence of the resistance of the circuit through which the current flows from the HIT, as well as from the time and temperature instability of the resistance of the circuit, exclusion of the influence of transient and contact resistances and measuring circuit on the measurement result value | 1prpr HIT. The exclusion of additive and multiplicative measurement errors is achieved by combining and measuring the voltage drop across the load resistor under different conditions and computing the measurement results according to the proposed algorithm that takes into account both the original and the measured data and the effect of measurement errors. The measurement result with ps nsadyu of the proposed method does not contain measurement errors. High accuracy of measuring the voltage of the HIT is necessary for removing its heat and current characteristics at ultra-low discharge currents (10 A), when determining such characteristics of the HIT as its discharge for a limited period of time, and so; during typical tests of self-discharge HIT under conditions of long-term storage. Thus, the proposed method of measuring the voltage of the HIT as a whole provides an increase in the measurement accuracy of the monitored quantity.

f)f)

НПNP

Лл.Ll

ниneither

Claims

METHOD FOR CHEMICAL VOLTAGE SOURCE VOLTAGE MEASUREMENT, which closes in the measurement with the help of a measuring device of voltage drop on a load resistor included in the circuit of the controlled source, at the selected value of the adjustable resistor, they are different in that, in order to increase accuracy, after measuring the voltage drop on the load resistor from the current HIT change the voltage in the circuit by a calibrated value, distinguishable by the measuring device, measure the new value of the voltage drop across the load resistor , then measure the voltage at the latter during shutdown ”* HIT, and about the energy ^{: the} voltage of the HIT is judged by the expression where AU is the calibrated change. voltage in the circuit;

'^ *' ^ 2 ^and ° 3 “are the voltages measured on the load resistor in the presence of CIT, with an additional calibrated voltage increment in the circuit and without CIT in the circuit.

m about

I