SU385229A1 - Измеритель активной мощности - Google Patents

Description

1

Устройство может быть использовано дл  измерени  проход щей активной мощное™ в диапазоне ipaaHO- и ультразвуковых частот.

В известных измерител х активной мощности .на эффекте Холла низкий yipOBeiHb полезного сигнала, несущего инфо1р1ма1Ц,ию о величине измер емой активной мощности, н его форма (он представл ет со-5ой -посто нНую составл ющую напр жени  на выходе датчика Холла) привод т к необхсаи.мости его усилени  усилителем nocTOiHHiHoro то;ка дл  последующей регистрации с помощью стрелоч .ого прибора. Усилители посто ииого тока из-за дрейфа нул  обладают малой чувствительностью и стабильностью коэффициента усилени .

Из-за потерь на высоких частотах в сердечнике элект|ромаг,нита и в салюм датгчике Холла и а выходе датчика нельз  получить полезный сигнал с большим уровнем, что нар ду с использованием нестабильных усилителей посто нного тока обусло-влишает низкую чувствительность и точность существующих измерителей высО.кочастотной а.ктивной мощности на эффекте Холла.

Мала  чувствительность ограничивает как дииамичес.кий, так и ча,стотный диаиазон измер емой мощности. Последнее объ сн етс  тем, что при малой чувствительности требуетс  значительпа   магнитн.а  индукци  в

воздущном зазоре электромагнита, где размещаетс  датч1И|К Холла. Это обесиечиваетс  обмоткой электромагнита с большим числом витков (с большой индукривисстью), что приводит к существенному вли нию электромагнита на цепь, в кото|рой производ тс  измерени , осюбепсю на высоких частотах.

Цель И|3.об1ретени  - повЫ:шеиие точност) и чувствительности, расширение динамического и частотного диа1пазорнов измерителей высокочастотной активной мощности на эффекте Холла.

Эта цель достигаетсл совмещением функций пере1множени  и преобразовани  непрерывного сигнала в импульсный в датчике Холла благодар  введени 0 в цепь его питани  геркона с использованием дл  последующего усилени  полезного сигнала усилител  видеоимнульсов . Геркон (reip мети 3:}ip о ванный контакт ), управл емый дополнительным генератором пр моугольных импульсов, в определенные промежутки вре1ме,ни И1унтирует датчик , что нозвол ет, во-иервы.х, при сохранении неизменной средней мои1;1ссти потерь в датчике увеличить его управл ющий ток, вовторых , получить полезный сигнал в форме видеоимпульсов, амплитуда которых пропорциональна излгер; емой а ктивной мощности. Первое приводит ,к повышению уровн  полезного сигнала, а второе - к возможности усилени  этого сигнала с помощью усилител  ви д еол.мш ул ьс о-в.

В П1ИКОВЫН детакто(р в,ндео.им1Пульсов вместо диода введен гаркон, управл емый допо дн и те л ь п ы м ген ер а тор о м in,p  м оу го л ь н ы х импульсов.

Схема измер.ител  изображена «а чертеже .,, , ,,

Основным элементом измерител   вл етс  датчик Холл-а /, наход щийс  IB воздушном зазоре электрОчмагнита 2. Воздушный зазор выбирают так, чтобы он обеспечил требуемую линейную зависимость .между магнитной индукцией в зазоре и током в налрузке. Линейна  зав)исимость удравл юшего тока датчи,ка от напр жени  на нагрузл е обеспечиваетс  включением датчи|ка параллельно нагрузке и подсоединением последо1вательно с датчиком добавочного резистора 3. Питание датчика с помощью активного резистора позвол ет существен1 о снизить частотную .погрешность зависимости управл ющего тока от напр жени  ;на нагрузке, что расшир ет частотный диапазон измерител .

