SU1095088A1 - Устройство дл измерени мощности индуктора - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ИНДУКТОРА, содержащее масштабные преобразователи напр жени  и тока, выходы которых, подключены к входам фазочувствительного выпр мител , выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого че|рез последовательно соединенные потенциометрический регул тор и выпр митель подключен к выходу масштабного преобразовател  тока, отличающее с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введен перемножитель, первый вход которого подключен к выходу сумматора , второй вход - к выходу потенциометрического регул тора, а выход  вл етс  выходом устройства. со ел о 00 00

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к измерению мощности к области высок частот и может быть использовано дл  измерени  мощности индуктора, который  вл етс  рабочим органом электротерми ческой установки. Известны устройства дл  пр мого из мерени  проход щей мощности индуктор Такое измерение св зано с необходимостью преодолени  частотной и фазово погрешности. Действительно, фазовые углы наружного индуктора составл ют 85-89. Мощность электротермических установок в диапазоае частот промышленного нагрева (44.0-1760 кГц) соста л ет 10-20 кВт, а динамический диапа зон изменени  мощности в производственных услови х - 1,15-1,45 дБ. Устройство содержит масштабные преобразователи тока и напр жени  индуктора, потенциометрический регул тор и измерительный прибор. Отличительными признаками устройства  вл етс  наличие двух датчиков Холла расположенных в зазоре магнитопровода и измерительного преобразовател  тока С 1 2 Недостатками этого устройства  вл ютс  ограниченный частотный диапазон (практически не вьппе 8-10 кГц) и низка  надежность. Ограниченность частотного диапазона объ сн етс  тем, что в схеме используютс  устройства дл  перемножени  мгновенных значений тока и напр жени индуктора, а пл  интегрировани  выхо ных сигналов этих устройств используетс  измерительньп прибор. Частотна  граница известных перемножителей мгновенных значений доходит до 100 кГц, а у измерительных приборов она на пор док меньше. .Погреиность измерени  дополнительно увеличиваетс  из-за невысокой линейности преобразовани  двух датчиков Холла в рабочем динамическом диапазоне. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  мощности индуктора, содержащее масштабные преобразователи тока и напр жени  индукторов, потенциометрический регул тор, выпр митель, два сумматор два квадратора и фазочувствительный выпр митель, первый вход которого подключен к выходу масштабного преобразовател  напр жени , а второй вход - к выходу масштабного преобразовател  тока и через последовательно соединенные выпр митель и потенциометрический регул тор к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу фазочувсТ,вительного выпр мител  и, через первый квадратор, к первому входу второго сумматора, второй вход которого через второй квадратор подключен к выходу первого сумматора С2. Однако известное устройство имеет недостаточную точность. Действительно, его работа основана на следующем алгоритме преобразовани : ( К UCos -K D--CK UCosf) K I -2K K2UlCost/ , где и, I - действующие значени  напр жени  и индуктора соответственно; V - фазовый угол нагруженного индуктора; K,Kj- коэффициенты передачи фазочувствительного выпр мител  и потенциометрического регул тора соответственно . Из выражени  (1) следует, что составл ющие погрешности, вызванные неидеальностью и неидентичностью квадраторов , а также неидентичностью вычитак цих блоков, вход т в общую погрешность измерени . Наибольшее значение имеет неидентичность реальных квадраторов и нестабильность их характеристик от образца к образцу.Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  мощности индуктора, содержащее масштабные преобразователи напр жени  и тока, выходы которых подключены к входам азочувствительного выпр мител , ьтход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через последовательно соединенные потенциометрический регул тор и выпр итель , подключен к выходу масштабного преобразовател  тока, введен перемножитель, первый вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход - к выходу потенциометрического регул тора, а вйход  вл етс  выходом устройства.

На чертеже приведена блок-схема предалагаемого устройства.