В цапъ литани  датчика Холла введен пе реключатель на гер.коие 4, управл емый генераторам пр моугольных имиульсов 5. При замыкаиии контактов 6 и 7 шунтируетс  резисто ,р 8, и ток протекает через датчик. При замыкании контактов 6 .н 9 датчик шунтируетс , а ток протекает через резистор 8, сопротийлепие которого рашю входному сопротивлению датчика, что позвол ет уменьшить вли иие коммутаций в его цепи на цепь, в которой происходит измерение. Практически это вли лие исключаетс  выбором соиротивлени  резистора 3, значительно превосход щего как входное сопротивление датчика, так и сопротивление .натрузкн.

Сигнал на выходе датчи ка Холла представл ет собой совокупность видеоимпульсов, несущих полезную информацию об измер емой активной мощности, и радиоимпульсов с основной и удвоенной частотами заполнени . Радиоимпульсы с удвоенной частотой заполнени  по вл ютс  в силу пе,ремно1жаюших свойств датчи|ка (при перемножении двух гармонических сигналов с основной частотой получаютс  посто нна  составл юща  и составл юща  с удвоенной частотой), а радиоимпульсы с осН|ОВ,ной частотой заполнени   вл ютс  злектро1магнитными помехами, проникающими на .выходные вьпводы датчика. Дл  .подавлени  помех в радиоимпульсов с основной и удвоенной частотами иа выходе датчика выключен фильтр нижних частот JO, последовательно соединенный с усилителем видеоимпульсов 11 и пиковым детектором 12 на гер.коне 13.

К выходу генератора пр моугольных .импульсов 5 параллельно по.дключены катушки

Обоих герконов, поэтому датчик и цепь зар да пикового детектора видеоим.нульсов включаютс  о.дно1Вре.менно. На чертеже repiKOHbi показаны в положени х, соответствующих времени действи  сигнала с генератора 5. При отсутствии сигнала геркон 13 отключает от усилител  видеоимпульсов /./ конденсатор 14, который разр жаетс  через большое сопротив .ление (резистор 15) и стрелочный индикатор 16.

К, усилителю видеоимпульсов 11 и генератору радиоимпульсов 5 питание 1Н адводитс  от источника питани  17.

П(р/и периодическом по влении сигнала с

генератора пр моугольных импульсов срабатывают герконы 4 и 13. Первый из них периодически шунтирует резистор 8 -и включает датчик Холла. Датчик перемножает воздействующую на него магнитную индукцию, пропорциональную току в нагрузке, и управл ющий ток, дропорциональный напр жению на нагрузке. Папр жение с выхода датчика, содержащее в силу перио.дичности рагботы геркона 4 полезный сигнал в виде видеоимпульсов , ам1плитуда которых пропорц1иональна из .мер емой активной мощности, и помехи в виде радиои.мпульсов с основной и удвоенной частотами за.нолнени , 1по.даетс  на вход фильтра нижних частот .10, который подавл ет помехи. После фильтра видео:им.пульсы через усилитель 11 подаютс  на пиковый детектор 12, цепь зар да которого включаетс  rep.KjOHOiM 13. После детектировани  посто нный ток, пропорциональный айшлитуде видеоИМ1пульсов , регистрируетс  микроамперметром 16. Характеристика измерител  линейна , что 31прощает калибровку.

П р е д м е т изобретени 

Измеритель активной мощности, содержащий датчик Холла с последовательно соединенными резисторами, электромагнит датчика , фильтр низких частот, включенный на выходе датчика, и стрелочный инди катор отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности измереИ:ИЯ, а также (расширени  динамического и частотного диапазона , в него введены нереклю1чатель на герко .не, генератор пр моугольных импульсов, усилитель видеоиампульсов и пиковый детектор на reipiKOHe, при этом переключающий контакт гер.кона в одном положен1ии подключен параллельно датчику, а в другом - параллельно однаму из последовательно соединенных резисторов, выход фильтра нижних частот через усилитель видеоимпульсов подсоединен ко входу пикового детектора на герконе , а управл ю.Ш1ие обмотки герконов соединены с выходом генератора пр моугольных импульсов .