К зажимам индуктора 1 подключены масштабные преобразователи 2 его напр жени  и тока 3, выходы которых соединены со входами фазочувствительного выпр мител  4, один из которых соединен также со входом вьшр мител  5. ПоложительньА полюс выхода чувствительного выпр мител  4 подключен к первому входу сумматора 6, второй вход которого соединен с отрицательным полюсом выхода выпр мител  5 через потенциометрический регул тор 7. Первьй вход перемножител  8 подключен к выходу сумматора 6 второй вход - к выходу потенциометрического регул тора 7, а выход  вл етс  также выходом всего устройства.

Устройство работает cлe yющим образом.

Выходные напр жени  масштабных преобразователей 2 и 3 выбраны так, что их отношение составл ет K,I . 7, ..., 10, где и, I - действующие значени  напр жени  и точка индуктора соответственно; .- коэффициенты пропорционал ности. При этом сигнал на выходе фазочувствительного выпр мител  4 равен U4 СобЧ,(3) где и - действующее значение напр жени  на индукторе; У - угол фазового сдвига и и i. С выхода фазочувствительного выпр мител  4 напр жение подаетс  на первый вход сумматора 6. Напр жение на выходе выпр мител  равно Us К+ I, где I - действующее значение тока индуктора. Напр жение на выходе потенциометрического регул тора 7, имеклцего переменный коэффициент передачи К Ц-, Напр жение на выходе сумматора 6 равно разности входных напр жений, так как их пол рность противоположна т.е. Ufe KaU CosH - K,K5l . (6

После перемножени  напр жений Ug и и,- в перемножителе 8 напр жение на выходе устройства равно

Ug (KjU - )

l-l.

1.

(7)

(U I Cos ,

Дл  каждого индуютора один раз в опыте холостого хода (при отсутствии загпузки в инпуктоое) с помощью потенциометричесКого вегул тоса 7 добиваютс  равенства

Ug 0.(8)

При этом К К 1

и I СозЧ . (9)

3 Так как при отсутствии загрузки

в индукторе энерги , подводима  к нему, равна потер м в индукторе, то выражение в правой части формулы (9) должно трактоватьс , как мощность потерь в индукторе Р , d величина

.

численно равна активному сопротивлению индуктора R. Если в режиме индукционного нагрева положение регул тора 7 не измен етс , а коэффициент передачи остаетс  таким же, как и на холостом ходу, напр жение на выходе равно Ug KgK KgCP-P),(10) где Р - мощность на зажимах индуктора. Следовательно, напр жение U пропорционально мощности в нагрузке индуктора, с точностью до ранее подобного , что должно быть учтено при калибровке шкалы устройства. Благодар  введению в предлагаемое устройство перемножител  и применению описанного алгоритма преобразовани  повьш1аетс  точность измерени  по сравнению с известным устройтством. Сравнива  общую погрешность измерени  в предлагаемом и известном устройстве, считаем, что погрешности масштабных преобразователей, выпр мителей, сумматоров (вычитателей ) и потенциометрических регул торов в обоих устройствах одинаковы . Следовательно,Нужно сравнить суммарную погрешность от неидеальности квадраторов, а также от неидентичности характеристик квадраторов и вычитателей с погрещностью перемножающего устройства на холостом ходу и при номинальной мощности в нагрузке индуктора. Дл  наиболее подход щих .

S1095088

дл  поставленной цели диодных квадра защищенности. При этом может быть торов погрешность от неидеальности использовано одноквадратное аналоизмен етс  в пределах 7-10%, Благо-г говое перемножающее устройство, постдар  тому что в предлагаемст роенное по принципу широтноимпульсной устройстве перемножаютс  выпр млен- s и амплитудной модул ции. Погрешности ные сигналы, перемножающее устройст- таких устройств составл ют обычно во может быть достаточно далеко выне- доли процента, что позвол ет значисено от индуктора без снижени  тельно повысить точность измереуровн  входных сигналов/, и помехо- ни .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ИНДУКТОРА, содержащее масштабные преобразователи напряжения и тока, выходы которых подключены к входам фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через последовательно соединенные потенциометрический регулятор и выпрямитель подключен к выходу масштабного преобразователя тока, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен перемножитель, первый вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход - к выходу потенциометрического регулятора, а выход является выходом устройства.

   1 1095088 2